ФЕРМІЙ: СТРУКТУРА, ВЛАСТИВОСТІ, ВИКОРИСТАННЯ ТА РИЗИКИ - ХІМІЯ - 2025

Fermium є радіоактивний хімічний елемент , отриманий з індукованого способу шляхом ядерного перетворення, в якому реакція ядерного типу здатна змінювати штучно основний елемент вважається стабільним, і , отже , призвести до ізотопу радіоактивного характеру або елемент, який не існує природним шляхом.

Цей елемент був виявлений у 1952 р. Під час першого успішного ядерного випробування «Айві Майк», проведеного групою вчених Каліфорнійського університету під керівництвом Альберта Джорсо. Фермію було виявлено як продукт першого вибуху водневої бомби в Тихому океані.

Через роки фермій був отриманий синтетично в ядерному реакторі, бомбардувавши плутоній нейтронами; і в циклотроні, бомбардувавши уран-238 іонами азоту.

В даний час фермій виробляється через довгий ланцюг ядерних реакцій, який передбачає бомбардування кожного ізотопу в ланцюзі нейтронами, а потім дозволяє отриманому ізотопу зазнати бета-розпаду.

Хімічна структура

Атомне число фермію (Fm) - 100, а його електронна конфігурація - 5 f ¹² 7 s ² . Крім того, він розташований у межах групи актинідів, що входять до періоду 7 періодичної таблиці, і, оскільки його атомне число перевищує 92, його називають трансурановим елементом.

У цьому сенсі фермій є синтетичним елементом і тому не має стійких ізотопів. З цієї причини він не має стандартної атомної маси.

Так само атоми, які є ізотопами один одного, мають однаковий атомний номер, але різну атомну масу, враховуючи, що тоді існує 19 відомих ізотопів елемента, починаючи від атомної маси 242 до 260.

Однак ізотоп, який може вироблятися у великих кількостях на атомній основі, є Fm-257 з періодом напіввиведення 100,5 днів. Цей ізотоп також є нуклідом з найбільшою масою та атомним числом, коли-небудь виділеним з будь-якого реактора або матеріалу, що виробляється термоядерною установкою.

Хоча фермій-257 виробляється у більших кількостях, фермій-255 стає все більш доступним на регулярній основі та використовується частіше для хімічних досліджень на рівні відстежувачів.

Властивості

Хімічні властивості фермію були вивчені лише в мінімальних кількостях, так що вся наявна хімічна інформація, яка була отримана, проводиться з експериментів, проведених зі слідами елемента. Насправді, у багатьох випадках ці дослідження проводяться лише з декількома атомами або навіть з одним атомом одночасно.

За даними Королівського хімічного товариства, у фермія температура плавлення 1527 ° C (2781 ° F або 1800 K), атомний радіус - 2,45 Å, його ковалентний радіус - 1,67 Å, ​​і температура 20 ° С знаходиться в твердому стані (радіоактивний метал).

Так само більшість його властивостей, таких як окислювальний стан, електронегативність, щільність, температура кипіння, серед інших, невідомі.

На сьогоднішній день ще ніхто не встиг виготовити достатньо велику пробу фермію, яку можна було побачити, хоча очікується, що як і інші подібні елементи, це сріблясто-сірий метал.

Поведінка в рішеннях

Фермій поводиться у не сильно відновних умовах у водному розчині, як очікувалося, для тривалентного іона актиніду.

У концентрованих соляній кислоті, азотній кислоті та розчинах тіоціанату амонію фермій утворює аніонні комплекси з цими лігандами (молекулою або іоном, який зв'язується з катіоном металу, утворюючи комплекс), який може бути адсорбований, а потім елюйований з аніонообмінні колони.

У нормальних умовах фермій існує в розчині як іон Fm ³⁺ , який має індекс гідратації 16,9 та константу кислотної дисоціації 1,6 × 10 ^-4 (pKa = 3,8); таким чином, вважається, що зв'язування в комплексах заднього актиніду має переважно іонний характер.

Аналогічно, очікується, що іон Fm ³⁺ буде меншим, ніж попередні іони An ³⁺ (плутоній, америцій або курій), через більш високий ефективний ядерний заряд фермію; отже, очікується, що фермій утворюватиме коротші та міцніші метало-лігандні зв’язки.

З іншого боку, фермій (III) може бути досить легко зведений до фермію (II); наприклад, з самариєм (II) хлоридом, з яким спіртує фермій (II).

Нормальний потенціал електрода

Потенціал електродів оцінюється приблизно -1,15 В відносно стандартного водневого електрода.

Аналогічно, пара Fm ²⁺ / Fm ⁰ має електродний потенціал -2,37 (10) V на основі полярографічних вимірювань; тобто вольтамметрії.

Радіоактивний розпад

Як і всі штучні елементи, фермій зазнає радіоактивного розпаду, викликаного головним чином нестабільністю, яка його характеризує.

Це відбувається завдяки комбінаціям протонів і нейтронів, які не дозволяють підтримувати рівновагу, а мимовільно змінюються або розпадаються, поки не досягнуть більш стійкої форми, вивільняючи певні частинки.

Цей радіоактивний розпад відбувається шляхом спонтанного поділу через розкладання альфа (будучи важким елементом) у Каліфорнії-253.

Використання та ризики

Утворення фермію не відбувається природним шляхом і не виявлено в земній корі, тому немає підстав вважати його вплив на навколишнє середовище.

Через малу кількість виробленого фермію та його короткий період напіврозпаду в даний час немає використання для нього поза межами основних наукових досліджень.

У цьому сенсі, як і всі синтетичні елементи, ізотопи фермію надзвичайно радіоактивні і вважаються високотоксичними.

Хоча мало хто контактує з фермієм, Міжнародна комісія з радіологічного захисту встановила щорічні межі опромінення для двох найбільш стабільних ізотопів.

Для фермію-253 межа вживання була встановлена ​​на рівні 107 беккерелів (1 Бк еквівалентно одному розкладу в секунду), а межа вдихання - 105 Бк; для фермію-257 значення 105 Вк і 4000 Бк відповідно.

Список літератури

1. Ghiorso, A. (2003). Ейнштейній та Фермій. Хімічні та інженерні новини, 81 (36), 174-175. Відновлено з pubs.acs.org
2. Britannica, E. (nd). Фермія. Відновлено з britannica.com
3. Королівське хімічне товариство. (sf). Фермія. Отримано з rsc.org
4. ДумкаCo. (sf). Факти Фермія. Відновлено з thinkco.com
5. Вікіпедія. (sf). Фермія. Отримано з en.wikipedia.org