FERMIJ: STRUKTURA, LASTNOSTI, UPORABE IN TVEGANJA - KEMIJA - 2026

Fermium je radioaktivni kemijski element pridobljen iz inducirane način z jedrsko pretvorbe, v kateri so odzivi jedrske tipa more spremeniti umetno jedrnega elementa štejejo za stabilne, in s tem povzroči izotop radioaktivnih narave ali element, ki v naravi ne obstaja.

Ta element je bil odkrit leta 1952 med prvim uspešnim jedrskim preizkusom "Ivi Mike", ki ga je izvedla skupina znanstvenikov iz kalifornijske univerze pod vodstvom Alberta Ghiorsa. Fermij je bil odkrit kot produkt prve eksplozije vodikove bombe v Tihem oceanu.

Leta kasneje je bil fermij pridobljen sintetično v jedrskem reaktorju in bombardiranje plutonija z nevtroni; in v ciklotronu, ki bombardira uran-238 z dušikovimi ioni.

Fermij se trenutno proizvaja skozi dolgo verigo jedrskih reakcij, kar vključuje bombardiranje vsakega izotopa v verigi z nevtroni in nato omogočanje beta razpadu nastalega izotopa.

Kemična zgradba

Atomsko število fermija (Fm) je 100, njegova elektronska konfiguracija pa je 5 f ¹² 7 s ² . Poleg tega se nahaja znotraj skupine aktinidov, ki so del obdobja 7 periodične tabele, in ker je njeno atomsko število večje od 92, se imenuje transuranski element.

V tem smislu je fermij sintetični element in zato nima stabilnih izotopov. Zaradi tega nima standardne atomske mase.

Prav tako imajo atomi, ki so med seboj izotopi - enako atomsko številko, vendar različno atomsko maso, če upoštevamo, da je takrat 19 znanih izotopov elementa, ki segajo od atomske mase 242 do 260.

Vendar je izotop, ki ga lahko proizvedemo v velikih količinah na atomski osnovi, Fm-257, njegova razpolovna doba je 100,5 dni. Ta izotop je tudi nuklid z največjo maso in atomskim številom, ki je bil kadar koli izoliran iz katerega koli reaktorja ali materiala, ki ga proizvede termonuklearna naprava.

Čeprav se fermij-257 proizvaja v večjih količinah, je fermij-255 vedno bolj na voljo in se pogosteje uporablja za kemijske študije na ravni sledilcev.

Lastnosti

Kemične lastnosti fermija so bile proučene z le minimalnimi količinami, tako da so bile vse razpoložljive kemijske informacije pridobljene iz poskusov, ki so bili izvedeni s sledom elementa. Pravzaprav se v mnogih primerih te študije izvajajo z le nekaj atomi ali celo enim atomom naenkrat.

Po podatkih kraljevega združenja za kemijo ima fermij tališče 1527 ° C (2781 ° F ali 1800 K), atomski polmer 2,45 Å, kovalentni polmer 1,67 Å in temperatura 20 ° C je v trdnem stanju (radioaktivna kovina).

Podobno večina njegovih lastnosti, kot so oksidacijsko stanje, elektronegativnost, gostota, vrelišče, med drugim ni znanih.

Do danes še nihče ni uspel izdelati dovolj velikega vzorca fermija, ki bi si ga lahko ogledal, čeprav pričakujemo, da je tako kot drugi podobni elementi srebrno siva kovina.

Obnašanje rešitev

Fermij se v vodni raztopini obnaša v zelo močnih pogojih, kot se pričakuje za trivalentni aktinidni ion.

V koncentrirani raztopini klorovodikove kisline, dušikove kisline in amonijevega tiocianata tvori fermij anionske komplekse s temi ligandi (molekulo ali ion, ki se veže na kovinski kation in tvori kompleks), ki se lahko adsorbira in nato eluira iz anionske stolpce za izmenjavo.

V normalnih pogojih fermij obstaja v raztopini kot ion Fm ³⁺ , ki ima hidracijski indeks 16,9 in konstanto disociacije kisline 1,6 × 10 ^-4 (pKa = 3,8); zato velja, da je vezava v kompleksih posteriornega aktinida predvsem ionskega značaja.

Prav tako se pričakuje, da bo ion Fm ³⁺ manjši od predhodnih ionov ³⁺ (plutonij, ameriški ali kurijev) zaradi večjega efektivnega jedrskega naboja fermija; zato naj bi fermij tvoril krajše in močnejše kovinsko-ligandne vezi.

Po drugi strani je mogoče fermij (III) precej enostavno reducirati na fermij (II); na primer s samarijevim (II) kloridom, s katerim se oborita fermij (II).

Normalen potencial elektrode

Ocenjuje se, da je potencial elektrode približno -1,15 V glede na standardno vodikovo elektrodo.

Prav tako ima par Fm ²⁺ / Fm ⁰ elektrodni potencial -2,37 (10) V, ki temelji na polarografskih meritvah; torej o voltammetriji.

Radioaktivno razpadanje

Tako kot vsi umetni elementi tudi fermij podvrže radioaktivnemu razpadu, ki ga povzroča predvsem nestabilnost, ki je značilna.

To je posledica kombinacij protonov in nevtronov, ki ne omogočajo vzdrževanja ravnovesja, in se spontano spreminjajo ali razpadajo, dokler ne dosežejo stabilnejše oblike in sprostijo določene delce.

Ta radioaktivni razpad se zgodi s spontano cepitvijo z razpadom alfa (ki je težak element) v kalifornijskem 253.

Uporaba in tveganja

Tvorba fermija se ne pojavlja v naravi in ​​je ni bilo mogoče najti v zemeljski skorji, zato ni razloga, da bi upoštevali njene vplive na okolje.

Zaradi majhnih količin proizvedenega fermija in njegove kratke razpolovne dobe ga zunaj osnovnih znanstvenih raziskav trenutno ni.

V tem smislu so fermijevi izotopi, tako kot vsi sintetični elementi, izjemno radioaktivni in veljajo za zelo strupene.

Čeprav malo ljudi pride v stik s fermijem, je Mednarodna komisija za radiološko zaščito določila letne meje izpostavljenosti za dva najbolj stabilna izotopa.

Za fermij-253 je bila meja zaužitja določena na 107 bequerel (1 Bq je enakovredna enemu razkroju na sekundo), meja vdihavanja pa 105 Bq; za fermij-257 sta vrednosti 105 Bq in 4000 Bq.

Reference

1. Ghiorso, A. (2003). Einsteinium in Fermium. Chemical & Engineering News, 81 (36), 174–175. Pridobljeno iz pubs.acs.org
2. Britannica, E. (drugo). Fermij. Pridobljeno od britannica.com
3. Royal Society of Chemistry. (sf). Fermij. Pridobljeno iz rsc.org
4. MiselCo. (sf). Fermijeva dejstva. Pridobljeno iz misli.com
5. Wikipedija. (sf). Fermij. Pridobljeno z en.wikipedia.org