Fermio struktūra, īpašības, izmantošanas veidi un riski



The Fermijs ir radioaktīvs ķīmiskais elements, ko iegūst tādā veidā, ko izraisa kodolenerģijas transmutācija, kurā kodolreakcijas spēj mākslīgi mainīt elementa, kas tiek uzskatīts par stabilu, kodolu, tādējādi radot radioaktīvā rakstura izotopu vai elementu. tas nav dabiski.

Šis elements tika atklāts 1952. gadā pirmā veiksmīgā kodolizmēģinājuma "Ivi Mike" laikā, ko veica Kalifornijas universitātes zinātnieku grupa Albert Ghiorso vadībā. Fermijs tika atklāts kā pirmais ūdeņraža bumbas sprādziens Klusajā okeānā.

Gadus vēlāk fermijs tika iegūts sintētiski kodolreaktorā, bombardējot plutoniju ar neitroniem; un ciklotronā, bombardējot urānu-238 ar slāpekļa joniem.

Pašlaik fermiju ražo, izmantojot garu kodolreakciju ķēdi, kas ietver katras ķēdes izotopu bombardēšanu ar neitroniem un pēc tam ļauj iegūt izotopu beta-sadalīšanās procesam..

Indekss

  • 1 Ķīmiskā struktūra
  • 2 Rekvizīti
  • 3 Uzvedība risinājumos
    • 3.1 Normāls elektrodu potenciāls
    • 3.2 Radioaktīvā sabrukšana
  • 4 Lietojumi un riski
  • 5 Atsauces

Ķīmiskā struktūra

Fermija atomu skaits (Fm) ir 100 un tā elektroniskā konfigurācija ir [Rn] 5f12 7s2. Turklāt tas atrodas aktinīdu grupā, kas ir periodiskās tabulas 7. perioda daļa, un, ņemot vērā, ka tā atomu skaits ir lielāks par 92, to sauc par transurānu elementu.

Šajā ziņā fermijs ir sintētisks elements, tāpēc tam nav stabilu izotopu. Šī iemesla dēļ tai nav standarta atomu masas.

Arī atomiem - kas ir viens ar otru izotopi - ir vienāds atomu skaits, bet atšķirīga atomu masa, ņemot vērā, ka tad ir 19 zināmi elementa izotopi, sākot no atoma masas 242 līdz 260.

Tomēr izotopu, ko var ražot lielos daudzumos ar atomu bāzi, ir Fm-257 ar pussabrukšanas periodu 100,5 dienas. Šis izotops ir arī nukleīds ar augstāko atomu skaitu un masu, kas jebkad ir izolēta no jebkura reaktora vai materiāla, ko ražo termo kodoliekārtas..

Kaut arī fermija-257 tiek ražots lielākos daudzumos, fermium-255 ir bijis vairāk pieejams regulāri, un to biežāk izmanto ķīmiskiem pētījumiem ar marķieru līmeni.

Rekvizīti

Fermija ķīmiskās īpašības ir pētītas tikai ar minimāliem daudzumiem, tāpēc visa iegūtā ķīmiskā informācija iegūta no eksperimentiem, kas veikti ar elementa pēdām. Faktiski daudzos gadījumos šie pētījumi tiek veikti tikai ar dažiem atomiem vai pat vienu atomu.

Saskaņā ar Karaliskās ķīmijas biedrības fermiju kausēšanas temperatūra ir 1527 ° C (2781 ° F vai 1800 K), tās atomu rādiuss ir 2,45 Å, tā kovalentais rādiuss ir 1,67 Å, ​​un 20 ° C temperatūra ir cietā stāvoklī (radioaktīvs metāls).

Tādā pašā veidā vairums tās īpašību, piemēram, oksidācijas stāvokļa, elektronegativitātes, blīvuma, viršanas punkta, nav zināmas.

Līdz šim nevienam nav izdevies radīt pietiekami lielu paraugu no fermija, lai to varētu redzēt, lai gan ir cerība, ka, tāpat kā citi līdzīgi elementi, tas ir sudraba pelēks metāls.

