结构
这不是环上点阵的示意图，而是对每个已占据子层实际概率密度|ψ|²进行蒙特卡洛采样的结果。拖动即可旋转。蓝色和紫色表示波函数的相反符号，这正是成键成为可能的原因。
测量值
每个条形图都显示钫在全部118种元素中该性质的排名位置。
来源：IUPAC 2021 标准原子量 ·《CRC 化学与物理手册》· NIST。标有 ~ 的数值是预测值，而非测量值。
按比例显示的大小
Radius 260 pm — that is 0.26 nm, so about 1923 million of them side by side would span a millimetre.
热范围
钫 is liquid over a 650 K window, from 300 K to 950 K.
故事
The second rarest natural element, and the most electropositive — but no one has ever seen a visible sample.
钫由法国化学家Marguerite Perey于1939年在巴黎的Curie Institute发现，使她成为最后一位发现天然存在元素的人。当时，Perey担任Marie Curie的实验室助手，正在研究锕-227的放射性衰变。她注意到，一些α粒子的能量与已知衰变产物不符。经过细致分析，她发现了第87号元素的存在，并最初将其称为“actinium-K”。
Perey的发现需要非凡的耐心和精确性。她必须通过仔细测量衰变能量、半衰期和化学性质，将钫与其他放射性产物区分开来。利用1939年仅有的基础放射测量设备，她证明第87号元素表现得像一种碱金属，并具有元素周期表中铯下方缺失元素所预测的性质。
Perey最初提议将第87号元素命名为“catium”，但后来选择“francium”以纪念她的祖国。她的发现得到了其他研究人员的证实，并获得International Union of Pure and Applied Chemistry的正式认可。Perey于1962年成为首位当选French Academy of Sciences院士的女性，这主要归功于她发现钫以及随后在核化学领域开展的研究。
Perey的发现发生在核物理学发展的关键时期，当时科学家刚开始理解放射性衰变链和核结构。她的工作推动了相关理论框架的发展，而这一框架很快将促成核武器和核能的发展。钫的发现帮助完善了天然元素周期表，并验证了Mendeleev关于未发现元素的预测。
应用
钫是检验原子物理学理论和量子力学计算的终极案例。作为电正性最强的元素，钫原子为研究极端条件下的电子行为提供了独特视角。研究人员使用激光冷却和磁阱技术研究单个钫原子，检验基本物理学原理，并寻找超越标准模型的新物理现象。这些实验只需要几千个原子，有助于验证原子结构的理论模型。
钫对于研究原子系统中的宇称不守恒尤其有价值——这是一种自然界中的基本不对称性，指物理定律在镜像反射下发生变化。Fr-210和Fr-212同位素用于精密测量，以检验粒子物理学标准模型并寻找新的物理现象。这些实验有助于科学家理解宇宙中为何物质多于反物质。
研究人员使用钫原子检验自然界的基本常数（如精细结构常数）是否会随时间变化或随位置而异。这些测量需要对钫原子跃迁进行极其精确的光谱学研究，有助于回答物理学中关于自然规律稳定性和普适性的一些最深层问题。
虽然实际的钫样品稀少到几乎无法获得，但钫的计算机模拟和理论模型有助于培养原子物理学家并检验计算方法。了解钫的预测性质，可以帮助研究人员为超重元素研究做好准备，并验证整个元素周期表中使用的理论方法。
除高度专业化的原子物理学研究外，钫没有实际用途。钫极其稀少（地球上任何时刻存在的钫少于30克），且半衰期很短（寿命最长的同位素Fr-223也只能持续22分钟），因此不可能积累到有用的数量。所有研究用途都涉及单个原子，或在超高真空系统中研究少于10,000个原子的集合。
科学家使用复杂的激光系统逐个捕获和研究钫原子。这些实验以极高精度测量超精细结构、同位素位移和电偶极跃迁等原子性质。相关数据有助于完善原子理论，并为检验重原子中的量子力学计算提供基准。
钫原子可以通过激光冷却技术减速并捕获，从而详细研究其在接近绝对零度时的行为。这些实验为单原子尺度的量子力学提供了洞见，并有助于发展后来应用于其他具有实际用途的碱金属、量子计算和原子钟的技术。
钫的极端性质使其成为检验和完善化学与物理学中广泛使用的理论模型的宝贵对象。对钫行为的准确预测可以验证计算方法，而这些方法随后可用于设计新材料、预测化学反应，并理解其他难以或危险地进行实验研究的重元素的行为。
来源
0 mg/kg of Earth's crust · more abundant than 0% of elements
钫以放射性衰变链中极其稀少的中间产物形式，天然存在于铀矿和钍矿中。在任意时刻，整个地壳中存在的钫少于30克——这使它比砹还要稀少。该元素以Fr-223的形式存在于锕衰变系（铀-235衰变链）中，也以Fr-221的形式存在于镎衰变系中，但这些同位素会迅速衰变，半衰期分别为22分钟和4.8分钟。
