페르뮴 : 구조, 특성, 용도 및 위험 - 화학

페르뮴은 핵 유형의 반응 인위적 핵심 요소로 간주 안정성을 변화시킬 수 있으며, 따라서 자연 방사성 동위 원소를 일으키거나하는 핵 변성에 의해 유도 방식에 의한 방사성 화학 소자이며 자연적으로 존재하지 않는 요소.

이 요소는 1952 년 Albert Ghiorso의 지시에 따라 캘리포니아 대학의 과학자 그룹이 수행 한 최초의 성공적인 핵 실험 "Ivi Mike"에서 발견되었습니다. 페르뮴은 태평양에서 첫 번째 수소 폭탄 폭발의 산물로 발견되었습니다.

몇 년 후, 페르뮴은 원자로에서 합성 적으로 얻어 져 중성자로 플루토늄을 폭격했습니다. 그리고 사이클로트론에서 우라늄 -238을 질소 이온으로 폭격합니다.

페르뮴은 현재 긴 사슬의 핵 반응을 통해 생산되는데, 사슬의 각 동위 원소를 중성자로 폭격 한 다음 결과 동위 원소가 베타 붕괴를 겪게합니다.

화학 구조

페르뮴 (Fm)의 원자 번호는 100이고 전자 구성은 5 f ¹² 7 s ² 입니다. 또한 주기율표 7주기의 일부인 악티늄 족 그룹 내에 위치하며 원자 번호가 92보다 크므로 초우 란 원소라고합니다.

이런 의미에서 페르뮴은 합성 원소이므로 안정한 동위 원소가 없습니다. 이러한 이유로 표준 원자 질량이 없습니다.

마찬가지로 서로의 동위 원소 인 원자는 원자 질량이 242에서 260에 이르는 19 개의 알려진 동위 원소가 있다는 점을 고려할 때 원자 번호는 같지만 원자 질량은 다릅니다.

그러나 원자 단위로 대량 생산할 수있는 동위 원소는 반감기가 100.5 일인 Fm-257입니다. 이 동위 원소는 열핵 시설에서 생산 된 원자로 나 물질에서 분리 된 가장 높은 질량과 원자 번호를 가진 핵 종이기도합니다.

fermium-257은 더 많은 양으로 생산되지만 fermium-255는 정기적으로 더 많이 사용 가능 해지고 추적자 수준의 화학 연구에 더 자주 사용됩니다.

페르뮴의 화학적 특성은 최소한의 양으로 만 연구되었으므로 얻은 모든 사용 가능한 화학적 정보는 미량 원소로 수행 한 실험에서 얻은 것입니다. 사실, 많은 경우에 이러한 연구는 단 몇 개의 원자 또는 한 번에 하나의 원자로 수행됩니다.

Royal Society of Chemistry에 따르면 페르뮴의 융점은 1527 ° C (2781 ° F 또는 1800K), 원자 반경은 2.45Å, 공유 반경은 1.67Å, 20 ° C의 온도는 고체 상태입니다 (방사성 금속).

마찬가지로 산화 상태, 전기 음성도, 밀도, 끓는점 등과 같은 대부분의 특성은 알려져 있지 않습니다.

지금까지 아무도 볼 수있는 충분한 양의 페르뮴 샘플을 생산하지 못했지만, 다른 유사한 원소와 마찬가지로 은회색 금속이라는 기대가 있습니다.

페르뮴은 3가 악티 나이드 이온에 대해 예상대로 수용액에서 강하지 않은 환원 조건에서 작동합니다.

농축 염산, 질산 및 암모늄 티오 시아 네이트 용액에서 페르뮴은 이러한 리간드 (금속 양이온에 결합하여 복합체를 형성하는 분자 또는 이온)와 음이온 복합체를 형성하며, 이는 흡착 된 다음 음이온 교환 컬럼.

정상적인 조건에서 페르뮴은 Fm ³⁺ 이온으로 용액에 존재하며 , 수화 지수는 16.9이고 산 해리 상수는 1.6 x 10 ^-4입니다 (pKa = 3.8). 따라서 후방 악티 나이드 복합체의 결합은 특성상 주로 이온 성으로 여겨진다.

유사하게, Fm ³⁺ 이온은 페르뮴의 더 높은 유효 핵 전하로 인해 이전 의 An ³⁺ 이온 (플루토늄, 아메리슘 또는 큐륨 이온) 보다 더 작을 것으로 예상됩니다 . 따라서 페르뮴은 더 짧고 강한 금속-리간드 결합을 형성 할 것으로 예상됩니다.

반면에 페르뮴 (III)은 아주 쉽게 페르뮴 (II)으로 환원 될 수 있습니다. 예를 들어, 염화 사마륨 (II)과 함께 페르뮴 (II)이 공동 침전됩니다.

전극 전위는 표준 수소 전극에 비해 약 -1.15V로 추정되었습니다.

마찬가지로, Fm ²⁺ / Fm ⁰ 쌍 은 폴라로 그래픽 측정을 기준으로 -2.37 (10) V의 전극 전위를가집니다. 즉, 전압 전류 법입니다.

모든 인공 요소와 마찬가지로 페르뮴은 주로 그것을 특징 짓는 불안정성으로 인해 방사성 붕괴를 겪습니다.

이것은 평형을 유지하지 못하고 더 안정된 형태에 도달 할 때까지 자발적으로 변화하거나 붕괴하여 특정 입자를 방출하는 양성자와 중성자의 조합 때문입니다.

이 방사능 붕괴는 californium-253에서 알파 분해 (중원 소)를 통한 자발적 핵분열을 통해 발생합니다.

페르뮴 형성은 자연적으로 발생하지 않으며 지각에서 발견되지 않았으므로 환경 영향을 고려할 이유가 없습니다.

소량의 페르뮴이 생산되고 반감기가 짧기 때문에 현재 기초 과학 연구 외에는 사용되지 않습니다.

이러한 의미에서 모든 합성 원소와 마찬가지로 페르뮴 동위 원소는 극도로 방사성이며 독성이 높은 것으로 간주됩니다.

페르뮴과 접촉하는 사람은 거의 없지만 국제 방사선 방호위원회는 가장 안정적인 두 동위 원소에 대한 연간 노출 한도를 설정했습니다.

fermium-253의 경우 섭취 한도는 107 베크렐 (1 Bq는 초당 1 회 분해에 해당)으로 설정되었으며 흡입 한도는 105 Bq로 설정되었습니다. fermium-257의 경우 값은 각각 105 Bq 및 4000 Bq입니다.

Ghiorso, A. (2003). 아인 슈타이 늄과 페르뮴. 화학 및 엔지니어링 뉴스, 81 (36), 174-175. pubs.acs.org에서 복구
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