close

Fermio

Mergi la navigare Mergi la căutare
Einsteinium ←  Fermium → Mendelevium
    Electron Shell 100 Fermium.svg
 
100		 FM
  
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
Tabla completa • Tabla ampliada
Informatii generale
Nume , simbol , număr Fermium, Fm, 100
Serie química Actínidos
grup , perioadă , bloc actinide, 7 , f
Masă atomică 257u  _
Configuratie electronica [Rn] 5f12 7s2
Electrones por nivel 2, 8, 18, 32, 30, 8, 2 (imagen)
proprietăți fizice
Estado ordinario Solid
Mai multe
structură cristalină necunoscut
Isótopos más estables
Artículo principal: Isótopos del fermio
Valores en el SI y condiciones normales de presión y temperatura, salvo que se indique lo contrario.

Fermiul este un element chimic radioactiv creat artificial al cărui număr atomic este 100 și greutate atomică 254, simbol Fm . Există 16 izotopi cunoscuți , 257 Fm fiind cei mai stabili, cu un timp de înjumătățire de 100,5 zile . Fermiul este unul dintre elementele transuranice ale grupului actinide din sistemul periodic. Elementul a fost izolat în 1952, din rămășițele unei bombe cu hidrogen , de chimistul american Albert Ghiorso și colegii săi. Fermiul a fost mai târziu preparat sintetic într-un reactor nuclear prin bombardarea plutoniului cu neutroni și într-un ciclotron prin bombardarea uraniului -238 cu ioni de azot . S-au obținut izotopi cu numere de masă de la 242 la 259; fermium 257, care este cel mai longeviv, are un timp de înjumătățire de 80 de zile. Elementul a primit numele de fermiu în 1955, după fizicianul nuclear american de origine italiană Enrico Fermi . Fermiul nu are aplicații industriale.

Descoperire

Image
El Fermio fue observado por primera vez en los productos de deposición del ensayo nuclear Ivy Mike.
Image
El nombre del elemento hace mención a Enrico Fermi.
Image
El elemento fue descubierto por un equipo liderado por Albert Ghiorso.

Fermium a fost descoperit în produsele precipitate ale testului nuclear „ Ivy Mike ” (1 noiembrie 1952), primul test de succes al bombei cu hidrogen. [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] Examinările inițiale ale reziduurilor de explozie au arătat producția unui nou izotop de plutoniu , PU, ​​Z = 94, A = 244 : Poate fi format doar prin absorbția a șase neutroni de către un nucleu de uraniu-238 urmat de două descompuneri β . La acea vreme, absorbția neutronsului de către un nucleu greu s-a considerat a fi un proces rar și rar, dar identificarea PU-244 a ridicat posibilitatea ca nucleii de uraniu să absorbim și mai mulți neutroni, dând naștere la noi elemente. [ 3 ]

Elementul 99 ( Einsteinium ) a fost descoperit rapid pe hârtiile de filtrare care au fost suflate prin nor din explozie (aceeași tehnică de eșantionare care a fost folosită pentru a descoperi PU-244). [ 3 ] A fost apoi identificat în decembrie 1952 de Albert Ghiorso și colaboratorii săi de la Universitatea din California din Berkeley . [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] Au descoperit izotopul 253 es ( jumătate de viață 20,5 zile), care a fost format prin capturarea a 15 neutroni de către nucleul uraniu-238 , care a suferit apoi șapte decăderi beta succesive:

 

 

 

 

( 1 )

Sin embargo algunos átomos de 238U,pudieron capturar una cantidad distinta de neutrones (más probablemente, 16 o 17).

Descoperirea fermiului ( z  = 100) a necesitat mai mult material, deoarece randamentul era de așteptat să fie cel puțin un ordin de mărime mai mic decât cel al elementului 99, coralul contaminat din Atolul Enewetak (unde a fost efectuat testul) a fost expediată la radiații Laborator de la Universitatea din California, Berkeley, California, pentru procesare și analiză. La aproximativ două luni după test, a fost izolat un nou element care a emis particule α de înaltă energie (7,1 MeV) cu un timp de înjumătățire de aproximativ 1 zi. Cu o perioadă de înjumătățire atât de scurtă, nu putea apărea decât din caderea β a  unui izotop de Einsteinium și, prin urmare, trebuie să fie un izotop al noului element 100: a fost identificat rapid ca 255 fm ( t  = 20.07 (7) ore ). [ 3 ]

Descoperirea noilor elemente, precum și noile date despre captarea neutronilor, au fost inițial păstrate secrete prin ordinul armatei americane până în 1955 din cauza tensiunilor din Războiul Rece . [ 3 ] [ 4 ] . _ _ _ _ _ care fusese realizat pe elemente. [ 6 ] [ 7 ] În 1955 studiile „Ivy Mike” au fost desecretizate și publicate. [ 4 ]

