Fermiums struktur, egenskaper, användningar och risker

4031
Charles McCarthy
Fermiums struktur, egenskaper, användningar och risker

De fermium är ett radioaktivt kemiskt grundämne som erhålls på ett sätt som induceras av kärntransmutation, där reaktioner av nukleär typ kan artificiellt förändra kärnan hos ett grundämne som anses vara stabilt och därmed ge upphov till en isotop av radioaktiv natur eller ett element som existerar inte naturligt.

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

År senare erhölls fermiumet syntetiskt i en kärnreaktor och bombade plutonium med neutroner; och i en cyklotron som bombar uran-238 med kvävejoner.

Fermium produceras för närvarande genom en lång kedja av kärnreaktioner, vilket innebär att varje isotop i kedjan bombarderas med neutroner och sedan låter den resulterande isotopen genomgå betaförfall..

Artikelindex

  • 1 Kemisk struktur
  • 2 fastigheter
  • 3 Beteende i lösningar
    • 3.1 Normal elektrodpotential
    • 3.2 Radioaktivt sönderfall
  • 4 Användningar och risker
  • 5 Referenser

Kemisk struktur

Atomantalet på fermium (Fm) är 100 och dess elektroniska konfiguration är [Rn] 5F12 7stvå. Dessutom ligger den inom gruppen aktinider som ingår i period 7 i det periodiska systemet, och eftersom dess atomnummer är större än 92 kallas det ett transuraniskt element..

I denna mening är fermium ett syntetiskt element och har därför inga stabila isotoper. Av den anledningen har den inte en standardmassa.

Likaså har atomerna - som är isotoper av varandra - samma atomnummer men olika atommassa, med tanke på att det då finns 19 kända isotoper av elementet, allt från atommassa 242 till 260.

Den isotop 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 atomantalet och massan någonsin isolerad från någon reaktor eller material som produceras av en termonukleär anläggning..

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

Egenskaper

De kemiska egenskaperna hos fermium har studerats endast med små mängder, så att all tillgänglig kemisk information som erhållits är från experiment utförda med spår av grundämnet. 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 samma sätt är de flesta av dess egenskaper, såsom oxidationstillstånd, elektronegativitet, densitet, kokpunkt, bland andra okända..

Hittills har ingen lyckats producera ett tillräckligt stort antal fermium för att ses, även om förväntningen är att den, som andra liknande element, är en silvergrå metall..

Beteende i lösningar

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

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

Under normala förhållanden finns fermium i lösning som Fm-jonen3+, som har ett hydratiseringsindex på 16,9 och en syradissociationskonstant på 1,6 × 10-4 (pKa = 3,8); så att bindningen i de bakre aktinidkomplexen tros ha huvudsakligen jonisk karaktär.

Likaså jon Fm3+ vara mindre än An-jonerna3+ (plutonium-, americium- eller curiumjoner) föregående, på grund av den högre effektiva kärnkraftsladdningen av fermium; därför förväntas fermium bilda kortare och starkare metall-ligandbindningar.

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

Elektrodens normala potential

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

På samma sätt har paret Fmtvå+/ Fm0 har en elektrodpotential på -2,37 (10) V, baserat på polarografiska mätningar; det vill säga voltammetri.

Radioaktivt avfall

Liksom alla artificiella element genomgår fermium radioaktivt sönderfall som främst orsakas av instabiliteten som kännetecknar det..

Detta beror på kombinationerna av protoner och neutroner som inte tillåter att upprätthålla jämvikt och spontant förändras eller sönderfaller tills de når en mer stabil form och frigör 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 miljöeffekter..

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

I denna mening, som alla syntetiska element, är fermiumisotoper 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 intagsgränsen 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. Återställd från pubs.acs.org
  2. Britannica, E. (s.f.). Fermium. Återställd från britannica.com
  3. Royal Society of Chemistry. (s.f.). Fermium. Hämtad från rsc.org
  4. ThoughtCo. (s.f.). Fermium fakta. Återställd från thoughtco.com
  5. Wikipedia. (s.f.). Fermium. Hämtad från en.wikipedia.org

Ingen har kommenterat den här artikeln än.