锕-227发生α衰变，或镭-223发生β衰变时，会形成天然钫。这些核反应发生在含铀矿物深处，但生成的钫原子会在积累之前迅速衰变成镭或砹。钫原子的持续生成和消失维持着一种极其微小的稳态浓度。
由于钫通过放射性衰变形成，而不是通过地质过程形成，因此没有特定的地理集中区域。只要有铀和钍矿床，就会存在微量钫，包括加拿大的Athabasca Basin、澳大利亚的Olympic Dam，以及哈萨克斯坦、尼日尔和美国西南部的铀矿床。然而，其浓度极低，无法进行物理提取。
科学家通过计算放射性衰变产生钫的速率与钫进一步衰变消失的速率之间的平衡，估算钫的丰度。在含有1%铀的铀矿中，钫的浓度仅约为每克矿石10^-18克——大致相当于在价值等于全球经济总量的一堆钱中寻找一枚钫硬币。
处理
钫 具有放射性。 It has no stable isotope — every nucleus decays. 处理时需要适当的屏蔽和许可。
所有钫同位素都具有极强的放射性，寿命最长的同位素Fr-223半衰期也只有22分钟。钫在衰变过程中会发射高能α粒子、β粒子和γ射线。即使是微观量也会产生致命的辐射剂量，而钫与钾的化学性质相似，这意味着它会在重要器官中富集，导致严重的辐射中毒和死亡。
钫研究需要现有的最先进密闭系统，包括超高真空室、激光冷却装置和远程操作设备。所有工作都必须在专门设计用于处理最危险放射性材料的设施中进行。工作人员必须接受先进辐射安全规程的培训，并穿戴全套防护装备。
不存在操作宏观量钫的安全规程，因为这样的数量不可能存在——它们会立即衰变成其他元素。即使是研究中使用的原子尺度数量（通常少于10,000个原子），也需要极度谨慎。任何钫泄漏都会立即形成疏散区，并造成长期污染。
虽然由于钫极其稀少，人类不可能直接接触钫，但理论评估表明，它可能是已知毒性最强的物质之一。钫与钾和铯的化学性质相似，意味着它会扰乱全身的细胞过程；同时，其强烈的放射性会导致急性辐射病、器官衰竭，并在接触后数小时内死亡。
快速回答
钫 (symbol Fr) is element 87 on the periodic table, a 碱金属 in period 7, group 1. The second rarest natural element, and the most electropositive — but no one has ever seen a visible sample. At room temperature it is a solid, and it is radioactive.
[Rn] 7s¹, giving 7 occupied shells holding 2, 8, 18, 32, 18, 8, 1 electrons respectively.钫 melts at 300 K (26.9 °C) and boils at 950 K (676.9 °C). It will melt in a warm room or in the palm of your hand.
钫 has no stable isotope, so it has no standard atomic weight. The figure quoted, 223, is the mass number of its longest-lived known isotope.
钫 is predicted to have a density of about 1.87 g/cm³, though no sample large enough to weigh has ever been made. Water is 1.0 g/cm³ for comparison.
钫 has a Pauling electronegativity of 0.7. The scale runs from 0.70 (francium, the least greedy for electrons) to 3.98 (fluorine, the most). A value this low means it readily gives its outer electrons away, forming positive ions.
钫 was discovered in 1939 by Marguerite Perey. It is named after france.
钫 does not occur naturally on Earth in any meaningful quantity — it is made in a reactor or an accelerator.
Yes. 钫 has no stable isotope — every one of its nuclei decays. Trace amounts occur naturally as decay products of heavier elements.