Fermio Struktura, Vlastnosti, Použití a Rizika



Fermium je radioaktivní chemický prvek, který je získán způsobem indukovaným jadernou transmutací, ve kterém jsou reakce jaderného typu schopny uměle změnit jádro prvku považovaného za stabilní, a tak vzniknout izotop radioaktivní povahy nebo prvku to přirozeně neexistuje.

Tento prvek byl objeven v roce 1952, během prvního úspěšného jaderného testu "Ivi Mike", který provedla skupina vědců z University of California pod vedením Alberta Ghiorsa. Fermium bylo objeveno jako produkt první exploze vodíkové bomby v Tichém oceánu.

O několik let později bylo fermium získáno synteticky v jaderném reaktoru a bombardovalo plutonium neutrony; a v cyklotronu, který bombardoval uran-238 ionty dusíku.

Nyní fermium je produkováno přes dlouhý řetěz jaderných reakcí, který zahrnuje bombardovat každý izotop řetězce s neutrony a pak dovolit výsledný izotop podstoupit beta-rozklad \ t.

Index

  • 1 Chemická struktura
  • 2 Vlastnosti
  • 3 Chování v řešeních
    • 3.1 Normální elektrodový potenciál
    • 3.2 Radioaktivní rozpad
  • 4 Použití a rizika
  • 5 Odkazy

Chemická struktura

Atomové číslo fermiu (Fm) je 100 a jeho elektronická konfigurace je [Rn] 5f12 7s2. Kromě toho se nachází ve skupině aktinidů, které jsou součástí období 7 periodické tabulky, a vzhledem k tomu, že jeho atomové číslo je větší než 92, nazývá se transuranický prvek.

V tomto smyslu je fermium syntetickým prvkem, a proto nemá stabilní izotopy. Z tohoto důvodu nemá standardní atomovou hmotnost.

Rovněž atomy - které jsou navzájem izotopy - mají stejné atomové číslo, ale odlišnou atomovou hmotnost, vzhledem k tomu, že existuje 19 známých izotopů prvku, od atomové hmotnosti 242 po 260 atomů..

Nicméně izotop, který může být produkován ve velkém množství na atomové bázi, je Fm-257, s poločasem rozpadu 100,5 dne. Tento izotop je také nuklid s nejvyšším atomovým číslem a hmotností, která byla izolována z jakéhokoliv reaktoru nebo materiálu vyrobeného termonukleárním zařízením..

Ačkoli fermium-257 je produkován ve větších množstvích, fermium-255 byl více dostupný na pravidelném základě, a je více často používán pro chemické studie na úrovni stopovače..

Vlastnosti

Chemické vlastnosti fermiu byly studovány pouze s minimálním množstvím, takže všechny dostupné chemické informace, které byly získány, jsou z experimentů prováděných se stopami prvku. Ve skutečnosti jsou v mnoha případech tyto studie prováděny pouze s několika atomy, nebo dokonce s jedním atomem najednou.

Podle Královské společnosti chemie, fermium má bod tání 1527 ° C (2781 ° F nebo 1800 K), jeho atomový poloměr je 2.45 Å, jeho kovalentní poloměr je 1.67 Å, ​​a teplota 20 ° C je v pevném stavu (radioaktivní kov).

Stejným způsobem, většina z jeho vlastností takový jako oxidační stav, electronegativity, hustota, bod varu, mezi ostatními, být neznámý \ t.

Doposud se nikomu nepodařilo vyrobit dostatečně velký vzorek fermiu, aby ho mohl vidět, i když očekávání je, že podobně jako ostatní podobné prvky je to stříbřitě šedý kov..

Chování v řešeních

Fermium se chová za podmínek, které nejsou silně redukovány, ve vodném roztoku, jak se očekává pro trojmocný iont aktinidu.

V koncentrované kyselině chlorovodíkové, kyselině dusičné a roztocích thiokyanatanu amonného tvoří fermium aniontové komplexy s těmito ligandy (molekula nebo iont, který se váže na kovový kation za vzniku komplexu), který může být adsorbován a poté eluován z aniontoměničové kolony.

Za normálních podmínek existuje fermium v ​​roztoku jako iont Fm3+, který má index hydratace 16,9 a disociační konstantu kyseliny 1,6 × 10-4 (pKa = 3,8); tak, že se předpokládá, že spojení v komplexech posteriorních aktinidů je převážně iontového charakteru.

Podobně se očekává, že iont Fm3+ být menší než anionty3+ (plutonium, americium nebo ionty kuriaku) předchozí, kvůli vyššímu jadernému náboji fermium; proto se očekává, že fermium vytvoří kratší a silnější vazby mezi kovem a ligandem.

Na druhé straně, fermium (III) může být poměrně snadno redukováno na fermium (II); například s chloridem samáriem (II), se kterým se sráží sraženina (II).

Normální elektrodový potenciál

Odhaduje se, že potenciál elektrody je vzhledem ke standardní vodíkové elektrodě přibližně -1,15 V.

Také pár Fm2+/ Fm0 má elektrodový potenciál -2,37 (10) V, založený na polarografických měřeních; to je voltametrie.

Radioaktivní rozpad

Podobně jako všechny umělé prvky, i fermium zažívá radioaktivní rozpad způsobený především nestabilitou, která je charakterizuje..

To je způsobeno kombinací protonů a neutronů, které neumožňují udržet rovnováhu a spontánně se mění nebo rozpadají, dokud nedosáhnou stabilnější formy, uvolňující určité částice..

Tento radioaktivní rozpad je dán spontánním štěpením alfa rozkladem (protože jde o těžký prvek) v californio-253.

Použití a rizika

Tvorba fermiu se nevyskytuje přirozeně a nebyla nalezena v zemské kůře, takže není důvod uvažovat o jeho environmentálních účincích.

Vzhledem k malým množstvím vyrobeného fermiu a jeho krátkému poločasu rozpadu se v současné době nepoužívá mimo základní vědecký výzkum.

V tomto smyslu, stejně jako všechny syntetické prvky, izotopy fermiu jsou extrémně radioaktivní a jsou považovány za vysoce toxické. 

I když jen málo lidí přichází do styku s fermiem, Mezinárodní komise pro radiační ochranu stanovila roční limity expozice pro dva nejstabilnější izotopy..

Pro fermium-253 byl limit přísunu nastaven na 107 becquerel (1 Bq je ekvivalentní jednomu rozkladu za sekundu) a limit inhalace na 105 Bq; pro fermium-257 jsou hodnoty 105 Bq a 4000 Bq.

Odkazy

  1. Ghiorso, A. (2003). Einsteinium a Fermium. Chemical & Engineering News, 81 (36), 174-175. Zdroj: pubs.acs.org
  2. Britannica, E. (s.f.). Fermium. Získané z britannica.com
  3. Královská chemická společnost. (s.f.). Fermium. Zdroj: rsc.org
  4. ThoughtCo. (s.f.). Fakta Fermium. Zdroj: thinkco.com
  5. Wikipedia. (s.f.). Fermium. Zdroj: en.wikipedia.org