Fermiyum

Fermiyum, ₁₀₀Fm

Fermiyum
Telaffuz	/ˈfɜːrmiəm/ ​(FUR-mee-əm)
Periyodik tablodaki Fermiyum
Er ↑ Fm ↓ (Upq) Aynştaynyum ← fermiyum → mendelevyum
Atom numarası (Z)	100
Grup	n/a
Period	periyot 7
Blok	f-blok
Element kategorisi	Aktinit
Elektron konfigürasyonu	[Rn] 5f12 7s2
Kabuk başına elektron	2, 8, 18, 32, 30, 8, 2
Fiziksel özellikler
STP de Faz	solid (tahmini)
Erime noktası	1800 K ​(1527 °C, ​2781 °F) (tahmini)
Yoğunluk (r.t. yakın)	9.7(1) g/cm3 (tahmini)
Atom özellikleri
Oksidasyon durumları	+2, +3
Elektronegatiflik	Pauling ölçeği: 1.3
İyonlaşma enerjisi	1.: 629 kJ/mol
Diğer özellikler
Kristal yapı	​yüz merkezli kübik (fcc) (tahmini)
CAS Numarası	7440-72-4
Tarihçe
Adlandırma	Enrico Fermi sonra
Keşfeden	Lawrence Berkeley National Laboratory (1952)
fermiyum ana izotopları
İzo­top Bol­luk Half-life (t1/2) Bozunma modu Boz­unma 252Fm syn 25.39 h SF – α 248Cf 253Fm syn 3 d ε 253Es α 249Cf 255Fm syn 20.07 h SF – α 251Cf 257Fm syn 100.5 d α 253Cf SF –

Fermiyum, sembolü Fm ve atom numarası 100 olan sentetik bir elementtir. Saf fermiyum metali henüz hazırlanmamasına rağmen, aktinit ve hafif elementlerin nötron bombardımanı ile oluşabilecek en ağır element ve dolayısıyla makroskopik miktarlarda hazırlanabilen son elementtir. ²⁵⁷Fm en uzun ömürlü ve 100.5 günlük yarı ömürle toplam 19 izotop bilinmektedir.

1952'de ilk hidrojen bombası patlamasının enkazında keşfedildi ve adını nükleer fiziğin öncülerinden Enrico Fermi'den aldı. Kimyası, +3 oksidasyon durumunun üstünlüğünün yanı sıra erişilebilir +2 oksidasyon durumuyla geç aktinidler için tipiktir. Az miktarda üretilen fermiyum ve nispeten kısa yarı ömürlere sahip olan tüm izotoplarından dolayı, şu anda temel bilimsel araştırma dışında kullanımı yoktur.

Keşifi

Fermium ilk olarak, bir hidrojen bombasının ilk başarılı testi olan 'Ivy Mike' nükleer testinin (1 Kasım 1952) serpintisinde keşfedildi. Patlamadan kaynaklanan enkazın ilk incelemesi, yeni bir plütonyum izotopu olan 244
94Pu
'nun üretildiğini göstermiştir: Bu, yalnızca altı nötronun bir uranyum-238 çekirdeği tarafından emilmesi ve ardından iki β− bozunumuyla oluşmuş olabilir. O zamanlar, nötronların ağır bir çekirdek tarafından emilmesinin nadir bir süreç olduğu düşünülüyordu, ancak 244
94Pu
'nun tanımlanması, uranyum çekirdekleri tarafından daha fazla nötronun emilip yeni elementlere yol açabileceği olasılığını artırdı.

Element 99 (Aynştaynyum), patlamadan bulutun içinden geçen filtre kağıtlarında (244
94Pu
'yu keşfetmek için kullanılan aynı örnekleme tekniği) hızla keşfedildi. Daha sonra Aralık 1952'de Albert Ghiorso ve Berkeley'deki California Üniversitesi'ndeki meslektaşları tarafından tanımlandı. Uranyum-238 çekirdeği tarafından 15 nötronun yakalanmasıyla yapılan izotop ²⁵³Es 'leri (yarılanma ömrü 20,5 gün) keşfettiler - daha sonra yedi ardışık beta bozunması geçirdi:

${\ce {^{238}_{92}U ->[+ 15 {\ce {n}}][7 \beta^-] ^{253}_{99}Es}}$

(1)

Bununla birlikte, bazı 238U atomları, başka miktarda nötron yakalayabilir (büyük olasılıkla, 16 veya 17).

Fermiyumun keşfi (Z = 100) daha fazla malzeme gerektirdi, çünkü verimin en azından 99. elementinkinden daha düşük olması bekleniyordu ve bu nedenle Enewetak atolünden (testin yapıldığı yer) kirlenmiş mercan işleme ve analiz için Berkeley, California'daki California Üniversitesi Radyasyon Laboratuvarı'na gönderilir. Testten yaklaşık iki ay sonra, yaklaşık bir günlük yarı ömre sahip yüksek enerjili α parçacıkları (7.1 MeV) yayan yeni bir bileşen izole edildi. Bu kadar kısa bir yarı ömürle, yalnızca bir aynştaynyum izotopunun β⁻ bozunmasından kaynaklanabilir ve bu nedenle yeni element 100'ün bir izotopu olması gerekirdi: hızla ²⁵⁵Fm (t = 20.07 (7) saat) olarak tanımlandı.

Yeni elementlerin keşfi ve nötron yakalama ile ilgili yeni veriler, ilk olarak Soğuk Savaş gerilimleri nedeniyle 1955 yılına kadar ABD ordusunun emriyle gizli tutuldu. Yine de Berkeley ekibi, plütonyum-239'un nötron bombardımanı yoluyla 99 ve 100 elementlerini sivil yollarla hazırlayabildi ve bu çalışmayı 1954'te elementler üzerinde yapılan ilk çalışmalar olmadığına dair feragatname ile yayınladı. "Ivy Mike" çalışmalarının gizliliği kaldırıldı ve 1955'te yayınlandı.

Berkeley ekibi, sınıflandırılmış araştırmalarını yayınlamadan önce başka bir grubun iyon bombardımanı teknikleri yoluyla element 100'ün daha hafif izotoplarını keşfedebileceğinden endişe ediyordu ve durum böyle oldu. Stockholm'deki Nobel Fizik Enstitüsü'ndeki bir grup, elementi bağımsız olarak keşfetti ve daha sonra 238
92U
'luk bir hedefi oksijen-16 iyonlarıyla bombardıman ederek ²⁵⁰Fm (t1 / 2 = 30 dakika) olduğu onaylanan bir izotop üretti ve çalışmalarını Mayıs 1954'te yayınladı. Bununla birlikte, Berkeley ekibinin önceliği genel olarak kabul edildi ve bununla birlikte, ilk yapay, kendi kendini idame ettiren nükleer reaktörün geliştiricisi, yakın zamanda ölen Enrico Fermi'nin onuruna yeni element isimlendirme ayrıcalığı da oldu.