FERMIS: STRUKTŪRA, SAVYBĖS, NAUDOJIMAS IR RIZIKA - CHEMIJA - 2025

Fermium yra radioaktyvus cheminis elementas gaunamas iš sukeltas būdu branduolinio virsmui, kurioje branduolinės tipo reakcijos yra pajėgi pakeisti dirbtinai Kertinis laikoma stabilios, ir taip sukelti radioaktyviųjų pobūdžio izotopas arba elementas, kuris natūraliai neegzistuoja.

Šis elementas buvo atrastas 1952 m., Per pirmąjį sėkmingą branduolinį bandymą „Ivi Mike“, kurį atliko Kalifornijos universiteto mokslininkų grupė, vadovaujama Alberto Ghiorso. Fermis buvo atrastas kaip pirmojo vandenilio bombos sprogimo Ramiajame vandenyne produktas.

Metų bėgyje fermis sintetiniu būdu buvo gautas branduoliniame reaktoriuje, bombarduodamas plutonį su neutronais; ir ciklotrone, bombarduodamas uraną-238 azoto jonais.

Šiuo metu fermis gaminamas per ilgą branduolinių reakcijų grandinę, kuri apima kiekvieno grandinės izotopo bombardavimą neutronais, o po to gautą izotopą leidžia suardyti beta.

Cheminė struktūra

Atominis fermento skaičius (Fm) yra 100, o jo elektroninė konfigūracija yra 5 f ¹² 7 s ² . Be to, jis yra aktinidų grupėje, kuri yra periodinės lentelės 7 periodo dalis, ir, kadangi jos atominis skaičius yra didesnis nei 92, jis vadinamas transuraniniu elementu.

Šia prasme fermis yra sintetinis elementas, todėl neturi stabilių izotopų. Dėl šios priežasties jis neturi standartinės atominės masės.

Panašiai, atomai, kurie yra vienas kito izotopai, turi tą patį atominį skaičių, bet skirtingą atominę masę, atsižvelgiant į tai, kad tada yra 19 žinomų elemento izotopų, pradedant nuo atominės masės nuo 242 iki 260.

Tačiau izotopas, kurį galima gaminti dideliais kiekiais atominiu pagrindu, yra Fm-257, jo pusinės eliminacijos laikas yra 100,5 dienos. Šis izotopas yra didžiausio masės ir atominio skaičiaus nuklidas, kada nors išskirtas iš bet kurio reaktoriaus ar medžiagos, pagamintos termobranduoliniame įrenginyje.

Nors fermis-257 gaminamas didesniais kiekiais, fermis-255 yra reguliariai prieinamas ir yra dažniau naudojamas cheminiams tyrimams atsekamųjų medžiagų lygyje.

Savybės

Cheminės fermio savybės buvo tiriamos tik su minimaliais kiekiais, kad visa turima cheminė informacija, kuri buvo gauta, gauta iš eksperimentų, atliktų su elemento pėdsakais. Tiesą sakant, daugeliu atvejų šie tyrimai atliekami tik su keliais atomais ar net vienu atomu vienu metu.

Karališkosios chemijos draugijos duomenimis, fermio lydymosi temperatūra yra 1527 ° C (2781 ° F arba 1800 K), jo atominis spindulys yra 2,45 Å, kovalentinis spindulys 1,67 Å, ​​o 20 ° C temperatūra yra kieto pavidalo (radioaktyvus metalas).

Panašiai dauguma jo savybių, tokių kaip oksidacijos būsena, elektronegatyvumas, tankis, virimo temperatūra, be kita ko, nežinomos.

Iki šiol dar niekam nepavyko pagaminti pakankamai didelio matomo fermio mėginio, nors tikimasi, kad, kaip ir kiti panašūs elementai, jis yra sidabriškai pilkos spalvos metalas.

