Fermio Štruktúra, Vlastnosti, Použitie a Riziká



fermia je rádioaktívny chemický prvok, ktorý sa získava spôsobom indukovaným jadrovou transmutáciou, v ktorom sú reakcie jadrového typu schopné umelo zmeniť jadro prvku považovaného za stabilný, a tak vzniknúť izotop rádioaktívnej povahy alebo prvku. to prirodzene neexistuje.

Tento prvok bol objavený v roku 1952, počas prvého úspešného jadrového testu "Ivi Mike", ktorý uskutočnila skupina vedcov z University of California pod vedením Alberta Ghiorsa. Fermium bolo objavené ako produkt prvej explózie vodíkovej bomby v Tichom oceáne.

O niekoľko rokov neskôr sa fermium získalo synteticky v jadrovom reaktore a bombardovalo plutónium neutrónmi; a v cyklotróne, ktorý bombardoval urán-238 iónmi dusíka.

V súčasnosti sa fermium vyrába prostredníctvom dlhého reťazca jadrových reakcií, ktorý zahŕňa bombardovanie každého izotopu reťazca neutrónmi a potom umožňuje výslednému izotopu podrobiť sa beta-rozkladu..

index

  • 1 Chemická štruktúra
  • 2 Vlastnosti
  • 3 Správanie sa v riešeniach
    • 3.1 Normálny potenciál elektródy
    • 3.2 Rádioaktívny rozklad
  • 4 Použitie a riziká
  • 5 Referencie

Chemická štruktúra

Atómové číslo fermiu (Fm) je 100 a jeho elektronická konfigurácia je [Rn] 5F12 7s2. Okrem toho sa nachádza v skupine aktinidov, ktoré sú súčasťou obdobia 7 periodickej tabuľky, a vzhľadom na to, že jeho atómové číslo je väčšie ako 92, nazýva sa transuránový prvok.

V tomto zmysle je fermium syntetickým prvkom, a preto nemá stabilné izotopy. Z tohto dôvodu nemá štandardnú atómovú hmotnosť.

Aj atómy - ktoré sú navzájom izotopy - majú rovnaké atómové číslo, ale odlišnú atómovú hmotnosť, vzhľadom na to, že existuje 19 známych izotopov prvku, od atómovej hmotnosti 242 až po 260 atómov..

Avšak izotop, ktorý môže byť produkovaný vo veľkých množstvách na atómovej báze, je Fm-257, s polčasom 100,5 dňa. Tento izotop je tiež nuklidom s najvyšším atómovým číslom a hmotnosťou, ktorá bola izolovaná z akéhokoľvek reaktora alebo materiálu vyrobeného termonukleárnou inštaláciou..

Hoci fermium-257 sa vyrába vo väčších množstvách, fermium-255 je viac pravidelne dostupný a častejšie sa používa na chemické štúdie na úrovni stopového množstva..

vlastnosti

Chemické vlastnosti fermiu boli študované len s minimálnymi množstvami, takže všetky dostupné chemické informácie, ktoré boli získané, sú z experimentov uskutočnených so stopami prvku. V skutočnosti sa tieto štúdie v mnohých prípadoch vykonávajú len s niekoľkými atómami alebo dokonca s jedným atómom.

Podľa Kráľovskej spoločnosti chémie, fermium má teplotu topenia 1527 ° C (2781 ° F alebo 1800 K), jeho atómový polomer je 2,45 Á, jeho kovalentný polomer je 1,67 Á a teplota 20 ° C je v pevnom stave (rádioaktívny kov).

Rovnakým spôsobom, väčšina z jeho vlastností, ako je oxidačný stav, elektronegativita, hustota, bod varu, okrem iného, ​​nie sú známe..

Doteraz sa nikomu nepodarilo vyrobiť dostatočne veľkú vzorku fermiu, aby ju bolo možné vidieť, hoci sa očakáva, že podobne ako iné podobné prvky je to strieborno-šedý kov..

