Fermion rakenne, ominaisuudet, käyttötavat ja riskit



fermio on radioaktiivinen kemiallinen elementti, joka saadaan ydintransmatiolla indusoidulla tavalla, jossa ydintyyppiset reaktiot kykenevät keinotekoisesti muuttamaan stabiilina pidetyn elementin ydintä ja siten muodostamaan radioaktiivisen isotoopin tai elementin se ei ole luonnollisesti olemassa.

Tämä elementti löydettiin vuonna 1952 ensimmäisen onnistuneen ydinkokeen "Ivi Mike" aikana, jonka Kalifornian yliopiston tutkijat suorittivat Albert Ghiorson johdolla. Fermium havaittiin vetypommin ensimmäisen räjähdyksen tuotteena Tyynellämerellä.

Vuosia myöhemmin fermium saatiin synteettisesti ydinreaktorissa, joka pommitti plutoniumin neutronien kanssa; ja syklotronissa pommitetaan uraani-238: ta typpeä sisältävillä ioneilla.

Tällä hetkellä fermiumia tuotetaan pitkien ydinreaktioketjun kautta, johon kuuluu ketjun jokaisen isotoopin pommittaminen neutronien kanssa ja sitten saatujen isotooppien béta-hajoaminen.

indeksi

  • 1 Kemiallinen rakenne
  • 2 Ominaisuudet
  • 3 Käyttäytyminen ratkaisuissa
    • 3.1 Normaali elektrodipotentiaali
    • 3.2 Radioaktiivinen hajoaminen
  • 4 Käyttö ja riskit
  • 5 Viitteet

Kemiallinen rakenne

Fermiumin (Fm) atomiluku on 100 ja sen elektroninen konfiguraatio on [Rn] 5F12 7s2. Lisäksi se sijaitsee aktinidien ryhmässä, joka on osa jaksollisen taulukon jaksoa 7, ja koska sen atomiluku on suurempi kuin 92, sitä kutsutaan transuraaniseksi elementiksi.

Tässä mielessä fermium on synteettinen elementti, joten sillä ei ole stabiileja isotooppeja. Tästä syystä sillä ei ole normaalia atomimassaa.

Myös atomeilla, jotka ovat isotooppeja toistensa kanssa, on sama atomiluku, mutta erilainen atomimassa, kun otetaan huomioon, että alkuaineessa on 19 tunnettua isotooppia, jotka vaihtelevat atomimassasta 242 260: een..

Isotooppi, jota voidaan tuottaa suurina määrinä atomisesti, on Fm-257, jonka puoliintumisaika on 100,5 päivää. Tämä isotooppi on myös nuklidi, jolla on korkein atomiluku ja massa, joka on koskaan eristetty mistä tahansa reaktorista tai lämpöydinlaitoksen tuottamasta materiaalista.

Vaikka fermium-257 on tuotettu suurempina määrinä, fermium-255 on ollut säännöllisesti saatavilla, ja sitä käytetään useammin kemiallisiin tutkimuksiin merkkiaineen tasolla.

ominaisuudet

Fermiumin kemiallisia ominaisuuksia on tutkittu vain vähäisinä määrinä, joten kaikki saatavissa olevat kemialliset tiedot on saatu kokeista, jotka on tehty elementin jälkiä. Itse asiassa monissa tapauksissa nämä tutkimukset suoritetaan vain muutamilla atomeilla tai jopa yhdellä atomilla kerrallaan.

Kuninkaallisen kemian yhdistyksen mukaan fermiumin sulamispiste on 1527 ° C (2781 ° F tai 1800 K), sen atomisäde on 2,45 Å, sen kovalenttinen säde on 1,67 Å ja 20 ° C: n lämpötila on kiinteässä tilassa (radioaktiivinen metalli).

Samalla tavalla useimmat sen ominaisuudet, kuten hapettumistila, elektronegatiivisuus, tiheys, kiehumispiste, eivät ole tiedossa.

Tähän asti kukaan ei ole onnistunut tuottamaan riittävän suurta näytettä fermiumista, jotta se olisi nähtävissä, vaikka odotuksena on, että kuten muutkin vastaavat elementit, se on hopeanharmaa metalli.

