FERMIUM: STRUKTUR, EGENSKAPER, BRUK OG RISIKO - KJEMI - 2026

Den fermium er et radioaktivt grunnstoff oppnådd fra indusert måte ved nukleær transmutasjon, hvor reaksjoner av kjernetypen er i stand til å endre kunstig kjerneelement anses å være stabilt, og således forårsake en isotop av radioaktiv natur eller et element som ikke eksisterer naturlig.

Dette elementet ble oppdaget i 1952, under den første vellykkede kjernefysiske testen "Ivi Mike", utført av en gruppe forskere fra University of California under ledelse av Albert Ghiorso. Fermium ble oppdaget som et produkt av den første hydrogenbombeeksplosjonen i Stillehavet.

År senere ble fermium oppnådd syntetisk i en atomreaktor og bombardert plutonium med nøytroner; og i en syklotron, bombarderer uran-238 med nitrogenioner.

Fermium produseres for tiden gjennom en lang kjede med kjernefysiske reaksjoner, som innebærer å bombardere hver isotop i kjeden med nøytroner og deretter la den resulterende isotopen gjennomgå beta-forfall.

Kjemisk struktur

Atometallet for fermium (Fm) er 100 og dets elektroniske konfigurasjon er 5 f ¹² 7 s ² . I tillegg er det lokalisert i gruppen aktinider som er en del av periode 7 i det periodiske systemet, og siden dets atomnummer er større enn 92, kalles det et transuranisk element.

I denne forstand er fermium et syntetisk element og har derfor ingen stabile isotoper. Av denne grunn har den ikke en standardmasse.

På samme måte har atomene - som er isotoper av hverandre - det samme atomnummer, men forskjellig atommasse, med tanke på at det da er 19 kjente isotoper av elementet, som spenner fra atommasse 242 til 260.

Isotopen som kan produseres i store mengder på atombasis er imidlertid Fm-257, med en halveringstid på 100,5 dager. Denne isotopen er også nuklidet med det høyeste atomnummer og masse som noen gang er isolert fra reaktorer eller materiale produsert av et termonukleært anlegg.

Selv om fermium-257 produseres i større mengder, har fermium-255 blitt mer tilgjengelig med jevne mellomrom, og brukes oftere til kjemiske studier på sporstoffnivå.

Egenskaper

De kjemiske egenskapene til fermium er bare studert med minimale mengder, slik at all tilgjengelig kjemisk informasjon som er oppnådd er fra eksperimenter utført med spor av elementet. Faktisk er i mange tilfeller disse studiene utført med bare noen få atomer, eller til og med ett atom om gangen.

I følge Royal Society of Chemistry har fermium et smeltepunkt på 1527 ° C (2781 ° F eller 1800 K), dens atomradius er 2,45 Å, dens kovalente radius er 1,67 Å, ​​og en temperatur på 20 ° C er i fast tilstand (radioaktivt metall).

Tilsvarende er de fleste av dens egenskaper, som oksydasjonstilstand, elektronegativitet, tetthet, kokepunkt, ukjente.

Til dags dato har ingen klart å produsere en stor nok prøve av fermium til å bli sett, selv om forventningen er at det, som andre lignende elementer, er et sølvgrått metall.

Atferd i løsninger

Fermium oppfører seg under ikke-sterkt reduserende forhold i en vandig løsning som forventet for en trivalent aktinidion.

I konsentrerte saltsyre-, salpetersyre- og ammoniumtiocyanatløsninger danner fermium anioniske komplekser med disse ligander (et molekyl eller et ion som binder seg til et metallkation for å danne et kompleks), som kan adsorberes og deretter elueres fra anionbytterkolonner.

Under normale forhold eksisterer fermium i oppløsning som Fm ³⁺ -ionet , som har en hydratiseringsindeks på 16,9 og en syredissosiasjonskonstant på 1,6 × ^10-4 (pKa = 3,8); således antas bindingen i de bakre aktinidkompleksene primært å være ionisk.

På samme måte forventes Fm ³⁺ -ionet å være mindre enn de foregående An ³⁺ -ionene (plutonium, americium eller curiumioner), på grunn av den større effektive kjernefysiske ladningen av fermium; Derfor forventes fermium å danne kortere og sterkere metall-ligandbindinger.

På den annen side kan fermium (III) ganske enkelt reduseres til fermium (II); for eksempel med samarium (II) klorid, som fermium (II) co-presipiterer med.

Elektrode normalt potensiale

Elektrodepotensialet har blitt estimert til å være omtrent -1,15 V i forhold til standard hydrogenelektrode.

På samme måte har Fm ²⁺ / Fm ^0- paret et elektrodepotensial på -2,37 (10) V, basert på polarografiske målinger; det vil si om voltammetri.

Radioaktivt forfall

Som alle kunstige elementer gjennomgår fermium radioaktivt forfall forårsaket hovedsakelig av ustabiliteten som kjennetegner det.

Dette skyldes kombinasjonene av protoner og nøytroner som ikke tillater å opprettholde likevekt, og spontant forandres eller forfalle til de når en mer stabil form og frigjør visse partikler.

Dette radioaktive forfallet skjer gjennom en spontan fisjon gjennom en alfa-nedbrytning (å være et tungt element) i californium-253.

Bruk og risiko

Fermiumdannelse forekommer ikke naturlig og har ikke blitt funnet i jordskorpen, så det er ingen grunn til å vurdere dens miljøeffekter.

På grunn av de små mengdene produsert fermium og dens korte halveringstid, er det foreløpig ingen bruk for det utenom grunnleggende vitenskapelig forskning.

I denne forstand, som alle syntetiske elementer, er fermium-isotoper ekstremt radioaktive og anses som meget giftige.

Selv om få mennesker kommer i kontakt med fermium, har den internasjonale kommisjonen for radiologisk beskyttelse fastsatt årlige eksponeringsgrenser for de to mest stabile isotoper.

For fermium-253 ble inntaksgrensen satt til 107 becquerel (1 Bq tilsvarer en spaltning per sekund) og inhalasjonsgrensen til 105 Bq; for fermium-257 er verdiene henholdsvis 105 Bq og 4000 Bq.

referanser

1. Ghiorso, A. (2003). Einsteinium og Fermium. Chemical & Engineering News, 81 (36), 174-175. Gjenopprettet fra pubs.acs.org
2. Britannica, E. (nd). Fermium. Gjenopprettet fra britannica.com
3. Royal Society of Chemistry. (SF). Fermium. Hentet fra rsc.org
4. ThoughtCo. (SF). Fermium Fakta. Gjenopprettet fra thoughtco.com
5. Wikipedia. (SF). Fermium. Hentet fra en.wikipedia.org