De meest reactieve metalen zijn te vinden in de meest linkse kolom van de periodieke tabel, en hoe dichter je naar de onderkant van de kolom, hoe meer reactieve ze. Elemental kalium in water dalen en zult u beginnen een brand; cesium in water zal blazen uw bekerglas naar de Filistijnen. Francium is nog verder door de kolom, maar de chemische eigenschappen zijn moeilijk in te schatten, want het is uiterst zeldzaam, hoog-radioactief en zeer korte duur.
Francium
Francium werd voor het eerst ontdekt door scheikundige Marguerite Perey in Parijs in 1939. Wetenschappers kunnen produceren het element kunstmatig, maar het bedrag op aarde gevonden is ongelooflijk klein--minder dan een één ounce bestaat op ieder gegeven moment. Zelfs als kunstmatig geproduceerd, is het heel moeilijk te bestuderen omdat slechts kleine hoeveelheden kunnen worden geproduceerd; Bovendien, het element is zeer radioactief en snel vervalt. De halfwaardetijd van de langstlevende isotoop is slechts 22 minuten. Bijgevolg, hoewel francium zonder twijfel een uiterst reactief metaal is, is zeer weinig bekend over haar chemie.
Cesium
Volgens Los Alamos National Laboratory (LANL), is de chemie van francium zeer vergelijkbaar met de chemie van cesium. Cesium is ook veel makkelijker om te studeren dan francium omdat het is gevonden in de minerale Polluciet en andere ertsen. Het isoleren, is echter zeer moeilijk want het is uiterst reactief. Niet alleen doet het heftig met water reageren, maar ook pyrofoor, wat betekent dat het heeft de neiging om spontaan verbranden in de lucht. Meestal wordt dit opgeslagen in minerale olie of onder een atmosfeer van argon.
Francium vs. Cesium
Ionisatie-energie meet de hoeveelheid energie die nodig is om een elektron van een atoom. Een reden waarom cesium en rubidium dus reactief zijn is hun extreem lage ionisatie-energie, die impliceren dat het is heel gemakkelijk voor hen om te doneren van elektronen aan andere moleculen zoals de watermoleculen in uw bekerglas. Op 376 kilojoule per mol heeft cesium daadwerkelijk een iets lagere ionisatie-energie dan francium. Cesium is dus eigenlijk iets meer reactief dan francium, hoewel het moeilijk om vergelijkingen te maken want francium is zo moeilijk om te studeren.
Relativistische effecten
Ionisatie-energie vallen in het algemeen, als u in een kolom in het periodiek systeem reist. Uit periode 5 verder, echter, de theorie van relativiteit, zoals van toepassing op Kwantumchemie wordt steeds belangrijker, en deze relativistische effecten spelen een ingewikkelde maar belangrijke rol. Als gevolg van relativistische effecten, francium daadwerkelijk heeft een iets kleinere atomaire straal dan cesium--vandaar de lichte maar contra-intuïtief toename van ionisatie energie gaande van cesium tot francium. Uiteindelijk echter, zijn de twee zeer reactieve en zeer vergelijkbaar in hun chemie.