Správanie v riešeniach

Fermium sa chová za podmienok, ktoré nie sú silne redukované vo vodnom roztoku, ako sa očakáva pre trivalentný aktinidový ión.

V koncentrovanej kyseline chlorovodíkovej, kyseline dusičnej a roztokoch tiokyanatanu amónneho tvorí fermium s týmito ligandami aniónové komplexy (molekula alebo ión, ktorý sa viaže na katión kovu za vzniku komplexu), ktorý môže byť adsorbovaný a potom eluovaný z aniónové výmenné kolóny.

Za normálnych podmienok, fermium existuje v roztoku ako Fm ión3+, ktorý má index hydratácie 16,9 a disociačnú konštantu kyseliny 1,6 x 10-4 (pKa = 3,8); tak, že sa predpokladá, že spojenie v komplexoch posteriorných aktinidov má prevažne iónový charakter.

Podobne sa očakáva, že ión Fm3+ byť menšie ako anióny3+ (plutónium, americium alebo ióny rítia) predchádzajúce, kvôli vyššiemu účinnému jadrovému náboji fermiu; preto sa očakáva, že fermium vytvorí kratšie a silnejšie väzby medzi kovom a ligandom.

Na druhej strane môže byť fermium (III) celkom ľahko redukované na fermium (II); napríklad s chloridom samária (II), s ktorým sa vyzráža fermium (II).

Normálny potenciál elektródy

Odhaduje sa, že potenciál elektródy je približne -1,15 V vzhľadom na štandardnú vodíkovú elektródu.

Tiež pár Fm2+/ Fm0 má elektródový potenciál -2,37 (10) V, založený na polarografických meraniach; to znamená voltametria.

Rádioaktívny rozklad

Podobne ako všetky umelé prvky, aj fermium zažíva rádioaktívny rozpad spôsobený najmä nestabilitou, ktorá ich charakterizuje..

Je to spôsobené kombináciou protónov a neutrónov, ktoré neumožňujú udržiavať rovnováhu a spontánne sa menia alebo rozpadajú, až kým nedosiahnu stabilnejšiu formu, ktorá uvoľňuje určité častice.

Tento rádioaktívny rozpad je daný spontánnym štiepením alfa rozkladom (pretože je to ťažký prvok) v kalifornii-253..

Použitie a riziká

Tvorba fermiu sa nevyskytuje prirodzene a nebola nájdená v zemskej kôre, takže nie je dôvod uvažovať o jeho environmentálnych účinkoch.

Kvôli malým množstvám vyrobeného fermiu a jeho krátkemu polčasu rozpadu sa v súčasnosti nevyužíva mimo základného vedeckého výskumu.

V tomto zmysle, rovnako ako všetky syntetické prvky, izotopy fermiu sú extrémne rádioaktívne a považujú sa za vysoko toxické. 

Hoci málo ľudí prichádza do styku s fermiom, Medzinárodná komisia pre rádiologickú ochranu stanovila ročné limity expozície pre dva najstabilnejšie izotopy..

Pre fermium-253 bol limit príjmu nastavený na 107 becquerel (1 Bq je ekvivalentný jednému dekompozícii za sekundu) a limit inhalácie pri 105 Bq; pre fermium-257 sú hodnoty 105 Bq a 4000 Bq.

referencie

  1. Ghiorso, A. (2003). Einsteinium a Fermium. Chemical & Engineering News, 81 (36), 174-175. Zdroj: pubs.acs.org
  2. Britannica, E. (s.f.). Fermium. Získané z britannica.com
  3. Kráľovská spoločnosť chémie. (N. D.). Fermium. Zdroj: rsc.org
  4. ThoughtCo. (N. D.). Fakty o Fermiume. Zdroj: thinkco.com
  5. Wikipedia. (N. D.). Fermium. Zdroj: en.wikipedia.org