Fermio struktura, lastnosti, uporabe in tveganja



The Fermij je radioaktivni kemični element, ki ga dobimo na način, ki ga povzroči jedrska transmutacija, pri katerem so reakcije jedrskega tipa sposobne umetno spremeniti jedro elementa, ki se šteje za stabilnega, in tako izvira izotop radioaktivne narave ali element to ne obstaja naravno.

Ta element je bil odkrit leta 1952, med prvim uspešnim jedrskim poskusom "Ivi Mike", ki ga je izvedla skupina znanstvenikov z Univerze v Kaliforniji pod vodstvom Alberta Ghiorsoja. Fermij je bil odkrit kot rezultat prve eksplozije vodikove bombe v Tihem oceanu.

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

Trenutno se fermij proizvaja z dolgo verigo jedrskih reakcij, ki vključuje bombardiranje vsakega izotopa verige z nevtroni in nato dovajanje izotopa v beta-razgradnjo..

Indeks

  • 1 Kemijska struktura
  • 2 Lastnosti
  • 3 Obnašanje v rešitvah
    • 3.1 Normalni potencial elektrode
    • 3.2 Radioaktivni razpad
  • 4 Uporabe in tveganja
  • 5 Reference

Kemijska struktura

Atomsko število fermija (Fm) je 100 in njegova elektronska konfiguracija je [Rn] 5f12 7s2. Poleg tega se nahaja znotraj skupine aktinidov, ki so del obdobja 7 periodnega sistema in, glede na to, da je njegovo atomsko število večje od 92, se imenuje transuranski element.

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

Tudi atomi - ki so med seboj izotopi - imajo enako atomsko število, vendar različno atomsko maso, glede na to, da je takrat 19 znanih izotopov elementa, ki segajo od atomske mase 242 do 260..

Vendar je izotop, ki se lahko proizvede v velikih količinah na atomski osnovi, Fm-257, z razpolovnim časom 100,5 dni. Ta izotop je tudi nuklid z najvišjim atomskim številom in maso, ki je bil kdajkoli izoliran iz reaktorja ali materiala, proizvedenega s termonuklearno napeljavo..

Čeprav se fermij-257 proizvaja v večjih količinah, je fermij-255 redno dostopnejši in se pogosteje uporablja za kemijske študije na ravni sledenja..

Lastnosti

Kemične lastnosti fermija so proučevali le z minimalnimi količinami, tako da so vse pridobljene kemične informacije pridobljene iz poskusov, opravljenih s sledovi elementa. Dejansko se v mnogih primerih te raziskave izvajajo le z nekaj atomi ali celo enim atomom naenkrat.

Po podatkih Royal Society of Chemistry ima tališče 1527 ° C (2781 ° F ali 1800 K), njegov atomski polmer je 2,45 Å, njegov kovalentni polmer pa je 1,67 Å in temperatura 20 ° C v trdnem stanju (radioaktivna kovina).

Na enak način so večinoma njegove lastnosti, kot so oksidacijsko stanje, elektronegativnost, gostota, vrelišče, med drugim neznane..

Do sedaj nihče ni uspel izdelati dovolj velikega vzorca fermija, da bi ga lahko videl, čeprav se pričakuje, da je, tako kot drugi podobni elementi, srebro-siva kovina.

Obnašanje v rešitvah

Fermij se obnaša pri ne močno reduciranih pogojih v vodni raztopini, kot je pričakovano za trivalentni aktinidni ion.

V raztopinah koncentrirane klorovodikove kisline, dušikove kisline in amonijevega tiocianata fermij tvori anionske komplekse s temi ligandi (molekula ali ion, ki se veže na kovinski kation, da se tvori kompleks), ki se lahko adsorbira in nato eluira iz kolone za izmenjavo anionov.

V normalnih pogojih obstaja fermij v raztopini kot ion Fm3+, ki ima indeks hidracije 16,9 in disociacijsko konstanto kisline 1,6 × 10-4 (pKa = 3,8); tako se verjame, da je združitev v kompleksih posteriornih aktinidov pretežno ionskega značaja.

Prav tako se pričakuje, da bo Fm ion3+ biti manjši od anionov3+ (plutonij, americij ali ioni kurija) pred, zaradi večjega fermijevega učinkovitega jedrskega naboja; zato bi pričakovali, da bo fermij tvoril krajše in močnejše vezi metal-ligand.

Po drugi strani se lahko fermij (III) z lahkoto zmanjša na fermij (II); npr. s samarijevim kloridom (II), s katerim se presnovi fermij (II).

Normalni potencial elektrode

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

Tudi par Fm2+/ Fm0 ima elektrodni potencial -2,37 (10) V na osnovi polarografskih meritev; to je voltametrija.

Radioaktivni razpad

Kot vsa umetna elementa, tudi fermij doživi radioaktivni razpad, ki ga povzroča predvsem nestabilnost, ki jih zaznamuje..

To je posledica kombinacij protonov in nevtronov, ki ne omogočajo ohranjanja ravnotežja in se spontano spreminjajo ali propadajo, dokler ne dosežejo bolj stabilne oblike, ki sproščajo določene delce..

Ta radioaktivni razpad je posledica spontane fisije skozi razpad alfa (ker je težak element) v kalifornio-253.

Uporabe in tveganja

Nastajanje fermija se ne pojavlja naravno in ni bilo najdeno v zemeljski skorji, zato ni razloga, da bi upoštevali njegove učinke na okolje..

Zaradi majhnih količin proizvedenega fermija in njegove kratke razpolovne dobe, za to trenutno ni potrebe po temeljnih znanstvenih raziskavah.

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

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

Za fermij-253 je bila omejitev vnosa določena na 107 bekerela (1 Bq je enakovredna eni razgradnji na sekundo) in meja inhalacije pri 105 Bq; za fermij-257 so vrednosti 105 Bq oz. 4000 Bq.

Reference

  1. Ghiorso, A. (2003). Einsteinium in Fermium. Chemical & Engineering News, 81 (36), 174-175. Vzpostavljeno iz pubs.acs.org
  2. Britannica, E. (s.f.). Fermij. Izterjal iz britannica.com
  3. Royal Society of Chemistry. (s.f.). Fermij. Vzpostavljeno iz rsc.org
  4. ThoughtCo. (s.f.). Fermijeve dejstva. Vzpostavljeno iz thoughtco.com
  5. Wikipedija. (s.f.). Fermij. Vzpostavljeno iz en.wikipedia.org