Elgesys sprendimuose

Fermisas veikia nelabai redukuojančiomis sąlygomis vandeniniame tirpale, kaip tikimasi dėl trivalenčio aktinido jonų.

Koncentruotoje druskos rūgšties, azoto rūgšties ir amonio tiocianatų tirpaluose fermis su šiais ligandais sudaro anijoninius kompleksus (molekulę ar joną, kuris jungiasi prie metalo katijono, kad sudarytų kompleksą), kurie gali būti adsorbuojami ir vėliau išplaunami iš anijonų mainų stulpeliai.

Normaliomis sąlygomis fermentas tirpale yra kaip Fm ³⁺ jonas , kurio hidratacijos indeksas yra 16,9, o rūgšties disociacijos konstanta yra 1,6 × 10 ^-4 (pKa = 3,8); todėl manoma, kad užpakaliniuose aktinidų kompleksuose pirmiausia yra jonų pobūdis.

Panašiai tikimasi, kad Fm ³⁺ jonai bus mažesni nei ankstesnieji An ³⁺ jonai (plutonio, amerikio arba kurio jonai) dėl didesnio efektyvaus fermento branduolinio krūvio; todėl tikimasi, kad fermis sudarys trumpesnius ir stipresnius metalo-ligando ryšius.

Kita vertus, fermį (III) gana lengvai galima redukuoti į fermį (II); pavyzdžiui, su samario (II) chloridu, su kuriuo kartu nusėda derlius (II).

Elektrodo normalus potencialas

Apskaičiuota, kad elektrodo potencialas yra maždaug –1,15 V, palyginti su standartiniu vandenilio elektrodu.

Panašiai, remiantis polarografiniais matavimais , Fm ²⁺ / Fm ⁰ poros elektrodo potencialas yra -2,37 (10) V; tai yra, voltammetrijos.

Radioaktyvusis skilimas

Kaip ir visi dirbtiniai elementai, fermis radioaktyvaus skilimo metu sukelia daugiausia jam būdingą nestabilumą.

Taip yra dėl protonų ir neutronų derinių, kurie neleidžia palaikyti pusiausvyros, o spontaniškai keičiasi ar suyra, kol pasiekia stabilesnę formą, išskirdami tam tikras daleles.

Šis radioaktyvus skilimas įvyksta savaiminio skilimo metu dėl alfa skilimo (būdamas sunkiu elementu) kalifornyje-253.

Naudojimas ir rizika

Fermio susidarymas neįvyksta natūraliai ir jo nerasta žemės plutoje, todėl nėra jokio pagrindo manyti apie jo poveikį aplinkai.

Dėl nedidelio pagaminto fermio kiekio ir trumpo jo pusinės eliminacijos laiko, jis nėra naudojamas kaip pagrindinis mokslinis tyrimas.

Šia prasme, kaip ir visi sintetiniai elementai, fermio izotopai yra ypač radioaktyvūs ir laikomi labai toksiškais.

Nors nedaug žmonių liečiasi su fermentu, Tarptautinė radiologinės apsaugos komisija nustatė metines dviejų stabiliausių izotopų poveikio ribas.

Fermio-253 prarijimo riba buvo nustatyta 107 bekerelių (1 Bq yra lygus vienam skilimui per sekundę), o įkvėpimo riba - 105 Bq; fermio-257 vertės yra atitinkamai 105 Bq ir 4000 Bq.

Nuorodos

1. Ghiorso, A. (2003). Einšteinas ir fermis. „Chemijos ir inžinerijos naujienos“, 81 (36), 174–175. Atkurta iš pubs.acs.org
2. Britannica, E. (nd). Fermis. Atgauta iš britannica.com
3. Karališkoji chemijos draugija. (sf). Fermis. Gauta iš rsc.org
4. „ThoughtCo“. (sf). Faktai apie fermį. Atkurta iš „thinkco.com“
5. Vikipedija. (sf). Fermis. Gauta iš en.wikipedia.org