FERMIJ: STRUKTURA, SVOJSTVA, UPOTREBA I RIZICI - KEMIJA - 2025

Fermij je radioaktivni kemijski element dobiven iz inducirani način nuklearne transmutacije, u kojima se reakcije tipa nuklearnog mogu promijeniti umjetno središnjeg elementa smatra stabilnim i tako uzrokovati izotop radioaktivnog prirodi ili element koji prirodno ne postoji.

Ovaj je element otkriven 1952. godine, tijekom prvog uspješnog nuklearnog testa "Ivi Mike", koji je izvela skupina znanstvenika sa Sveučilišta u Kaliforniji, pod vodstvom Alberta Ghiorsoa. Fermij je otkriven kao produkt prve eksplozije vodikove bombe u Tihom oceanu.

Godinama kasnije, fermij je dobiven sintetički u nuklearnom reaktoru, bombardirajući plutonij neutronima; i u ciklotronu, bombardirajući uranij-238 dušikovim ionima.

Fermij se trenutno proizvodi kroz dugi lanac nuklearnih reakcija, koji uključuje bombardiranje svakog izotopa u lancu neutronima, a zatim dopušta rezultirajući beta raspadu.

Kemijska struktura

Atomski broj fermija (Fm) je 100, a njegova elektronička konfiguracija je 5 f ¹² 7 s ². Pored toga, smješten je u skupini aktinoida koji su dio perioda 7 periodičke tablice i, budući da je njegov atomski broj veći od 92, naziva se transuranskim elementom.

U tom smislu, fermij je sintetski element i stoga nema stabilne izotope. Iz tog razloga nema standardnu ​​atomsku masu.

Isto tako, atomi - koji su međusobno izotopi - imaju isti atomski broj, ali različitu atomsku masu, s obzirom da tada postoji 19 poznatih izotopa elementa, u rasponu od atomske mase 242 do 260.

Međutim, izotop koji se može proizvesti u velikim količinama na atomskoj osnovi je Fm-257, s vremenom poluživota od 100,5 dana. Ovaj izotop je ujedno i nuklid s najvećom masom i atomskim brojem ikad izoliran iz bilo kojeg reaktora ili materijala proizvedenog u termonuklearnom postrojenju.

Iako se fermij-257 proizvodi u većim količinama, fermij-255 postaje redovito dostupan i češće se koristi za kemijska ispitivanja na razini praćenja.

Svojstva

Kemijska svojstva fermija proučavana su sa minimalnim količinama, tako da su sve dostupne kemijske informacije dobivene iz pokusa provedenih na tragovima elementa. Zapravo se u mnogim slučajevima ta istraživanja izvode sa samo nekoliko atoma, ili čak i jednim atomom istovremeno.

Prema Kraljevskom kemijskom društvu, fermij ima talište 1527 ° C (2781 ° F ili 1800 K), atomski polumjer mu je 2,45 Å, a njegov kovalentni polumjer je 1,67 Å, temperatura od 20 ° C je u čvrstom stanju (radioaktivni metal).

Slično tome, većina njegovih svojstava kao što su oksidacijsko stanje, elektronegativnost, gustoća, vrelište, između ostalog, nepoznata su.

Do danas, nitko nije uspio proizvesti dovoljno veliki uzorak fermija koji se može vidjeti, iako se očekuje da je, poput ostalih sličnih elemenata, to srebrno sivi metal.

Ponašanje u rješenjima

Fermij se u vodenoj otopini ponaša pod nesnažno redukcijskim uvjetima, što se očekuje za trovalentni aktinidni ion.

U koncentriranim otopinama klorovodične kiseline, dušične kiseline i amonijevog tiocijanata, fermij tvori anionske komplekse s tim ligandima (molekulom ili ionom koji se veže na kation metala i tvori kompleks), koji se mogu adsorbirati, a zatim eluirati iz stupovi za izmjenu aniona.

U normalnim uvjetima, fermij postoji u otopini kao ion Fm ³⁺ koji ima indeks hidratacije 16,9 i konstantu disocijacije kiseline 1,6 × 10 ^-4 (pKa = 3,8); stoga se smatra da vezanje u kompleksima posteriornog aktinida ima prvenstveno ionsko obilježje.

Isto tako, očekuje se da će ion Fm ³⁺ biti manji od prethodnih iona ³⁺ (plutonijum, američki ili kurijev ion), zbog većeg učinkovitog nuklearnog naboja fermija; stoga bi se očekivalo da će fermij formirati kraće i jače veze metal-ligand.

S druge strane, fermij (III) se može vrlo lako reducirati na fermij (II); na primjer, sa samarijum (II) kloridom, s kojim se taloži fermij (II).

Normalan potencijal elektrode

Procjenjuje se da je potencijal elektrode približno -1,15 V u odnosu na standardnu ​​vodikovu elektrodu.

Isto tako, par Fm ²⁺ / Fm ⁰ ima potencijal elektrode -2,37 (10) V, temeljen na polarografskim mjerenjima; to jest voltammetrije.

Radioaktivno propadanje

Kao i svi umjetni elementi, i fermij prolazi radioaktivno propadanje uzrokovano uglavnom nestabilnošću koja ga karakterizira.

To je zbog kombinacije protona i neutrona koji ne dopuštaju održavanje ravnoteže, te se spontano mijenjaju ili propadaju sve dok ne postignu stabilniji oblik, oslobađajući određene čestice.

Ovaj radioaktivni raspad nastaje spontanom fisijom razgradnjom alfa (koja je težak element) u kalifornijskom 253.

Upotrebe i rizici

Formiranje fermija ne odvija se prirodno i nije pronađeno u zemljinoj kori, pa nema razloga za razmatranje njegovih utjecaja na okoliš.

Zbog male količine proizvedenog fermija i njegovog kratkog poluživota, za to se trenutno nema koristi izvan osnovnih znanstvenih istraživanja.

U tom smislu, kao i svi sintetski elementi, fermijevi izotopi su izrazito radioaktivni i smatraju se vrlo toksičnim.

Iako malo ljudi dolazi u kontakt s fermijem, Međunarodna komisija za radiološku zaštitu utvrdila je godišnje ograničenje izloženosti za dva najstabilnija izotopa.

Za fermij-253 granica gutanja postavljena je na 107 bequerela (1 Bq je ekvivalent jednom raspadu u sekundi), a granica inhalacije na 105 Bq; za fermij-257, vrijednosti su 105 Bq i 4000 Bq.

Reference

1. Ghiorso, A. (2003). Einsteinium i Fermium. Kemijske i inženjerske vijesti, 81 (36), 174-175. Oporavak od pubs.acs.org
2. Britannica, E. (drugo). Fermij. Oporavak od britannica.com
3. Kraljevsko društvo za kemiju. (SF). Fermij. Preuzeto s rsc.org
4. ThoughtCo. (SF). Fermijeve činjenice. Oporavak od thinkco.com
5. Wikipedia. (SF). Fermij. Preuzeto sa en.wikipedia.org