Fermio: Estrutura, Propriedades, Usos e Riscos

O férnio é um elemento químico da tabela periódica, cujo símbolo é Fm e número atômico é 100. Descoberto em 1952, é um elemento radioativo e altamente instável. Neste artigo, discutiremos a estrutura, propriedades, usos e riscos associados ao férnio, fornecendo uma visão abrangente sobre esse elemento químico único e suas aplicações na ciência e na indústria.

Aplicações e usos do Fermio na indústria nuclear e na pesquisa científica.

O Fermio é um elemento químico da tabela periódica com símbolo Fm e número atômico 100. Ele é um elemento de transição interna e pertence à série dos actinídeos. O Fermio é um elemento sintético, o que significa que não é encontrado naturalmente na natureza e precisa ser produzido em laboratório.

Na indústria nuclear, o Fermio é utilizado principalmente como fonte de nêutrons para reatores nucleares e para a produção de elementos transurânicos. Devido à sua capacidade de capturar nêutrons, o Fermio é essencial para a geração de energia em reatores nucleares. Além disso, o Fermio é usado na produção de elementos superpesados em laboratórios de pesquisa nuclear.

Na pesquisa científica, o Fermio é empregado em estudos sobre a estrutura nuclear e propriedades dos elementos transurânicos. Sua alta radioatividade torna-o útil para investigações sobre a estabilidade de núcleos atômicos e para a realização de experimentos de física nuclear avançada.

Apesar de suas aplicações importantes, o Fermio apresenta riscos significativos devido à sua alta radioatividade. A exposição prolongada ao Fermio pode causar danos à saúde, como câncer e mutações genéticas. Por isso, é fundamental seguir protocolos de segurança rigorosos ao lidar com esse elemento em ambientes de laboratório e industriais.

Fermio: Estrutura, Propriedades, Usos e Riscos

O fermium é um elemento químico radioactivo é obtida de modo induzida transmutação, em que as reacções de tipo nuclear são capazes de alterar elemento artificialmente núcleo considerada estável e, assim, causar um isótopo de natureza radioactiva ou um elemento que não existe naturalmente.

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Esse elemento foi descoberto em 1952, durante o primeiro teste nuclear bem-sucedido “Ivi Mike”, realizado por um grupo de cientistas da Universidade da Califórnia sob a direção de Albert Ghiorso. O férmio foi descoberto como um produto da primeira explosão de uma bomba de hidrogênio no Oceano Pacífico.

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Anos depois, o férmio foi obtido sinteticamente em um reator nuclear, bombardeando o plutônio com nêutrons; e em um ciclotrão, bombardeando o urânio-238 com íons nitrogênio.

Atualmente, o férmio é produzido através de uma longa cadeia de reações nucleares, que envolve bombardear cada isótopo da cadeia com nêutrons e depois permitir que o isótopo resultante experimente um decaimento beta.

Estrutura quimica

O número atômico de férmio (Fm) é 100 e sua configuração eletrônica é [Rn] 5 f 12 7 s 2 . Além disso, ele está localizado no grupo de actinídeos que fazem parte do período 7 da tabela periódica e, como seu número atômico é maior que 92, é chamado de elemento transurânico.

Nesse sentido, o férmio é um elemento sintético e, portanto, não possui isótopos estáveis. Por esse motivo, não possui uma massa atômica padrão.

Da mesma forma, os átomos – que são isótopos um do outro – têm o mesmo número atômico, mas massa atômica diferente, considerando que existem 19 isótopos conhecidos do elemento, variando de massa atômica 242 a 260.

No entanto, o isótopo que pode ser produzido em grandes quantidades em base atômica é o Fm-257, com uma meia-vida de 100,5 dias. Esse isótopo também é o nuclídeo do maior número atômico e massa já isolado de qualquer reator ou material produzido por uma instalação termonuclear.

Embora o férmio-257 seja produzido em grandes quantidades, o férmio-255 está mais disponível regularmente e é usado com mais frequência em estudos químicos no nível do marcador.

Propriedades

As propriedades químicas do férmio foram estudadas apenas com quantidades mínimas, de modo que toda a informação química disponível obtida foi de experimentos realizados com traços do elemento. De fato, em muitos casos, esses estudos são realizados com apenas alguns átomos, ou mesmo um átomo de cada vez.