Echipa Berkeley a fost îngrijorată de faptul că un alt grup ar putea descoperi izotopuri mai ușoare ale Element 100 folosind tehnici de bombardament ionic înainte de a -și putea publica cercetările clasificate, [ 3 ] pe care le -au făcut. Un grup de la Institutul Nobel pentru Fizică din Stockholm a descoperit în mod independent elementul, producând un izotop care a fost confirmat ulterior a fi de 250 fm ( t 1/2  = 30 minute) prin bombardarea unei ținte de atomi U-238 cu oxigen- 16 și a publicat lucrarea lor în mai 1954. [ 8 ] Cu toate acestea, prioritatea echipei Berkeley a fost recunoscută în general și, odată cu aceasta, prerogativul de a numi noul element în onoarea recent decedat Enrico Fermi , dezvoltatorul primului reactor nuclear artificial autosuficient .

Caracteristici

Fermium nu se găsește în natură; descoperirea și producerea sa se realizează prin transmutarea artificială a elementelor mai ușoare. Au fost descoperiți izotopi radioactivi cu numere de masă 244-259. Masa totală de fermiu care a fost sintetizată este mult mai mică de o milioneme de gram .

Fisiunea spontană este principalul mod de dezintegrare pentru 244 Fm, 256 Fm și 258 Fm. Cel mai lung izotop este 257 Fm, care are un timp de înjumătățire de aproximativ 100 de zile. Fermiul -258 se descompune prin fisiune spontană și are un timp de înjumătățire de 0,38 milisecunde. Acest lucru sugerează existența unei anomalii în acest punct al tabelului periodic .

Producción

Image
Eluție : separarea cromatografică a Fm(100), Es(99), Cf, Bk, Cm și Am

Fermiul este produs prin bombardarea actinidelor mai ușoare cu neutroni într-un reactor nuclear. Fermiul-257 este cel mai greu izotop obținut prin captarea neutronilor și poate fi produs doar în cantități de picograme. [ 9 ] [ 10 ] Sursa principală este reactorul izotop cu flux mare de 85 MW (HFIR) la Laboratorul Național Oak Ridge din Tennessee , Statele Unite, care este dedicat producerii de elemente de transcur ( z  > 96). [ 11 ] Izotopii de masă mai mici de fermiu sunt disponibili în cantități mai mari, deși acești izotopi ( 254 FM și 255 FM) au vieți relativ scurte. Într -o „campanie tipică de procesare” la Oak Ridge, zeci de grame de cureum sunt iradiate pentru a produce decigrame de Californium , miligrame de Berkelium și Einsteinium și picograme de Fermiu. [ 12 ] Cu toate acestea, nanogramele [ 13 ] Cantitățile de fermiu sunt pregătite pentru experimente specifice. Cantitățile de fermiu care sunt produse în explozii termonucleare de 20-200 de kilotoni se consideră a fi în ordinea miligramelor, deși se găsește amestecate cu cantități mari de reziduuri; 4,0 picograme de 257 Fm au fost recuperate din 10 kg de reziduu din procesul „ Hutch ” (16 iulie 1969). [ 14 ] Experimentul Hutch a produs un total estimat de 250 de micrograme de 257 Fm.

După ce este produs, Fermium trebuie să fie separat de celelalte actinide și de produsele de fisiune lantanidă. Acest lucru se face în mod normal prin cromatografie cu schimb de ioni, în care procesul standard utilizează un schimbător de cationi, cum ar fi Dowex 50 sau T EVA , eluat cu o soluție de a-hidroxiizobutirat de amoniu. [ 15 ] ​[ 16 ]​ Cationii mai mici formează complecși mai stabili cu anionul α-hidroxiizobutirat și sunt preferabil eluați de coloană. [ 15 ] A fost descrisă o metodă de cristalizare fracțională rapidă. [ 15 ]​ [ 17 ]

Deși cel mai stabil izotop al fermiului este 257 Fm, cu un timp de înjumătățire de 100,5 zile, majoritatea studiilor sunt efectuate cu 255 Fm ( t 1/2  = 20,07(7) ore), deoarece acest izotop poate fi izolat cu ușurință ca necesar deoarece produsul de degradare al lui 255 Is ( t 1/2  = 39,8(12) zile). [ 15 ]

Química

Image
Un aliaj de fermiu- iterbiu utilizat pentru a măsura entalpia de vaporizare a metalului de fermiu

