- โครงสร้างทางเคมี
- คุณสมบัติ
- พฤติกรรมในการแก้ปัญหา
- อิเล็กโทรดศักย์ปกติ
- การสลายตัวของสารกัมมันตรังสี
- การใช้งานและความเสี่ยง
- อ้างอิง
เฟอร์เมียมเป็นองค์ประกอบทางเคมีของสารกัมมันตรังสีที่ได้รับจากลักษณะที่เกิดจากการแปรนิวเคลียสซึ่งในปฏิกิริยาประเภทนิวเคลียร์มีความสามารถในการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบถือว่ามีเสถียรภาพหลักเทียมและทำให้เกิดการไอโซโทปกัมมันตรังสีของธรรมชาติหรือ องค์ประกอบที่ไม่มีอยู่ตามธรรมชาติ
องค์ประกอบนี้ถูกค้นพบในปีพ. ศ. 2495 ระหว่างการทดสอบนิวเคลียร์ "Ivi Mike" ที่ประสบความสำเร็จครั้งแรกซึ่งดำเนินการโดยกลุ่มนักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียภายใต้การดูแลของ Albert Ghiorso เฟอร์เมียมถูกค้นพบเป็นผลิตภัณฑ์จากการระเบิดของไฮโดรเจนลูกแรกในมหาสมุทรแปซิฟิก
หลายปีต่อมาเฟอร์เมียมได้รับการสังเคราะห์ในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์โดยทิ้งพลูโตเนียมด้วยนิวตรอน และในไซโคลตรอนทิ้งยูเรเนียม -238 ด้วยไอออนไนโตรเจน
ปัจจุบันเฟอร์เมียมถูกผลิตขึ้นโดยใช้ปฏิกิริยานิวเคลียร์แบบโซ่ยาวซึ่งเกี่ยวข้องกับการทิ้งไอโซโทปแต่ละไอโซโทปในห่วงโซ่ด้วยนิวตรอนแล้วปล่อยให้ไอโซโทปที่เกิดขึ้นได้รับการสลายตัวของเบต้า
โครงสร้างทางเคมี
เลขอะตอมของเฟอร์เมียม (Fm) เป็น 100 และการกำหนดค่าอิเล็กทรอนิกส์คือ 5 ฉ12 7 s 2 นอกจากนี้ยังอยู่ในกลุ่มของแอกติไนด์ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของคาบที่ 7 ของตารางธาตุและเนื่องจากเลขอะตอมมากกว่า 92 จึงเรียกว่าธาตุทรานซูรานิก
ในแง่นี้เฟอร์เมียมเป็นองค์ประกอบสังเคราะห์ดังนั้นจึงไม่มีไอโซโทปที่เสถียร ด้วยเหตุนี้จึงไม่มีมวลอะตอมมาตรฐาน
ในทำนองเดียวกันอะตอม - ซึ่งเป็นไอโซโทปของกันและกัน - มีเลขอะตอมเหมือนกัน แต่มีมวลอะตอมต่างกันเมื่อพิจารณาว่ามีไอโซโทปของธาตุ 19 ไอโซโทปที่รู้จักกันตั้งแต่มวลอะตอม 242 ถึง 260
อย่างไรก็ตามไอโซโทปที่สามารถผลิตได้ในปริมาณมากบนพื้นฐานของอะตอมคือ Fm-257 โดยมีครึ่งชีวิต 100.5 วัน ไอโซโทปนี้ยังเป็นนิวไคลด์ที่มีมวลและเลขอะตอมสูงสุดเท่าที่เคยแยกได้จากเครื่องปฏิกรณ์หรือวัสดุใด ๆ ที่ผลิตโดยโรงงานเทอร์โมนิวเคลียร์
แม้ว่า fermium-257 จะผลิตในปริมาณที่มากขึ้น แต่ fermium-255 ก็มีให้เลือกใช้มากขึ้นเป็นประจำและมีการใช้บ่อยขึ้นสำหรับการศึกษาทางเคมีในระดับผู้ติดตาม
คุณสมบัติ
คุณสมบัติทางเคมีของเฟอร์เมียมได้รับการศึกษาด้วยปริมาณเพียงเล็กน้อยเพื่อให้ข้อมูลทางเคมีที่มีอยู่ทั้งหมดที่ได้รับมาจากการทดลองที่มีร่องรอยขององค์ประกอบ ในความเป็นจริงในหลาย ๆ กรณีการศึกษาเหล่านี้ทำโดยใช้อะตอมเพียงไม่กี่อะตอมหรือแม้แต่ทีละอะตอม
ตามที่ราชสมาคมเคมีเฟอร์เมียมมีจุดหลอมเหลว 1527 ° C (2781 ° F หรือ 1800 K) รัศมีอะตอมของมันคือ 2.45 Åรัศมีโคเวเลนต์เท่ากับ 1.67 Åและ อุณหภูมิ 20 ° C อยู่ในสถานะของแข็ง (โลหะกัมมันตภาพรังสี)
ในทำนองเดียวกันคุณสมบัติส่วนใหญ่เช่นสถานะออกซิเดชั่นอิเล็กโตรเนกาติวิตีความหนาแน่นจุดเดือดเป็นต้น
จนถึงปัจจุบันไม่มีใครสามารถผลิตตัวอย่างเฟอร์เมียมได้มากพอที่จะมองเห็นได้แม้ว่าความคาดหวังจะเป็นเช่นเดียวกับองค์ประกอบอื่น ๆ ที่คล้ายคลึงกัน แต่ก็เป็นโลหะสีเทาเงิน
พฤติกรรมในการแก้ปัญหา
เฟอร์เมียมทำงานภายใต้สภาวะที่ไม่ลดอย่างรุนแรงในสารละลายที่เป็นน้ำตามที่คาดไว้สำหรับไอออนแอคติไนด์ไตรวาเลนต์