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De acordo com a Royal Society of Chemistry, o férmio tem um ponto de fusão de 1527 ° C (2781 ° F ou 1800 K), seu raio atômico é 2,45 Å, seu raio covalente é 1,67 Å e uma temperatura de 20 ° C está em estado sólido (metal radioativo).

Da mesma forma, muitas de suas propriedades como estado de oxidação, eletronegatividade, densidade, ponto de ebulição, entre outras, são desconhecidas.

Até agora, ninguém conseguiu produzir uma amostra suficientemente grande de férmio para poder vê-lo, embora a expectativa seja de que, como outros elementos semelhantes, seja um metal cinza-prateado.

Comportamento da solução

O férmio se comporta sob condições que não se reduzem fortemente em uma solução aquosa como esperado para um íon actinídeo trivalente.

Nas soluções concentradas de ácido clorídrico, ácido nítrico e tiocianato de amônio, o férmio forma complexos aniônicos com esses ligantes (molécula ou íon que se liga a um cátion metálico para formar um complexo), que pode ser absorvido e depois eluído. colunas de troca aniônica.

Sob condições normais, o férmio existe em solução como o íon Fm 3+ , que possui um índice de hidratação de 16,9 e uma constante de dissociação ácida de 1,6 × 10 -4 (pKa = 3,8); portanto, acredita-se que a ligação nos complexos dos actinídeos subsequentes seja principalmente de natureza iônica.

Da mesma forma, espera- se que o íon Fm 3+ seja menor que os íons An 3+ anteriores (íons plutônio, amerício ou cúrio), devido à maior carga nuclear efetiva de férmio; portanto, espera-se que o férmio forme ligações de metal-ligante mais curtas e mais fortes.

Por outro lado, o férmio (III) pode ser reduzido facilmente ao férmio (II); por exemplo, com cloreto de samário (II), com o qual o férmio (II) co-precipita.

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Potencial normal do eletrodo

Estima-se que o potencial do eletrodo seja de aproximadamente -1,15 V em relação ao eletrodo de hidrogênio padrão.

Além disso, o par Fm 2+ / Fm 0 tem um potencial de eletrodo de -2,37 (10) V, com base em medições polarográficas; isto é, voltametria.

Decaimento radioativo

Como todos os elementos artificiais, o férmio sofre decaimento radioativo causado principalmente pela instabilidade que os caracteriza.

Isso ocorre devido às combinações de prótons e nêutrons que não permitem manter o equilíbrio e mudam ou decaem espontaneamente até atingir uma forma mais estável, liberando certas partículas.

Esse decaimento radioativo ocorre através da fissão espontânea através de uma decomposição alfa (por ser um elemento pesado) no Californium-253.

Usos e riscos

A formação de férmio não ocorre naturalmente e não foi encontrada na crosta terrestre; portanto, não há razão para considerar seus efeitos ambientais.

Devido à pequena quantidade de férmio produzido e sua curta meia-vida, atualmente não há usos para isso fora da pesquisa científica básica.

Nesse sentido, como todos os elementos sintéticos, os isótopos de férmio são extremamente radioativos e são considerados altamente tóxicos.

Embora poucas pessoas entrem em contato com o férmio, a Comissão Internacional de Proteção Radiológica estabeleceu limites anuais de exposição para os dois isótopos mais estáveis.

Para o fermium-253, o limite de ingestão foi fixado em 107 becquerel (1 Bq é equivalente a uma decomposição por segundo) e o limite de inalação em 105 Bq; para fermium-257, os valores são 105 Bq e 4000 Bq, respectivamente.

Referências

  1. Ghiorso, A. (2003). Einsteinio e Férmio. Chemical & Engineering News, 81 (36), 174-175. Recuperado de pubs.acs.org
  2. Britannica, E. (sf). Fermium Recuperado de britannica.com
  3. Sociedade Real de Química. (sf). Fermium Obtido em rsc.org
  4. ThoughtCo. (sf). Fermium Facts Recuperado de thoughtco.com
  5. Wikipedia (sf). Fermium Obtido em en.wikipedia.org

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