FERMIU: STRUCTURĂ, PROPRIETĂȚI, UTILIZĂRI ȘI RISCURI - CHIMIE - 2025

Fermiu este un element chimic radioactiv obținut de la modul induse de transmutație nucleară, în care reacțiile de tip nuclear sunt de natură să modifice elementul considerat stabil în mod artificial miez, determinând astfel un izotop al naturii radioactive sau element care nu există în mod natural.

Acest element a fost descoperit în 1952, în timpul primului test nuclear de succes „Ivi Mike”, realizat de un grup de oameni de știință de la Universitatea din California, sub conducerea lui Albert Ghiorso. Fermiul a fost descoperit ca produs al primei explozii cu bombe de hidrogen din Oceanul Pacific.

Ani mai târziu, fermiul a fost obținut sintetic într-un reactor nuclear, bombardând plutoniu cu neutroni; iar într-un ciclotron, bombardează uraniul-238 cu ioni de azot.

În prezent, fermiul este produs printr-un lanț lung de reacții nucleare, care implică bombardarea fiecărui izotop din lanț cu neutroni și apoi permiterea izotopului rezultat să fie supus degradării beta.

Structura chimică

Numărul atomic de fermiu (Fm) este 100, iar configurația sa electronică este de 5 f ¹² 7 s ² . În plus, este localizat în grupul de actinide care fac parte din perioada 7 a tabelului periodic și, deoarece numărul său atomic este mai mare de 92, este denumit element transuranic.

În acest sens, fermiul este un element sintetic și, prin urmare, nu are izotopi stabili. Din acest motiv nu are o masă atomică standard.

De asemenea, atomii - care sunt izotopi unul dintre celălalt - au același număr atomic, dar o masă atomică diferită, considerând că există apoi 19 izotopi cunoscuți ai elementului, variind de la masa atomică 242 la 260.

Cu toate acestea, izotopul care poate fi produs în cantități mari pe bază atomică este Fm-257, cu un timp de înjumătățire de 100,5 zile. Acest izotop este, de asemenea, nuclida cu cea mai mare masă și număr atomic izolat vreodată de orice reactor sau material produs de o instalație termonucleară.

Deși fermiul-257 este produs în cantități mai mari, fermium-255 a devenit mai disponibil în mod regulat și este utilizat mai frecvent pentru studii chimice la nivel de urmărire.

Proprietăți

Proprietățile chimice ale fermiului au fost studiate doar cu cantități minime, astfel încât toate informațiile chimice disponibile care s-au obținut provin din experimente efectuate cu urme ale elementului. De fapt, în multe cazuri aceste studii sunt făcute doar cu câțiva atomi, sau chiar cu un atom la un moment dat.

Potrivit Royal Society of Chemistry, fermiul are un punct de topire de 1527 ° C (2781 ° F sau 1800 K), raza sa atomică este de 2,45 Å, raza covalentă de 1,67 Å și o temperatură de 20 ° C este în stare solidă (metal radioactiv).

În mod similar, majoritatea proprietăților sale, cum ar fi starea de oxidare, electronegativitatea, densitatea, punctul de fierbere, printre altele, nu sunt cunoscute.

Până în prezent, nimeni nu a reușit să producă un eșantion suficient de mare de fermiu pentru a fi văzut, deși așteptarea este că, ca și alte elemente similare, este un metal gri-argintiu.

Comportament în soluții

Fermium se comportă în condiții non-puternic de reducere într-o soluție apoasă, așa cum este de așteptat pentru un ion de actinidă trivalentă.

În soluțiile concentrate de acid clorhidric, acid azotic și tiocianat de amoniu, fermiul formează complexe anionice cu acești liganzi (o moleculă sau ion care se leagă de un cation metalic pentru a forma un complex), care poate fi adsorbit și apoi eluat din coloane de schimb de anioni

În condiții normale, fermiul există în soluție sub formă de ion Fm ³⁺ , care are un indice de hidratare de 16,9 și o constantă de disociere acidă de 1,6 × 10 ^-4 (pKa = 3,8); prin urmare, se consideră că legarea în complexele de actinide posterioare are un caracter primar ionic.

De asemenea, ionul Fm ³⁺ este de așteptat să fie mai mic decât ionii An ³⁺ precedenți (plutoniu, americium sau ioni curium), datorită încărcării nucleare efective mai mari a fermiei; prin urmare, este de așteptat ca fermiul să formeze legături metal-ligand mai scurte și mai puternice.

Pe de altă parte, fermiul (III) poate fi destul de ușor redus la fermiu (II); de exemplu, cu clorură de samariu (II), cu care co-precipita fermiul (II).

Electrode potențial normal

Potențialul electrodului a fost estimat a fi aproximativ -1,15 V în raport cu electrodul standard cu hidrogen.

De asemenea, perechea Fm ²⁺ / Fm ⁰ are un potențial de electrod de -2,37 (10) V, bazat pe măsurători polarografice; adică a voltammetriei.

Cariune radioactivă

Ca toate elementele artificiale, fermiul suferă o degradare radioactivă cauzată în principal de instabilitatea care o caracterizează.

Acest lucru se datorează atât combinațiilor de protoni și neutroni care nu permit menținerea echilibrului și se schimbă spontan sau se descompun până la atingerea unei forme mai stabile, eliberând anumite particule.

Această degradare radioactivă se produce printr-o fisiune spontană printr-o descompunere alfa (fiind un element greu) în californium-253.

Utilizări și riscuri

Formarea fermiului nu are loc în mod natural și nu a fost găsită în scoarța terestră, astfel încât nu există niciun motiv să ia în considerare efectele asupra mediului.

Datorită cantităților mici de fermiu produse și a perioadei sale de înjumătățire scurtă, în prezent nu există nicio utilizare în afara cercetării științifice de bază.

În acest sens, la fel ca toate elementele sintetice, izotopii de fermiu sunt extrem de radioactivi și sunt considerați foarte toxici.

Deși puține persoane vin în contact cu fermiul, Comisia Internațională pentru Protecția Radiologică a stabilit limite de expunere anuale pentru cei mai stabili izotopi.

Pentru fermiu-253, limita de admisie a fost stabilită la 107 becquerel (1 Bq este echivalent cu o descompunere pe secundă) și limita de inhalare la 105 Bq; pentru fermiu-257, valorile sunt 105 Bq, respectiv 4000 Bq.

Referințe

1. Ghiorso, A. (2003). Einsteinium și Fermium. Știri despre chimie și inginerie, 81 (36), 174-175. Recuperat din pubs.acs.org
2. Britannica, E. (nd). Fermiu. Recuperat de pe britannica.com
3. Societatea Regală de Chimie. (Sf). Fermiu. Preluat de pe rsc.org
4. ThoughtCo. (Sf). Fapte de Fermiu. Recuperat de la thinkco.com
5. Wikipedia. (Sf). Fermiu. Preluat de pe en.wikipedia.org