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Francium (87Fr) has no stable isotopes, thus a standard atomic weight cannot be given. Its most stable isotope is 223Fr with a half-life of 22 minutes, occurring in trace quantities in nature as an intermediate decay product of 235U.
Of elements whose most stable isotopes have been identified with certainty, francium is the most unstable, though astatine is the rarest in nature due to its naturally occurring isotopes having even shorter half-lives and even smaller branching ratios.
The elements with atomic number of 106 (seaborgium) or greater have their longest known half-life of any isotope shorter than that of francium, but as those elements have only isotopes on the proton-rich side of beta stability discovered, there is a strong possibility that undiscovered isotopes of these elements will have longer half-lives that could exceed that of francium-223.
Nuclide [n 1] | Historic name | Z | N | Isotopic mass (Da) [2] [n 2] [n 3] | Half-life [1] [n 4] | Decay mode [1] [n 5] | Daughter isotope | Spin and parity [1] [n 6] [n 4] | Isotopic abundance | ||||||||||
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Excitation energy [n 4] | |||||||||||||||||||
197Fr | 87 | 110 | 197.01101(6) | 2.3(19) ms | α | 193At | (7/2−) | ||||||||||||
198Fr | 87 | 111 | 198.01028(3) | 15(3) ms | α | 194At | 3+# | ||||||||||||
198mFr [n 7] | 0(50) keV | 1.1(7) ms | α | 194At | (10−) | ||||||||||||||
199Fr | 87 | 112 | 199.007269(15) | 6.6(22) ms | α | 195At | 1/2+# | ||||||||||||
199m1Fr | 45(13) keV | 6.5(9) ms | α | 195At | 7/2−# | ||||||||||||||
199m2Fr | 250(50)# keV | 2.2(12) ms | α | 195At | 13/2+# | ||||||||||||||
200Fr | 87 | 113 | 200.00658(3) | 47.5(28) ms | α | 196At | (3+) | ||||||||||||
200m1Fr [n 7] | 50(60) keV | 190(120) ms | α | 196At | 10−# | ||||||||||||||
200m2Fr | 150(50)# keV | 790(360) ns | |||||||||||||||||
201Fr | 87 | 114 | 201.003852(10) | 62.8(19) ms | α | 197At | 9/2− | ||||||||||||
201m1Fr | 129(10) keV | 24(6) ms | α | 197At | 1/2+ | ||||||||||||||
201m2Fr | 289.5(4) keV | 720(40) ns | IT | 201Fr | 13/2+ | ||||||||||||||
202Fr | 87 | 115 | 202.003330(6) | 372(12) ms | α | 198At | 3+ | ||||||||||||
202mFr | 257(6) keV | 286(13) ms | α | 198At | 10− | ||||||||||||||
IT (?%) | 202Fr | ||||||||||||||||||
203Fr | 87 | 116 | 203.000941(7) | 550(10) ms | α | 199At | 9/2− | ||||||||||||
203m1Fr | 361(6) keV | 43(4) ms | IT (80%) | 203Fr | 1/2+ | ||||||||||||||
α (20%) | 199At | ||||||||||||||||||
203m2Fr | 426.0(10) keV | 370(50) ns | IT | 203Fr | 13/2+ | ||||||||||||||
204Fr | 87 | 117 | 204.000652(26) | 1.75(26) s | α (96%) | 200At | 3+ | ||||||||||||
β+ (4%) | 204Rn | ||||||||||||||||||
204m1Fr | 50(4) keV | 2.41(19) s | α (90%) | 200At | 7+ | ||||||||||||||
β+ (10%) | 204Rn | ||||||||||||||||||
204m2Fr | 326(4) keV | 1.65(15) s | α (53%) | 200At | 10− | ||||||||||||||
IT (47%) | 204Fr | ||||||||||||||||||
205Fr | 87 | 118 | 204.998594(8) | 3.90(7) s | α (98.5%) | 201At | 9/2− | ||||||||||||
β+ (1.5%) | 205Rn | ||||||||||||||||||
205m1Fr | 544.0(10) keV | 80(20) ns | IT | 205Fr | 13/2+ | ||||||||||||||
205m2Fr | 609(6) keV | 1.15(4) ms | IT | 203Fr | (1/2+) | ||||||||||||||
206Fr | 87 | 119 | 205.998661(30) | ~16 s | α (88.4%) | 202At | 3+ | ||||||||||||
β+ (11.6%) | 206Rn | ||||||||||||||||||
206m1Fr | 200(40) keV | ~16 s | α (84.7%) | 202At | 7+ | ||||||||||||||
β+ (?%) | 206Rn | ||||||||||||||||||
IT (?%) | 206Fr | ||||||||||||||||||
206m2Fr | 730(40) keV | 700(100) ms | IT (87%) | 206Fr | 10− | ||||||||||||||
α (13%) | 202At | ||||||||||||||||||
207Fr | 87 | 120 | 206.996941(19) | 14.8(1) s | α (95%) | 203At | 9/2− | ||||||||||||
β+ (5%) | 207Rn | ||||||||||||||||||
208Fr | 87 | 121 | 207.997139(13) | 59.1(3) s | α (89%) | 204At | 7+ | ||||||||||||
β+ (11%) | 208Rn | ||||||||||||||||||
208mFr | 826.3(5) keV | 432(11) ns | IT | 208Fr | 10− | ||||||||||||||
