FERMIUM: СТРУКТУРА, СВОЙСТВА, ПРИЛОЖЕНИЯ И РИСКОВЕ - ХИМИЯ - 2025

В фермий е радиоактивен химичен елемент, получен от индуцирана начин от трансмутация, в който реакцията на ядрен тип са способни да променят изкуствено основен елемент смята за стабилен и по този начин да предизвика изотоп от радиоактивен характер или елемент, който не съществува естествено.

Този елемент е открит през 1952 г., по време на първия успешен ядрен тест „Ivi Mike“, проведен от група учени от Калифорнийския университет под ръководството на Алберт Джорсо. Фермият е открит като продукт на първата експлозия на водородна бомба в Тихия океан.

Години по-късно фермият се получава синтетично в ядрен реактор, бомбардирайки плутоний с неутрони; и в циклотрон, бомбардиращ уран-238 с азотни йони.

В момента фермият се произвежда чрез дълга верига от ядрени реакции, която включва бомбардиране на всеки изотоп във веригата с неутрони и след това позволява на получения изотоп да се подложи на бета-разпад.

Химическа структура

Атомното число на фермия (Fm) е 100, а електронната му конфигурация е 5 f ¹² 7 s ². В допълнение, той се намира в групата на актинидите, които са част от период 7 от периодичната таблица и тъй като атомният му номер е по-голям от 92, се нарича трансуранов елемент.

В този смисъл фермият е синтетичен елемент и следователно няма стабилни изотопи. Поради тази причина тя няма стандартна атомна маса.

По същия начин, атомите, които са изотопи един на друг, имат еднакъв атомен номер, но различна атомна маса, като се има предвид, че тогава има 19 известни изотопа на елемента, вариращи от атомна маса 242 до 260.

Изотопът обаче, който може да се произведе в големи количества на атомна основа, е Fm-257, с период на полуразпад 100,5 дни. Този изотоп е и нуклидът с най-високата маса и атомно число, изолиран някога от всеки реактор или материал, произведен от термоядрено съоръжение.

Въпреки че фермиум-257 се произвежда в по-големи количества, фермий-255 става все по-достъпен редовно и се използва по-често за химични изследвания на ниво проследяване.

Имоти

Химическите свойства на фермия са проучени само с минимални количества, така че цялата налична химическа информация, която е получена, е от експерименти, проведени със следи от елемента. Всъщност в много случаи тези изследвания се правят само с няколко атома или дори един атом наведнъж.

Според Кралското дружество на химията фермият има точка на топене 1527 ° C (2781 ° F или 1800 K), атомният му радиус е 2,45 Å, ковалентният му радиус е 1,67 Å, ​​и температура 20 ° С е в твърдо състояние (радиоактивен метал).

По подобен начин повечето от неговите свойства като окислително състояние, електроотрицателност, плътност, точка на кипене, между другото, са неизвестни.

Към днешна дата никой не е успял да произведе достатъчно голяма проба от фермий, която да бъде видяна, въпреки че очакването е, че подобно на други подобни елементи, това е сребристо-сив метал.

Поведение в решенията

Фермият се държи при не силно редуциращи условия във воден разтвор, както се очаква за тривалентен актиниден йон.

В концентрирани солна киселина, азотна киселина и амониев тиоцианат разтвори, ферий образува анионни комплекси с тези лиганди (молекула или йон, които се свързват с метален катион и образуват комплекс), които могат да бъдат адсорбирани и след това елуирани от колони за обмен на аниони.

При нормални условия фермият съществува в разтвор като йон Fm ³⁺, който има индекс на хидратация 16,9 и константа на дисоциация на киселина 1,6 × 10 ^-4 (pKa = 3,8); по този начин се смята, че свързването в задните актинидни комплекси има предимно йонно естество.

По същия начин се очаква йонът Fm ³⁺ да бъде по-малък от предходните йони ³⁺ (плутоний, америциум или куриум) поради по-високия ефективен ядрен заряд на фермия; следователно се очаква фермият да образува по-къси и по-силни метално-лигандни връзки.

От друга страна, фермият (III) може да бъде доста лесно редуциран до ферий (II); например със самариев (II) хлорид, с който фермиум (II) се утаява.

Електрод нормален потенциал

Потенциалът на електрода се изчислява на приблизително -1,15 V спрямо стандартния водороден електрод.

По същия начин, двойката Fm ²⁺ / Fm ⁰ има електроден потенциал -2.37 (10) V, на базата на полярографски измервания; тоест за волтаметрия.

Радиоактивен разпад

Подобно на всички изкуствени елементи, ферият претърпява радиоактивно разпад, причинен главно от нестабилността, която го характеризира.

Това се дължи на комбинациите от протони и неутрони, които не позволяват да се поддържа равновесие и спонтанно се променят или разлагат, докато достигнат по-стабилна форма, освобождавайки определени частици.

Този радиоактивен разпад се случва чрез спонтанно делене чрез алфа разлагане (като тежък елемент) в калифорний-253.

Употреби и рискове

Образуването на фермия не протича естествено и не е открито в земната кора, така че няма причина да се обмислят неговите въздействия върху околната среда.

Поради малките количества произведен фермий и краткия му полуживот, в момента няма употреба за него извън основните научни изследвания.

В този смисъл, като всички синтетични елементи, фериевите изотопи са изключително радиоактивни и се считат за силно токсични.

Въпреки че малко хора влизат в контакт с фермиум, Международната комисия за радиологична защита установи годишни граници на излагане на двата най-стабилни изотопа.

За фермий-253 границата на поглъщане е определена на 107 бекерел (1 Bq е еквивалентно на едно разлагане в секунда), а границата на вдишване - 105 Bq; за фермий-257 стойностите са съответно 105 Bq и 4000 Bq.

Препратки

1. Ghiorso, A. (2003). Einsteinium и Fermium. Chemical & Engineering News, 81 (36), 174-175. Възстановено от pubs.acs.org
2. Britannica, E. (nd). Фермий. Възстановени от britannica.com
3. Кралско химическо дружество. (SF). Фермий. Извлечено от rsc.org
4. ThoughtCo. (SF). Фермиеви факти. Възстановени от thinkco.com
5. Wikipedia. (SF). Фермий. Извлечено от en.wikipedia.org