ФЕРМИЙ: СТРУКТУРА, СВОЙСТВА, ПРИМЕНЕНИЕ И РИСКИ - ХИМИЯ - 2025

Fermium представляет собой радиоактивный химический элемент , полученный из индуцированного способа путем ядерного превращения, в котором реакция ядерного типа способна изменять искусственно основной элемент считается стабильным, и , следовательно , привести к изотопу радиоактивного характера или элемент, который не существует в природе.

Этот элемент был открыт в 1952 году во время первого успешного ядерного испытания «Иви Майк», проведенного группой ученых из Калифорнийского университета под руководством Альберта Гиорсо. Фермий был обнаружен в результате взрыва первой водородной бомбы в Тихом океане.

Спустя годы фермий был получен синтетическим путем в ядерном реакторе, бомбардирующем плутоний нейтронами; и в циклотроне, бомбардирующем уран-238 ионами азота.

В настоящее время фермий производится посредством длинной цепочки ядерных реакций, которые включают бомбардировку каждого изотопа в цепи нейтронами, а затем превращение полученного изотопа в бета-распад.

Химическая структура

Атомный номер фермия (Fm) равен 100, а его электронная конфигурация составляет 5 f ¹² 7 s ² . Кроме того, он расположен в группе актиноидов, которые являются частью периода 7 периодической таблицы, и, поскольку его атомный номер больше 92, он называется трансурановым элементом.

В этом смысле фермий является синтетическим элементом и поэтому не имеет стабильных изотопов. По этой причине у него нет стандартной атомной массы.

Точно так же атомы, которые являются изотопами друг друга, имеют одинаковый атомный номер, но разную атомную массу, учитывая, что тогда существует 19 известных изотопов элемента, в диапазоне от атомной массы 242 до 260.

Однако изотопом, который может быть произведен в больших количествах на атомной основе, является Fm-257 с периодом полураспада 100,5 дней. Этот изотоп также является нуклидом с наибольшей массой и атомным номером, когда-либо изолированным от любого реактора или материала, произведенного на термоядерной установке.

Хотя фермий-257 производится в больших количествах, фермий-255 становится более доступным на регулярной основе и все чаще используется для химических исследований на уровне индикаторов.

свойства

Химические свойства фермия были изучены только с минимальными количествами, так что вся доступная химическая информация, которая была получена, основана на экспериментах, проведенных со следами элемента. Фактически, во многих случаях эти исследования проводятся с использованием всего нескольких атомов или даже одного атома за раз.

По данным Королевского химического общества, фермий имеет температуру плавления 1527 ° C (2781 ° F или 1800 K), его атомный радиус 2,45 Å, ковалентный радиус 1,67 Å и при температуре 20 ° C находится в твердом состоянии (радиоактивный металл).

Точно так же неизвестны большинство его свойств, таких как степень окисления, электроотрицательность, плотность, температура кипения и другие.

На сегодняшний день никому не удалось произвести достаточно большой образец фермия, чтобы его можно было увидеть, хотя ожидается, что, как и другие подобные элементы, это серебристо-серый металл.

Поведение в решениях

Фермий ведет себя в водном растворе в условиях несильного восстановления, как и ожидалось для трехвалентного актинид-иона.

В концентрированных растворах соляной кислоты, азотной кислоты и тиоцианата аммония фермий образует анионные комплексы с этими лигандами (молекула или ион, которые связываются с катионом металла с образованием комплекса), которые могут адсорбироваться, а затем элюироваться из анионообменные колонки.

В нормальных условиях фермий существует в растворе в виде иона Fm ³⁺ , который имеет индекс гидратации 16,9 и константу кислотной диссоциации 1,6 · 10 ^-4 (pKa = 3,8); таким образом, связывание в задних актинидных комплексах считается преимущественно ионным по характеру.

Аналогичным образом ожидается, что ион Fm ³⁺ будет меньше, чем предыдущие ионы An ³⁺ (ионы плутония, америция или кюрия), из-за более высокого эффективного ядерного заряда фермия; следовательно, можно ожидать, что фермий будет образовывать более короткие и прочные связи металл-лиганд.

С другой стороны, фермий (III) довольно легко восстанавливается до фермия (II); например, с хлоридом самария (II), с которым совместно осаждается фермий (II).

Электрод нормальный потенциал

Потенциал электрода оценивается примерно в -1,15 В относительно стандартного водородного электрода.

Точно так же пара Fm ²⁺ / Fm ⁰ имеет электродный потенциал -2,37 (10) В на основе полярографических измерений; то есть вольтамперометрии.

Радиоактивный распад

Как и все искусственные элементы, фермий подвергается радиоактивному распаду, вызванному в основном нестабильностью, которая его характеризует.

Это происходит из-за комбинаций протонов и нейтронов, которые не позволяют поддерживать равновесие и спонтанно изменяются или распадаются до достижения более стабильной формы, высвобождая определенные частицы.

Этот радиоактивный распад происходит в результате спонтанного деления при альфа-разложении (поскольку это тяжелый элемент) калифорния-253.

Использование и риски

Образование фермия не происходит в природе и не обнаруживается в земной коре, поэтому нет причин рассматривать его влияние на окружающую среду.

Из-за небольшого количества производимого фермия и его короткого периода полураспада, в настоящее время он не может использоваться за пределами фундаментальных научных исследований.

В этом смысле, как и все синтетические элементы, изотопы фермия чрезвычайно радиоактивны и считаются высокотоксичными.

Хотя немногие люди контактируют с фермием, Международная комиссия по радиологической защите установила годовые пределы воздействия для двух наиболее стабильных изотопов.

Для фермия-253 предел поступления был установлен на уровне 107 беккерелей (1 Бк эквивалентен одному разложению в секунду), а предел вдыхания - 105 Бк; для фермия-257 значения составляют 105 Бк и 4000 Бк соответственно.

Ссылки

1. Гиорсо, А. (2003). Эйнштейний и фермий. Новости химии и машиностроения, 81 (36), 174-175. Восстановлено с pubs.acs.org
2. Британника, Э. (nd). Fermium. Получено с britannica.com
3. Королевское химическое общество. (SF). Fermium. Получено с rsc.org
4. ThoughtCo. (SF). Факты о фермии. Получено с сайта thinkco.com
5. Wikipedia. (SF). Fermium. Получено с en.wikipedia.org