209Fr | 87 | 122 | 208.995940(12) | 50.5(7) s | α (89%) | 205At | 9/2− | ||||||||||||
β+ (11%) | 209Rn | ||||||||||||||||||
209mFr | 4659.8(7) keV | 420(18) ns | IT | 209Fr | 45/2− | ||||||||||||||
210Fr | 87 | 123 | 209.996411(14) | 3.18(6) min | α (71%) | 206At | 6+ | ||||||||||||
β+ (29%) | 210Rn | ||||||||||||||||||
210mFr | 4417.2(10) keV | 475(6) ns | IT | 210Fr | (23)+ | ||||||||||||||
211Fr | 87 | 124 | 210.995555(13) | 3.10(2) min | α (87%) | 207At | 9/2− | ||||||||||||
β+ (13%) | 211Rn | ||||||||||||||||||
211m1Fr | 2423.16(24) keV | 146(14) ns | IT | 211Fr | 29/2+ | ||||||||||||||
211m2Fr | 4657.3(4) keV | 124.5(12) ns | IT | 211Fr | 45/2− | ||||||||||||||
212Fr | 87 | 125 | 211.996225(9) | 20.0(6) min | β+ (57%) | 212Rn | 5+ | ||||||||||||
α (43%) | 208At | ||||||||||||||||||
212m1Fr | 1551.4(3) keV | 31.9(7) μs | IT | 212Fr | 11+ | ||||||||||||||
212m2Fr | 2492.2(4) keV | 604(28) ns | IT | 212Fr | 15− | ||||||||||||||
212m3Fr | 5854.7(6) keV | 312(21) ns | IT | 212Fr | 27− | ||||||||||||||
212m4Fr | 8533.4(11) keV | 23.6(21) μs | IT | 212Fr | 34+# | ||||||||||||||
213Fr | 87 | 126 | 212.996184(5) | 34.14(6) s | α (99.44%) | 209At | 9/2− | ||||||||||||
β+ (0.56%) | 213Rn | ||||||||||||||||||
213m1Fr | 1590.41(18) keV | 505(14) ns | IT | 213Fr | 21/2− | ||||||||||||||
213m2Fr | 2537.62(23) keV | 238(6) ns | IT | 213Fr | 29/2+ | ||||||||||||||
213m3Fr | 8094.8(7) keV | 3.1(2) μs | IT | 213Fr | (65/2−) | ||||||||||||||
214Fr | 87 | 127 | 213.998971(9) | 5.51(13) ms | α | 210At | (1−) | ||||||||||||
214m1Fr | 121(5) keV | 3.35(5) ms | α | 210At | (8−) | ||||||||||||||
214m2Fr | 638(5) keV | 103(4) ns | IT | 214Fr | (11+) | ||||||||||||||
214m3Fr | 6577(100)# keV | 108(7) ns | IT | 214Fr | (33+) | ||||||||||||||
215Fr | 87 | 128 | 215.000342(8) | 90(4) ns | α | 211At | 9/2− | ||||||||||||
216Fr | 87 | 129 | 216.003190(4) | 700(20) ns | α | 212At | (1−) | ||||||||||||
216mFr | 219(6) keV | 850(30) ns | α | 212m1At [3] | (9−) | ||||||||||||||
217Fr | 87 | 130 | 217.004632(7) | 22(5) μs | α | 213At | 9/2− | ||||||||||||
218Fr | 87 | 131 | 218.007579(5) | 1.4(5) ms | α | 214At | 1− | ||||||||||||
218mFr | 87(4) keV | 21.9(5) ms | α | 214At | (8−) | ||||||||||||||
219Fr | 87 | 132 | 219.009251(7) | 22.5(17) ms | α | 215At | 9/2− | ||||||||||||
220Fr | 87 | 133 | 220.012327(4) | 27.4(3) s | α (99.65%) | 216At | 1+ | ||||||||||||
β− (0.35%) | 220Ra | ||||||||||||||||||
221Fr | 87 | 134 | 221.014254(5) | 4.801(5) min | α | 217At | 5/2− | Trace [n 8] | |||||||||||
β− (0.0048%) | 221Ra | ||||||||||||||||||
CD (8.8×10−11%) [n 9] | 207Tl 14C | ||||||||||||||||||
222Fr | 87 | 135 | 222.017583(8) | 14.2(3) min | β− | 222Ra | 2− | ||||||||||||
223Fr | Actinium K | 87 | 136 | 223.0197342(21) | 22.00(7) min | β− | 223Ra | 3/2− | Trace [n 10] | ||||||||||
α (0.006%) | 219At | ||||||||||||||||||
224Fr | 87 | 137 | 224.023348(12) | 3.33(10) min | β− | 224Ra | 1− | ||||||||||||
225Fr | 87 | 138 | 225.025572(13) | 3.95(14) min | β− | 225Ra | 3/2− | ||||||||||||
226Fr | 87 | 139 | 226.029545(7) | 48.5(7) s | β− | 226Ra | 1− | ||||||||||||
227Fr | 87 | 140 | 227.031865(6) | 2.47(3) min | β− | 227Ra | 1/2+ | ||||||||||||
228Fr | 87 | 141 | 228.035839(7) | 38(1) s | β− | 228Ra | 2− | ||||||||||||
228mFr | 1004(30) keV | 180(110) s | |||||||||||||||||
229Fr | 87 | 142 | 229.038291(5) | 50.2(4) s | β− | 229Ra | (1/2+) | ||||||||||||
230Fr | 87 | 143 | 230.042391(7) | 19.1(5) s | β− | 230Ra | 2+# | ||||||||||||
231Fr | 87 | 144 | 231.045175(8) | 17.6(6) s | β− | 231Ra | (1/2+) | ||||||||||||
232Fr | 87 | 145 | 232.049461(15) | 5.5(6) s | β− | 232Ra | (5) | ||||||||||||
233Fr | 87 | 146 | 233.052518(21) | 900(100) ms | β− | 233Ra | 1/2+# | ||||||||||||
This table header & footer: |
α: | Alpha decay |
β+: | Positron emission |
β−: | Beta decay |
CD: | Cluster decay |
IT: | Isomeric transition |