FERMIUM: STRUKTUR, EGENSKAPER, ANVÄNDNINGSOMRÅDEN OCH RISKER - KEMI - 2025

Den fermium är ett radioaktivt grundämne som erhållits från inducerade sätt genom transmutation, i vilka reaktioner av nukleär typ har förmåga att förändra artificiellt kärnelement vara stabil, och därmed orsaka en isotop av radioaktiv art eller ett element som inte existerar naturligt.

Detta element upptäcktes 1952, under det första framgångsrika kärntestet "Ivi Mike", utfört av en grupp forskare från University of California under ledning av Albert Ghiorso. Fermium upptäcktes som en produkt från den första vätebombeksplosionen i Stilla havet.

År senare erhölls fermium syntetiskt i en kärnreaktor och bombarderade plutonium med neutroner; och i en cyklotron, bombarderar uran-238 med kvävejoner.

Fermium produceras för närvarande genom en lång kedja av kärnreaktioner, som innebär att man bombarderar varje isotop i kedjan med neutroner och låter sedan den resulterande isotopen genomgå beta-sönderfall.

Kemisk struktur

Atriumantalet fermium (Fm) är 100 och dess elektroniska konfiguration är 5 f ¹² 7 s ² . Dessutom är det beläget inom gruppen aktinider som ingår i period 7 i det periodiska systemet, och eftersom dess atomantal är större än 92 kallas det ett transuraniskt element.

I detta avseende är fermium ett syntetiskt element och har därför inga stabila isotoper. Av denna anledning har den inte en standardmassa.

På samma sätt har atomerna - som är isotoper av varandra - har samma atomantal men olika atommassa, med tanke på att det då finns 19 kända isotoper av elementet, som sträcker sig från atommassan 242 till 260.

Isotopen som kan produceras i stora mängder på atombasis är emellertid Fm-257, med en halveringstid på 100,5 dagar. Denna isotop är också nukliden med det högsta massa och atomantalet som någonsin har isolerats från någon reaktor eller material producerat av en termonukleär anläggning.

Även om fermium-257 produceras i större mängder har fermium-255 blivit mer tillgängligt regelbundet och används oftare för kemiska studier på spårningsnivå.

Egenskaper

De kemiska egenskaperna hos fermium har studerats med endast minimala mängder, så att all tillgänglig kemisk information som har erhållits är från experiment utförda med spår av elementet. Faktum är att i många fall görs dessa studier med bara några atomer, eller till och med en atom åt gången.

Enligt Royal Society of Chemistry har fermium en smältpunkt på 1527 ° C (2781 ° F eller 1800 K), dess atomradie är 2,45 Å, dess kovalenta radie är 1,67 Å och en temperatur på 20 ° C är i fast tillstånd (radioaktiv metall).

På liknande sätt är de flesta av dess egenskaper, såsom oxidationstillstånd, elektronegativitet, densitet, kokpunkt, okända.

Hittills har ingen lyckats producera ett tillräckligt stort prov av fermium för att ses, även om förväntningarna är att det, liksom andra liknande element, är en silvergrå metall.

Beteende i lösningar

Fermium uppför sig under icke-starkt reducerande förhållanden i en vattenlösning som förväntat för en trivalent aktinidjon.

I koncentrerade saltsyra-, salpetersyra- och ammoniumtiocyanatlösningar bildar fermium anjoniska komplex med dessa ligander (en molekyl eller jon som binder till en metallkation för att bilda ett komplex), som kan adsorberas och sedan elueras från anjonbytarkolumner.

Under normala förhållanden finns fermium i lösning som Fm ³⁺ jonen , som har ett hydratiseringsindex av 16,9 och en syradisociationskonstant på 1,6 × ^10-4 (pKa = 3,8); således antas bindningen i de bakre aktinidkomplexen ha primärt jonisk karaktär.

På samma sätt förväntas Fm 3 ⁺ -jonen vara mindre än de föregående An ³⁺ -jonerna (plutonium, americium eller curiumjoner), på grund av den effektivare kärnladdningen av fermium; därför förväntas fermium bilda kortare och starkare metall-ligandbindningar.

Å andra sidan kan fermium (III) reduceras ganska enkelt till fermium (II); till exempel med samarium (II) klorid, med vilken fermium (II) samutfaller.

Elektrod normal potential

Elektrodpotentialen har uppskattats vara ungefär -1,15 V i förhållande till standardväteelektroden.

Likaså har paret Fm ²⁺ / Fm ⁰ en elektrodpotential på -2,37 (10) V, baserat på polarografiska mätningar; det vill säga voltammetri.

Radioaktivt avfall

Liksom alla konstgjorda element genomgår fermium radioaktivt förfall orsakat främst av instabiliteten som kännetecknar det.

Detta beror på kombinationerna av protoner och neutroner som inte tillåter att upprätthålla jämvikt, och spontant förändras eller förfaller tills de når en stabilare form, vilket frisätter vissa partiklar.

Detta radioaktiva sönderfall sker genom en spontan klyvning genom en alfa-sönderdelning (som är ett tungt element) i californium-253.

Användningar och risker

Fermiumbildning förekommer inte naturligt och har inte hittats i jordskorpan, så det finns ingen anledning att överväga dess miljöpåverkan.

På grund av de små mängder producerat fermium och dess korta halveringstid finns det för närvarande inga användningsområden för det utanför grundläggande vetenskaplig forskning.

I detta avseende är fermiumisotoper som alla syntetiska element extremt radioaktiva och anses vara mycket giftiga.

Även om få människor kommer i kontakt med fermium, har Internationella kommissionen för radiologiskt skydd fastställt årliga exponeringsgränser för de två mest stabila isotoperna.

För fermium-253 sattes förtäringsgränsen till 107 becquerel (1 Bq motsvarar en sönderdelning per sekund) och inhalationsgränsen till 105 Bq; för fermium-257 är värdena 105 Bq respektive 4000 Bq.

referenser

1. Ghiorso, A. (2003). Einsteinium och Fermium. Chemical & Engineering News, 81 (36), 174-175. Återställs från pubs.acs.org
2. Britannica, E. (nd). Fermium. Återställs från britannica.com
3. Royal Society of Chemistry. (Sf). Fermium. Hämtad från rsc.org
4. ThoughtCo. (Sf). Fermium Fakta. Återställdes från thoughtco.com
5. Wikipedia. (Sf). Fermium. Hämtad från en.wikipedia.org