FERMIUM: SZERKEZET, TULAJDONSÁGOK, FELHASZNÁLÁSOK ÉS KOCKÁZATOK - KÉMIA - 2026

A fermium egy radioaktív kémiai elem, amelyet nukleáris transzmutációval indukált módon nyernek, és amelyben a nukleáris típusú reakciók képesek megváltoztatni a stabilnak tekinthető mesterséges magelemet, és ezáltal radioaktív természetű izotópot okoznak, vagy egy olyan elem, amely nem létezik természetesen.

Ezt az elemet 1952-ben fedezték fel az első sikeres „Ivi Mike” nukleáris teszt során, amelyet a Kaliforniai Egyetem tudóscsoportja végzett Albert Ghiorso irányítása alatt. A fermiumot a Csendes-óceánon az első hidrogénbomba robbantás eredményeként fedezték fel.

Évekkel később szintetizálva nyerték a fermiumot egy nukleáris reaktorban, és a plutóniumot neutronokkal bombázták; és egy ciklotronban az urán-238-at nitrogén-ionokkal bombázzák.

A fermiumot jelenleg egy hosszú nukleáris reakcióláncban állítják elő, amely magában foglalja a láncban levő egyes izotópok neutronokkal történő bombázását, majd az így kapott izotóp béta-bomlásának megengedését.

Kémiai szerkezet

A fermium atomszáma (Fm) 100, elektronikus konfigurációja 5 f ¹² 7 s ². Ezenkívül az aktinidok azon csoportján belül helyezkedik el, amelyek a periódusos rendszer 7. periódusának részét képezik, és mivel atomszám több, mint 92, transzurán elemnek nevezik.

Ebben az értelemben a fermium szintetikus elem, ezért nincs stabil izotópja. Ezért nincs szabványos atomtömege.

Hasonlóképpen, az atomok - amelyek egymás izotópjai - azonos atomszámmal rendelkeznek, de eltérő atomtömegűek, figyelembe véve, hogy akkor az elem 19 ismert izotópja létezik, a 242 atomtömegtől a 260-ig.

Azonban az izotóp, amelyet nagy mennyiségben lehet atom alapon előállítani, Fm-257, felezési ideje 100,5 nap. Ez az izotóp a legnagyobb tömegű és atomszámú nuklid is, amelyet valamely hőreaktor által előállított reaktorból vagy anyagból izoláltak.

Noha a fermium-257-et nagyobb mennyiségben állítják elő, a fermium-255 rendszeresen elérhetőbbé vált, és gyakrabban használják a nyomjelző szintű kémiai vizsgálatokhoz.

Tulajdonságok

A fermium kémiai tulajdonságait csak minimális mennyiségben tanulmányozták, így az összes rendelkezésre álló kémiai információ, amelyet megszereztek az elem nyomaival végzett kísérletekből származik. Valójában sok esetben ezeket a vizsgálatokat csak néhány atommal, vagy akár egy atommal egyszerre végezzük.

A Kémiai Királyi Társaság szerint a fermium olvadáspontja 1527 ° C (2781 ° F vagy 1800 K), atomi sugara 2,45 Å, kovalens sugara 1,67 Å, ​​és 20 ° C hőmérséklet szilárd állapotban van (radioaktív fém).

Hasonlóképpen, legtöbb tulajdonsága, például oxidációs állapota, elektronegativitás, sűrűség, forráspont, többek között, ismeretlen.

A mai napig senkinek sem sikerült előállítania elég nagy mennyiségű fermium mintát, hogy látható legyen, bár az elvárás, hogy más hasonló elemekhez hasonlóan ezüstszürke fém legyen.

Magatartás a megoldásokban

A fermium nem erősen redukáló körülmények között viselkedik egy vizes oldatban, amint az elvárható egy háromértékű aktinid-ionra.

Koncentrált sósav, salétromsav és ammónium-tiocianát oldatokban a fermium anionos komplexeket képez ezekkel a ligandumokkal (egy molekula vagy ion, amely egy fém kationhoz kötődik, hogy komplexet képezzen), amelyek adszorbeálhatók, majd azután anioncserélő oszlopok.

Normál körülmények között az fermium az oldatban Fm ³⁺ ion formájában létezik, amelynek hidratációs indexe 16,9 és sav disszociációs állandója 1,6x10 ^-4 (pKa = 3,8); így úgy gondoljuk, hogy a hátsó aktinidkomplexekben a kötés elsősorban ionos jellegű.

Hasonlóképpen, az Fm ³⁺ ion várhatóan kisebb lesz, mint az előző An ³⁺ ionok (plutónium, americium vagy curium ionok), a fermium magasabb effektív nukleáris töltése miatt; ezért a fermium várhatóan rövidebb és erősebb fém-ligandumkötéseket képez.

Másrészről a (III) fermium meglehetősen könnyen redukálható (II) képletű vegyületre; például szamárium (II) -kloriddal, amellyel a fermium (II) együtt kicsapódik.

Az elektróda normál potenciálja

Az elektróda potenciálját körülbelül -1,15 V-ra becsülik a standard hidrogén-elektródhoz viszonyítva.

Hasonlóképpen, az Fm ²⁺ / Fm ⁰ pár elektródpotenciálja -2,37 (10) V, polarográfiai mérések alapján; vagyis a voltammetria.

Radioaktív bomlás

Mint minden mesterséges elem, a fermium radioaktív bomláson megy keresztül, elsősorban a jellemzõ instabilitás miatt.

Ennek oka a protonok és a neutronok kombinációja, amelyek nem teszik lehetővé az egyensúly fenntartását, és spontán módon megváltoznak vagy lebomlanak, amíg egy stabilabb formába nem kerülnek, és bizonyos részecskék felszabadulnak.

Ez a radioaktív bomlás spontán hasadással történik, a kalifornium-253 alfa-bomlásán keresztül (mivel nehéz elem).

Felhasználások és kockázatok

A fermiumképződés nem fordul elő természetesen, és nem található meg a földkéregben, ezért nincs oka annak környezeti hatásainak figyelembevételére.

Tekintettel a kis mennyiségű fermium előállítására és rövid felezési ideje miatt, jelenleg nem használják fel alapvető tudományos kutatásokon kívül.

Ebben az értelemben, a szintetikus elemekhez hasonlóan, a fermium izotópok is rendkívül radioaktív és nagyon mérgezőnek tekinthetők.

Noha kevés ember érintkezik a fermiummal, a Radiológiai Védelem Nemzetközi Bizottsága éves expozíciós határértékeket állapított meg a két legstabilabb izotópra.

A fermium-253 esetében a beviteli határérték 107 becquerel (1 Bq felel meg egy bomlásnak másodpercenként), az inhalációs határ pedig 105 Bq; a fermium-257 esetében az értékek 105 Bq és 4000 Bq.

Irodalom

1. Ghiorso, A. (2003). Einsteinium és fermium. Chemical & Engineering News, 81 (36), 174-175. Helyreállítva a pubs.acs.org webhelyről
2. Britannica, E. (második). Fermium. Helyreállítva a britannica.com webhelyről
3. A Kémiai Királyi Társaság. (Sf). Fermium. Vissza az rsc.org oldalról
4. ThoughtCo. (Sf). Fermium tények. Helyreállítva a thinkco.com webhelyről
5. Wikipedia. (Sf). Fermium. Vissza a (z) en.wikipedia.org oldalról