Fermio struktura, svojstva, uporaba i rizici



fermio je radioaktivni kemijski element koji se dobiva na način induciran nuklearnom transmutacijom, pri čemu su reakcije nuklearnog tipa sposobne umjetno mijenjati jezgru elementa koji se smatra stabilnim, te stoga stvara izotop radioaktivne prirode ili elementa to ne postoji prirodno.

Ovaj element otkriven je 1952. godine, tijekom prvog uspješnog nuklearnog testa "Ivi Mike", kojeg je provela skupina znanstvenika s Kalifornijskog sveučilišta pod vodstvom Alberta Ghiorsa. Fermij je otkriven kao rezultat prve eksplozije hidrogenske bombe u Tihom oceanu.

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

Trenutno se fermij proizvodi kroz dugi lanac nuklearnih reakcija, koji uključuje bombardiranje svakog izotopa lanca neutronima, a zatim dopuštanje da izotop nastane beta-razgradnje.

indeks

  • 1 Kemijska struktura
  • 2 Svojstva
  • 3 Ponašanje u rješenjima
    • 3.1. Normalni potencijal elektrode
    • 3.2 Radioaktivni raspad
  • 4 Uporaba i rizici
  • 5 Reference

Kemijska struktura

Atomski broj fermija (Fm) je 100 i njegova elektronska konfiguracija je [Rn] 5F12 7a2. Osim toga, nalazi se unutar skupine aktinida koji su dio razdoblja 7 periodnog sustava i, s obzirom da je njegov atomski broj veći od 92, naziva se transuranski element.

U tom smislu, fermij je sintetički element i stoga nema stabilnih izotopa. Zbog toga nema standardnu ​​atomsku masu.

Također, atomi - koji su međusobno izotopi - imaju isti atomski broj, ali različitu atomsku masu, s obzirom da postoji 19 poznatih izotopa elementa, koji se kreću od atomske mase 242 do 260..

Međutim, izotop koji se može proizvesti u velikim količinama na atomskoj osnovi je Fm-257, s poluživotom od 100,5 dana. Ovaj izotop je također nuklid s najvećim atomskim brojem i masom ikad izoliranim iz bilo kojeg reaktora ili materijala proizvedenog termonuklearnom instalacijom.

Iako se fermij-257 proizvodi u većim količinama, fermij-255 je redovito dostupan i češće se koristi za kemijske studije na razini praćenja..

nekretnine

Kemijska svojstva fermija proučavana su samo s minimalnim količinama, tako da su sve dostupne kemijske informacije dobivene iz eksperimenata provedenih s tragovima elementa. U stvari, u mnogim slučajevima ove se studije provode sa samo nekoliko atoma, ili čak jednog atoma u isto vrijeme.

Prema Kraljevskom kemijskom društvu, fermij ima točku taljenja od 1527 ° C (2781 ° F ili 1800 K), njezin atomski radijus je 2,45 A, njegov kovalentni radijus je 1,67 A, i temperatura od 20 ° C je u čvrstom stanju (radioaktivni metal).

Na isti način, većina njegovih svojstava kao što su oksidacijsko stanje, elektronegativnost, gustoća, točka ključanja, među ostalima, nisu poznati..

Do sada nitko nije uspio proizvesti dovoljno velik uzorak fermija da bi ga mogao vidjeti, iako se očekuje da je, kao i drugi slični elementi, srebrno-sivi metal.

Ponašanje u rješenjima

Fermij se ponaša pod uvjetima koji nisu jako reducirani u vodenoj otopini kako se očekuje za trovalentni ion aktina.

U otopinama koncentrirane klorovodične kiseline, dušične kiseline i amonijevog tiocijanata, fermij tvori anionske komplekse s tim ligandima (molekula ili ion koji se veže na metalni kation kako bi tvorio kompleks), koji se može adsorbirati i zatim eluirati iz kolone za izmjenu aniona.

U normalnim uvjetima, fermij postoji u otopini kao Fm ion3+, koji ima indeks hidracije 16,9 i konstantu disocijacije kiseline od 1,6 x 10-4 (pKa = 3,8); tako se vjeruje da je jedinstvo u kompleksima posteriornih aktinida uglavnom ionskog karaktera.

Isto tako, očekuje se da Fm ion3+ biti manji od aniona3+ (plutonij, americij ili ioni kurija) prethodni, zbog većeg fermijevog učinkovitog nuklearnog naboja; stoga bi se od fermija očekivalo da formira kraće i jače veze metal-ligand.

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

Normalni potencijal elektrode

Procijenjeno je da je potencijal elektrode približno -1.15 V u odnosu na standardnu ​​vodikovu elektrodu.

Također, par Fm2+/ Fm0 ima elektrodni potencijal od -2.37 (10) V, temeljen na polarografskim mjerenjima; to jest, voltametrija.

Radioaktivni raspad

Kao i svi umjetni elementi, fermij doživljava radioaktivni raspad uzrokovan uglavnom nestabilnošću koja ih karakterizira..

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

Ovaj radioaktivni raspad se daje spontanom fisijom kroz alfa razgradnju (jer je teški element) u kalifornio-253.

Koristi i rizici

Formiranje fermija se ne javlja prirodno i nije pronađeno u zemljinoj kori, tako da nema razloga za razmatranje njegovih učinaka na okoliš..

Zbog malih količina proizvedenog fermija i njegovog kratkog poluživota, za sada nema koristi od toga izvan temeljnih znanstvenih istraživanja.

U tom smislu, kao i svi sintetički elementi, izotopi fermija su izrazito radioaktivni i smatraju se vrlo toksičnima. 

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

Za fermij-253, ograničenje unosa je postavljeno na 107 bekerela (1 Bq je ekvivalentno jednoj razgradnji u sekundi) i granica inhalacije na 105 Bq; za fermium-257 vrijednosti su 105 Bq i 4000 Bq.

reference

  1. Ghiorso, A. (2003). Einsteinium i Fermium. Chemical & Engineering News, 81 (36), 174-175. Preuzeto s pubs.acs.org
  2. Britannica, E. (s.f.). Fermij. Oporavio se od britannica.com
  3. Kraljevsko kemijsko društvo. (N. D.). Fermij. Preuzeto s rsc.org
  4. ThoughtCo. (N. D.). Činjenice o Fermiju. Preuzeto s thoughtco.com
  5. Wikipedia. (N. D.). Fermij. Preuzeto s en.wikipedia.org