ในสารละลายกรดไฮโดรคลอริกเข้มข้นกรดไนตริกและแอมโมเนียมไธโอไซยาเนตเฟอร์เมียมจะสร้างสารประกอบเชิงซ้อนประจุลบกับลิแกนด์เหล่านี้ (โมเลกุลหรือไอออนที่จับกับไอออนบวกของโลหะเพื่อสร้างสารประกอบเชิงซ้อน) ซึ่งสามารถดูดซับแล้วแยกออกจาก คอลัมน์การแลกเปลี่ยนประจุลบ
ภายใต้สภาวะปกติเฟอร์เมียมมีอยู่ในสารละลายเป็นไอออน Fm 3+ซึ่งมีดัชนีความชุ่มชื้น 16.9 และค่าคงที่การแยกตัวของกรด 1.6 × 10 -4 (pKa = 3.8); ดังนั้นการจับในเชิงซ้อนของแอกติไนด์ด้านหลังจึงเชื่อกันว่าเป็นไอออนิกในตัวอักษรเป็นหลัก
ในทำนองเดียวกัน Fm 3+ไอออนคาดว่าจะมีขนาดเล็กกว่าไอออน3+ก่อนหน้านี้ (พลูโทเนียม, อะมีเนียมหรือคูเรียมไอออน) เนื่องจากประจุไฟฟ้านิวเคลียร์ที่มีประสิทธิภาพสูงกว่าของเฟอร์เมียม ดังนั้นจึงคาดว่าเฟอร์เมียมจะสร้างพันธะโลหะลิแกนด์ที่สั้นและแข็งแรงกว่า
ในทางกลับกันเฟอร์เมียม (III) สามารถลดลงเป็นเฟอร์เมียม (II) ได้ค่อนข้างง่าย ตัวอย่างเช่นด้วย samarium (II) คลอไรด์ซึ่งเฟอร์เมียม (II) ตกตะกอนร่วม
อิเล็กโทรดศักย์ปกติ
คาดว่าศักย์ไฟฟ้าของอิเล็กโทรดจะอยู่ที่ประมาณ -1.15 V เทียบกับอิเล็กโทรดไฮโดรเจนมาตรฐาน
ในทำนองเดียวกันคู่ Fm 2+ / Fm 0มีศักย์ไฟฟ้าของอิเล็กโทรด -2.37 (10) V ตามการวัดแบบโพลาโรกราฟี กล่าวคือของโวลต์แอมมิเตอร์
การสลายตัวของสารกัมมันตรังสี
เช่นเดียวกับองค์ประกอบเทียมเฟอร์เมียมได้รับการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสีซึ่งส่วนใหญ่เกิดจากความไม่เสถียรที่กำหนดลักษณะของมัน
นี่เป็นเพราะการรวมกันของโปรตอนและนิวตรอนที่ไม่อนุญาตให้รักษาสมดุลและเปลี่ยนแปลงหรือสลายไปเองตามธรรมชาติจนกว่าจะถึงรูปแบบที่เสถียรกว่าจึงปล่อยอนุภาคบางชนิดออกมา
การสลายตัวของกัมมันตภาพรังสีนี้เกิดขึ้นจากฟิชชันที่เกิดขึ้นเองโดยการสลายตัวของอัลฟา (เป็นธาตุหนัก) ใน californium-253
การใช้งานและความเสี่ยง
การก่อตัวของเฟอร์เมียมไม่ได้เกิดขึ้นตามธรรมชาติและไม่พบในเปลือกโลกดังนั้นจึงไม่มีเหตุผลที่จะต้องพิจารณาถึงผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม
เนื่องจากมีการผลิตเฟอร์เมียมในปริมาณเล็กน้อยและครึ่งชีวิตสั้นปัจจุบันจึงไม่มีการใช้ประโยชน์ใด ๆ นอกเหนือจากการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ขั้นพื้นฐาน
ในแง่นี้เช่นเดียวกับองค์ประกอบสังเคราะห์ทั้งหมดไอโซโทปของเฟอร์เมียมมีกัมมันตภาพรังสีสูงมากและถือว่าเป็นพิษสูง
แม้ว่าจะมีคนเพียงไม่กี่คนที่สัมผัสกับเฟอร์เมียม แต่คณะกรรมาธิการระหว่างประเทศว่าด้วยการป้องกันรังสีได้กำหนดขีด จำกัด การสัมผัสประจำปีสำหรับไอโซโทปที่เสถียรที่สุดสองชนิด
สำหรับเฟอร์เมียม -253 ขีด จำกัด การกลืนกินถูกกำหนดไว้ที่ 107 เบคเคอเรล (1 Bq เทียบเท่ากับการสลายตัวหนึ่งครั้งต่อวินาที) และขีด จำกัด การสูดดมที่ 105 Bq; สำหรับเฟอร์เมียม -257 ค่าคือ 105 Bq และ 4000 Bq ตามลำดับ
อ้างอิง
- Ghiorso, A. (2003). Einsteinium และ Fermium ข่าวเคมีและวิศวกรรม, 81 (36), 174-175. กู้คืนจาก pubs.acs.org
- บริแทนนิกา, E. (nd). เฟอร์เมียม. กู้คืนจาก britannica.com
- ราชสมาคมเคมี. (เอสเอฟ) เฟอร์เมียม. สืบค้นจาก rsc.org
- ThoughtCo (เอสเอฟ) ข้อเท็จจริง Fermium กู้คืนจาก thoughtco.com
- วิกิพีเดีย (เอสเอฟ) เฟอร์เมียม. สืบค้นจาก en.wikipedia.org