Rīcība risinājumos

Fermijs neiedarbojas ar reducējošiem apstākļiem ūdens šķīdumā, kā paredzēts trivalentam aktinīda jonam.

Koncentrētā sālsskābē, slāpekļskābes un amonija tiocianāta šķīdumos fermijs veido anjonu kompleksus ar šiem ligandiem (molekulu vai jonu, kas saistās ar metāla katjonu, veidojot kompleksu), ko var adsorbēt un pēc tam eluēt no anjonu apmaiņas kolonnas.

Normālos apstākļos fermijs ir šķīdumā kā Fm jonam3+, kura hidratācijas indekss ir 16,9 un skābes disociācijas konstante 1,6 × 10-4 (pKa = 3,8); tiek uzskatīts, ka savienojums aizmugurējo aktinīdu kompleksos galvenokārt ir jonu raksturs.

Tāpat sagaidāms, ka Fm jonu3+ būt mazākiem par anjoniem3+ (plutonijs, americijs vai kurija joni), kas ir augstāka fermija efektīvā kodolmateriāla lādiņa dēļ; tāpēc sagaidāms, ka fermijs veidos īsākas un spēcīgākas metāla ligandu saites.

No otras puses, fermiju (III) var viegli samazināt uz fermiju (II); piemēram, ar samārija hlorīdu (II), ar kuru fermijs (II) sašķeļas.

Normāls elektrodu potenciāls

Ir aprēķināts, ka elektroda potenciāls ir aptuveni -1,15 V attiecībā pret standarta ūdeņraža elektrodu.

Arī Fm pāris2+/ Fm0 ar polarogrāfiskiem mērījumiem ir elektrodu potenciāls -2,37 (10) V; tas ir, voltammetrija.

Radioaktīvā sabrukšana

Tāpat kā visi mākslīgie elementi, fermijs piedzīvo radioaktīvo sabrukumu, ko izraisa galvenokārt to nestabilitāte..

Tas ir tāpēc, ka protonu un neitronu kombinācijas, kas neļauj saglabāt līdzsvaru, un spontāni mainās vai samazinās, līdz sasniedz stabilāku formu, atbrīvojot dažas daļiņas..

Šo radioaktīvo sabrukumu nodrošina spontāna sadalīšanās ar alfa sadalīšanos (jo tas ir smags elements) californio-253.

Lietojumi un riski

Fermija veidošanās nenotiek dabiski un nav atrodama zemes garozā, tāpēc nav iemesla apsvērt tās ietekmi uz vidi..

Sakarā ar nelielu saražotā fermija daudzumu un tā īso pussabrukšanas periodu, tas pašlaik netiek izmantots ārpus fundamentāliem zinātniskiem pētījumiem.

Šajā ziņā, tāpat kā visi sintētiskie elementi, fermija izotopi ir ārkārtīgi radioaktīvi un tiek uzskatīti par ļoti toksiskiem. 

Lai gan daži cilvēki saskaras ar fermiju, Starptautiskā radioloģiskās aizsardzības komisija ir noteikusi ikgadējos iedarbības ierobežojumus diviem stabilākajiem izotopiem..

Fermija-253 uzņemšanas robeža tika noteikta 107 becquerel (1 Bq ir vienāda ar vienu sadalīšanos sekundē) un inhalācijas robeža 105 Bq; fermija-257 gadījumā vērtības ir attiecīgi 105 Bq un 4000 Bq.

Atsauces

  1. Ghiorso, A. (2003). Einšteins un Fermijs. Chemical & Engineering News, 81 (36), 174-175. Izgūti no pubs.acs.org
  2. Britannica, E. (s.f.). Fermijs. Atgūts no britannica.com
  3. Karaliskā ķīmijas biedrība. (s.f.). Fermijs. Izgūti no rsc.org
  4. ThoughtCo. (s.f.). Fermium Fakti. Izgūti no
  5. Vikipēdija. (s.f.). Fermijs. Izgūti no en.wikipedia.org