Fermio struktuur, omadused, kasutusalad ja ohud



The Fermium on radioaktiivne keemiline element, mis saadakse tuuma-transmutatsiooniga indutseeritud viisil, kus tuuma-tüüpi reaktsioonid on võimelised kunstlikult muutma stabiilse elemendi tuuma ja seega pärinevad radioaktiivse olemuse või elemendi isotoopist. see ei ole loomulikult olemas.

See element avastati 1952. aastal esimese eduka tuumakatsetuse "Ivi Mike" ajal, mille viidi läbi California teadlaste rühm Albert Ghiorso juhtimisel. Fermium avastati Vaikse ookeani vesiniku pommi esimese plahvatuse produktina.

Aastaid hiljem saadi fermium sünteetiliselt tuumareaktoris, pommitades plutooniumi neutronitega; ja tsüklotronis pommitakse uraan-238 lämmastikioonidega.

Praegu toodetakse fermiumit tuumareaktsioonide pika ahela kaudu, mis hõlmab iga ahela isotoopi pommitamist neutronitega ja seejärel saadud isotoopi beeta-lagunemist..

Indeks

  • 1 Keemiline struktuur
  • 2 Atribuudid
  • 3 Käitumine lahendustes
    • 3.1 Tavaline elektroodipotentsiaal
    • 3.2 Radioaktiivne lagunemine
  • 4 Kasutamine ja riskid
  • 5 Viited

Keemiline struktuur

Fermium (Fm) aatomarv on 100 ja selle elektrooniline konfiguratsioon on [Rn] 5f12 7s2. Lisaks paikneb see aktiniidide rühmas, mis on osa perioodilise tabeli perioodist 7 ja kuna selle aatomi number on suurem kui 92, nimetatakse seda transuraanseks elemendiks.

Selles mõttes on fermium sünteetiline element ja seetõttu ei ole sellel stabiilseid isotoope. Sel põhjusel ei ole sellel standardset aatommassi.

Samuti on aatomitel, mis on üksteisega isotoopid, samasugune aatomnumber, kuid erinev aatomimass, arvestades, et siis on elementi 19 teadaolevat isotoopi, mis ulatuvad aatomimassist 242 kuni 260.

Siiski on isotoop, mida saab aatomi alusel suurtes kogustes valmistada, Fm-257, poolväärtusaeg on 100,5 päeva. See isotoop on ka kõrgeima aatomnumbri ja -massiga nukleotiid, mis on kunagi isoleeritud mis tahes reaktorist või termotuumaseadme poolt toodetud materjalist.

Kuigi fermium-257 on toodetud suuremates kogustes, on fermium-255 olnud regulaarsemalt kättesaadav ja seda kasutatakse sagedamini keemiliste uuringute jaoks märgistustasemel.

Omadused

Fermiumi keemilisi omadusi on uuritud ainult minimaalsete kogustega, nii et kogu saadaolev keemiline teave on saadud elementide jälgedega läbi viidud katsetest. Tegelikult teostatakse neid uuringuid paljudel juhtudel ainult mõne aatomiga või isegi ühe aatomiga korraga.

Royal Society of Chemistry järgi on fermium sulamistemperatuuriks 1527 ° C (2781 ° F või 1800 K), selle aatomkiirgus on 2,45 Å, kovalentne raadius on 1,67 Å ja temperatuur on 20 ° C tahkes olekus (radioaktiivne metall).

Samamoodi ei ole enamik selle omadustest, nagu oksüdatsiooni-, elektronegatiivsus, tihedus, keemispunkt, teadmata.

Seni ei ole keegi suutnud toota piisavalt suurel hulgal fermium-proovi, kuigi oodata on, et nagu teisedki sarnased elemendid, on see hõbehallmetall.

Käitumine lahendustes

Fermium käitub mitte-tugevalt redutseerivates tingimustes vesilahuses, nagu on oodatud kolmevalentse aktiniidi iooni jaoks.

Kontsentreeritud vesinikkloriidhappes, lämmastikhappe ja ammooniumtiotsüanaadi lahustes moodustab fermium nende ligandidega anioonseid komplekse (molekul või ioon, mis seondub metallikationiga kompleksi moodustamiseks), mida saab adsorbeerida ja seejärel elueerida. anioonivahetuskolonnid.

Normaalsetes tingimustes on fermium Fm ioonina lahuses3+, mille hüdratatsiooni indeks on 16,9 ja happe dissotsiatsioonikonstant 1,6 × 10-4 (pKa = 3,8); nii, et usutakse, et tagumiste aktiniidide komplekside liit on põhiliselt ioonne.

Samuti eeldatakse, et Fm-ioon3+ olema väiksem kui anioonid3+ (plutoonium, americium või curium ioonid), mis on kõrgema fermium-efektiivse tuumavara tõttu eelnenud; seetõttu eeldatakse, et fermium moodustab lühemad ja tugevamad metall-ligandi sidemed.

Teisest küljest võib fermium (III) olla üsna kergesti fermiumiks (II); näiteks samariumkloriidiga (II), millega kaasneb fermium (II).

Normaalne elektroodi potentsiaal

On hinnatud, et elektroodi potentsiaal on standardse vesiniku elektroodi suhtes ligikaudu -1,15 V.

Fm-paar2+/ Fm0 mille polaarsete mõõtmiste põhjal on elektroodi potentsiaal -2,37 (10) V; see tähendab voltammeetria.

Radioaktiivne lagunemine

Nagu kõik kunstlikud elemendid, kogeb fermium radioaktiivset lagunemist, mida põhjustab peamiselt neile iseloomulik ebastabiilsus..

See on tingitud prootonite ja neutronite kombinatsioonidest, mis ei võimalda säilitada tasakaalu, ja spontaanselt muutuda või laguneda, kuni saavutatakse stabiilsem vorm, vabastades teatud osakesed.

Seda radioaktiivset lagunemist põhjustab spontaanne lõhustumine alfa-lagunemise kaudu (kuna see on raske element) californio-253-s.

Kasutused ja riskid

Fermiumide moodustumine ei toimu loomulikult ja seda ei ole leitud maakoores, mistõttu ei ole põhjust arvestada selle keskkonnamõjuga.

Toodetud fermiumide väikeste koguste ja selle lühikese poolväärtusaja tõttu ei ole seda praegu teaduslikest alusuuringutest väljaspool.

Selles mõttes, nagu kõik sünteetilised elemendid, on fermiumi isotoopid äärmiselt radioaktiivsed ja neid peetakse väga toksilisteks. 

Kuigi vähesed inimesed puutuvad kokku fermiumiga, on Rahvusvaheline Kiirguskaitse Komisjon kehtestanud kahe kõige stabiilsema isotoopi aastased kokkupuute piirmäärad..

Fermium-253 puhul määrati sissevõtu piiriks 107 becquerel (1 Bq võrdub ühe lagunemisega sekundis) ja sissehingamise piirväärtusega 105 Bq; fermium-257 puhul on väärtused vastavalt 105 Bq ja 4000 Bq.

Viited

  1. Ghiorso, A. (2003). Einsteinium ja Fermium. Chemical & Engineering News, 81 (36), 174-175. Välja otsitud aadressilt pubs.acs.org
  2. Britannica, E. (s.f.). Fermium. Taastati britannica.com
  3. Royal Society of Chemistry. (s.f.). Fermium. Välja otsitud aadressilt rsc.org
  4. ThoughtCo. (s.f.). Fermium Faktid. Välja otsitud arvutustest
  5. Wikipedia. (s.f.). Fermium. Välja otsitud aadressilt en.wikipedia.org