Chimia fermiului a fost studiată numai în soluție folosind tehnici pentru cantități mici și nu au fost pregătiți compuși solizi. În condiții normale, fermiul există în soluție ca ionul Fm 3+ , care are un număr de hidratare de 16,9 și o constantă de disociere a acidului de 1,6×10 -4 (p Ka  = 3,8). [ 18 ] [ 19 ] Fm 3+ formează complecși cu o mare varietate de liganzi cu atomi donatori puternici , cum ar fi oxigenul, iar acești complecși sunt în general mai stabili decât cei ai actinidelor precedente. [ 15 ] Formează , de asemenea , complecși anionici cu liganzi precum clorură sau nitrat , iar din nou acești complexe par a fi mai stabili decât cei formați cu einsteiniu sau californiu . [ 20 ] Legătura în complexele de actinide târzii este considerată a fi în primul rând ionică: ionul Fm 3+ este considerat a fi mai mic decât ionii anteriori An 3+ din cauza încărcăturii nucleare eficiente mai mari a fermiului și, prin urmare, fermiul ar fi se așteaptă să formeze legături metalice mai scurte și mai puternice. [ 15 ]

Fermiul(III) poate fi ușor redus la fermiu(II), [ 21 ] de exemplu cu clorură de samariu(II) , cu care fermiul(II) coprecipită. [ 22 ] [ 23 ] În precipitat, se produce clorură de Fermiu (II) compus (II) (FMCL 2 ), deși nu a fost purificată sau studiată în mod izolat. [ 24 ] Potențialul electrodului a fost estimat a fi similar cu cel al perechii Ytterbium (III)/(II), sau aproximativ -1,15 V în raport cu electrodul standard de hidrogen, [ 25 ] o valoare în acord cu calculele teoretice. [ 26 ] Perechea Fm 2+ /Fm 0 are un potențial de electrod de −2,37(10) V pe baza măsurătorilor polarografice. [ 27 ]