Käyttäytyminen ratkaisuissa

Fermium käyttäytyy ei-voimakkaasti pelkistävissä olosuhteissa vesipitoisessa liuoksessa, kuten odotetaan kolmiarvoiselle aktinidi-ionille.

Väkevässä kloorivetyhapossa, typpihappo- ja ammoniumtiosyanaattiliuoksissa fermium muodostaa anionisia komplekseja näiden ligandien kanssa (molekyyli tai ioni, joka sitoutuu metallikationiin kompleksin muodostamiseksi), joka voidaan adsorboida ja sitten eluoida anioninvaihtokolonnit.

Normaaleissa olosuhteissa fermium on liuoksessa Fm-ionina3+, jonka hydraatioindeksi on 16,9 ja hapon dissosiaatiovakio 1,6 x 10-4 (pKa = 3,8); niin, että uskotaan, että posterioristen aktinidien kompleksien liitos on pääasiassa ionista.

Samoin odotetaan, että Fm-ioni3+ olla pienempi kuin anionit3+ (plutonium, americium tai curium-ionit) ennen korkeampaa fermium-tehokasta ydinvoima-ainetta; sen vuoksi fermiumin odotetaan muodostavan lyhyempiä ja vahvempia metalliligandisidoksia.

Toisaalta fermium (III) voidaan pelkistää melko helposti fermiumiksi (II); esimerkiksi samariumkloridilla (II), jonka kanssa fermium (II) kopitoituu.

Normaali elektrodipotentiaali

On arvioitu, että elektrodin potentiaali on noin -1,15 V suhteessa vetyelektrodiin.

Myös Fm-pari2+/ Fm0 sen elektrodipotentiaali on -2,37 (10) V, joka perustuu polarografisiin mittauksiin; eli voltammetria.

Radioaktiivinen hajoaminen

Kuten kaikki keinotekoiset elementit, fermium kokee radioaktiivisen hajoamisen, joka johtuu pääasiassa niiden luonteesta johtuvasta epävakaudesta..

Tämä johtuu protonien ja neutronien yhdistelmistä, jotka eivät salli tasapainon ylläpitämistä, ja spontaanisti muuttuvat tai hajoavat, kunnes saavutetaan vakaampi muoto, joka vapauttaa tiettyjä hiukkasia.

Tämä radioaktiivinen hajoaminen tapahtuu spontaanilla fissiolla alfa-hajoamisen kautta (koska se on raskas elementti) californio-253: ssa.

Käyttö ja riskit

Fermiumin muodostuminen ei tapahdu luonnollisesti eikä sitä ole löydetty maankuoresta, joten sen ympäristövaikutuksia ei ole syytä harkita.

Fermiumin pienen määrän ja sen lyhyen puoliintumisajan takia tätä ei ole tällä hetkellä käytössä tieteellisen perustutkimuksen ulkopuolella.

Tässä mielessä, kuten kaikki synteettiset elementit, fermiumin isotoopit ovat erittäin radioaktiivisia ja niitä pidetään erittäin myrkyllisinä. 

Vaikka harvat ihmiset joutuvat kosketuksiin fermiumin kanssa, kansainvälinen säteilysuojelukomissio on vahvistanut vuotuiset altistumisrajat kahdelle kaikkein vakaimmalle isotoopille.

Fermium-253: lle annostusraja asetettiin arvoon 107 becquerel (1 Bq vastaa yhtä hajoamista sekunnissa) ja inhalaatiorajan 105 Bq; fermium-257: n arvot ovat vastaavasti 105 Bq ja 4000 Bq.

viittaukset

  1. Ghiorso, A. (2003). Einsteinium ja Fermium. Chemical & Engineering News, 81 (36), 174-175. Haettu osoitteesta pubs.acs.org
  2. Britannica, E. (s.f.). Fermium. Palautettu britannica.comista
  3. Royal Society of Chemistry. (N.D.). Fermium. Haettu osoitteesta rsc.org
  4. ThoughtCo. (N.D.). Fermiumin tosiasiat. Haettu osoitteesta thinkco.com
  5. Wikipedia. (N.D.). Fermium. Haettu osoitteesta en.wikipedia.org