Referințe

  1. ↑ a b «Einsteinium». Archivado desde el original el 26 de octubre de 2007. Consultado el 7 de diciembre de 2007. 
  2. ↑ a b Fermium – Consiliul Național de Cercetare Canada Arhivat la 25 decembrie 2010, la Wayback Machine .. Preluat la 2 decembrie 2007
  3. ↑ a b c d e f g Ghiorso, Albert (2003). «Einsteinium and Fermium». Chemical and Engineering News 81 (36): 174-175. 
  4. Fiz.  
  5. ↑ Câmpuri, PR; Studier, M.H.; Diamond, H.; Mech, JF; Inghram, MG Pyle, GL; Stevens, C.M.; Fried, S.; Manning, WM (Laboratorul Național Argonne, Lemont, Ill.); Ghiorso, A.; Thompson, S.G.; Higgins, G.H.; Seaborg, GT (Universitatea din California, Berkeley, California): „Elementele transplutoniului în resturile de testare termonucleare”, în: Fields, P.; Studier, M.; Diamond, H.; Mech, J.; Inghram, M.; Pyle, G.; Stevens, C.; Fried, S.; Manning, W.; Ghiorso, A.; Thompson, S.; Higgins, G.; Seaborg, G. (1956). „Elemente de transplutoniu în resturile de testare termonucleare”. Physical Review 102 (1): 180. Bibcode : 1956PhRv..102..180F . doi : 10.1103/PhysRev.102.180 . 
  6. ↑ Thompson, S.G.; Ghiorso, A .; Harvey, B.G.; Choppin, G.R. (1954). „Izotopi de transcuriu produși în iradierea cu neutroni a plutoniului” . Physical Review 93 (4): 908. Bibcode : 1954PhRv...93..908T . doi : 10.1103/PhysRev.93.908 . 
  7. ↑ Choppin, G.R.; Thompson, S.G.; Ghiorso, a .; Harvey, B.G. (1954). „Proprietățile nucleare ale unor izotopi ai californiului, elementele 99 și 100”. Revizuire fizică 94 (4): 1080-1081. BIBCODE : 1954PHRV ... 94.1080C . doi : 10.1103/fizrev.94.1080 . 
  8. ↑ Atterling, Hugo; Forsling, Wilhelm; Holm, Lennart W.; Melander, Lars; Åström, Björn (1954). „Elementul 100 produs prin intermediul ionilor de oxigen accelerați cu ciclotron”. Revista fizică 95 (2): 585-586. Cod biblic : 1954PhRv ...95..585A . doi : 10.1103/PhysRev.95.585.2 . 
  9. ↑ Toți izotopii elementului Z > 100 pot fi produși numai prin reacții nucleare bazate pe accelerator cu particule încărcate și pot fi obținuți doar în cantități mici (de obicei 1 milion de atomi pentru Md ( Z  = 101) pentru fiecare oră de iradiere (vezi Silva 2006) .
  10. ↑ Luig, Heribert; Keller, Cornelius; Lup, Walter; Shani, Hashovam; Miska, Horst; Zyball, Alfred; Geve, andreas; Balaban, Alexandru T.; Kellerer, Albrecht M .; Griebel, Jurgen (2000). «Radionuclide». Enciclopedia de chimie industrială a lui Ullmann . ISBN  978-3527306732 . doi : 10.1002/14356007.a22_499 . 
  11. ^ „Reactor cu izotop cu flux ridicat” . Laboratorul Național Oak Ridge . Consultat la 23 septembrie 2010 . 
  12. ↑ Porter, CE; Riley, F.D., Jr.; Vandergrift, R.D.; Felker, L.K. (1997). „Purificarea fermiului folosind cromatografia de extracție cu rășină Teva” . Sept. Sci. Tehn. 32 (1–4): 83-92. doi : 10.1080/01496399708003188 . 
  13. ↑ Sewtz, M.; Backe, H.; Dretzke, A.; Kube, G.; Lauth, W.; Schwamb, P.; Eberhardt, K.; Gruning, C.; Thorle, P.; Trautmann, N.; Kunz, P.; Lassen, J.; Passler, G.; Dong, C.; Fritzsche, S.; Hair, R. (2003). „Prima observare a nivelurilor atomice pentru elementul Fermium ( Z = 100)”. Fiz. Rev. Lett. 90 (16): 163002. Bibcode : 2003PhRvL..90p3002S . PMID  12731975 . S2CID  16234935 . doi : 10.1103/PhysRevLett.90.163002 . 
  14. ↑ Hoff, RW; Hulet, E.K. (1970). Inginerie cu explozivi nucleari 2 . pp. 1283-1294. 
  15. conţinutul referinţelor apelate nu a fost definit<ref>Silva
  16. ↑ Choppin, G.R.; Harvey, B.G.; Thompson, S.G. (1956). „Un nou eluant pentru separarea elementelor actinide” . J. Inorg. Nucl. Chem. 2 (1): 66-68. doi : 10.1016/0022-1902(56)80105-X . 
  17. ↑ Mihaiev, N.B.; Kamenskaya, AN; Konovalova, N.A.; Rumer, I.A.; Kuliuchin, SA (1983). „Metoda de mare viteză pentru separarea fermiului de actinide și lantanide”. Radiokhimiya 25 (2): 158-161. 
  18. II.  
  19. Hubert, S .; Aubin, L .; Guillaumont, r .;  
  20. ↑ Thompson, S.G.; Harvey, B.G.; Choppin, G.R.; Seaborg, G. T. (1954). „Proprietăți chimice ale elementelor 99 și 100” . J. Am. Chem. Soc. 76 (24): 6229-6236. doi : 10.1021/JA01653A004 . 
  21. ↑ Malý, Jaromír (1967). „Comportamentul de amalgamare a elementelor grele 1. Observarea preferinței anormale în formarea amalgamelor de californiu, einsteiniu și fermiu”. Inorg. Nucl. Chim. Lett. 3 (9): 373-381. doi : 10.1016/0020-1650(67)80046-1 . 
  22. ↑ Mihaiev, N.B.; Spitsyn, VI; Kamenskaya, AN; Gvozdec, BA; Druin, VA; Rumer, I.A.; Dyachkova, R.A.; Rozenkevitch, NA și colab. (1972). „Reducerea fermiului la starea bivalentă în soluții etanolice apoase de clorură”. Inorg. Nucl. Chim. Lett. 8 (11): 929-936. doi : 10.1016/0020-1650(72)80202-2 . 
  23. ↑ Hulet, E.K.; Lougheed, R.W.; Baisden, PA; Landrum, JH; Sălbatic, JF; Lundqvist, RF (1979). Nerespectarea Md monovalenta. J. Inorg. Nucl. Chem. 41 (12): 1743-1747. doi : 10.1016/0022-1902(79)80116-5 . 
  24. ↑ Dicționar de compuși anorganici 3 (1 ediție). Chapman & Hall. 1992. p. 2873. ISBN  0412301202 . 
  25. ↑ Mihaiev, N.B.; Spitsyn, VI; Kamenskaya, AN; Konovalova, N.A.; Rumer, I.A.; Auerman, L.N.; Podorozhnyi, A.M. (1977). „Determinarea potențialului de oxidare al perechii Fm 2+ /Fm 3+ ”. Inorg. Nucl. Chim. Lett. 13 (12): 651-656. doi : 10.1016/0020-1650(77)80074-3 . 
  26. ^ Nugent, L. J. (1975). MTP Int. Rev. Sci.: Inorg. Chem. 7 : 195-219. 
  27. ↑ Samhoun, K.; David, F.; Hahn, R.L.; O'Kelley, G.D.; Tarrant, JR; Hobart, DE (1979). „Studiul electrochimic al Mendelevium în soluție apoasă: nicio dovadă pentru ioni monovalenți”. J. Inorg. Nucl. Chem. 41 (12): 1749-1754. doi : 10.1016/0022-1902(79)80117-7 . 

Bibliografie

Link- uri externe

Obtenido de «https://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Fermio&oldid=145525943»