Fermium: Estrutura, Propriedades, Usos e Riscos - Ciência - 2023

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o férmio é um elemento químico radioativo obtido por via induzida por transmutação nuclear, em que reações do tipo nuclear são capazes de alterar artificialmente o núcleo de um elemento considerado estável, dando origem a um isótopo de natureza radioativa ou um elemento isso não existe naturalmente.

Este 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 produto da explosão da primeira bomba de hidrogênio no Oceano Pacífico.

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

Atualmente o férmio é produzido por meio de uma longa cadeia de reações nucleares, que envolve o bombardeio de cada isótopo da cadeia com nêutrons e, em seguida, permite que o isótopo resultante sofra decaimento beta.

Estrutura química

O número atômico do férmio (Fm) é 100 e sua configuração eletrônica é [Rn] 5F¹² 7s². Além disso, está localizado no grupo dos actinídeos que fazem parte do período 7 da tabela periódica e, como seu número atômico é maior que 92, é denominado elemento transurânico.

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

Da mesma forma, os átomos -que são isótopos entre si- têm o mesmo número atômico, mas massa atômica diferente, visto que existem então 19 isótopos conhecidos do elemento, variando de massa atômica 242 a 260.

Porém, o isótopo que pode ser produzido em grandes quantidades em bases atômicas é o Fm-257, com meia-vida de 100,5 dias. Este isótopo é também o nuclídeo com o 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 se tornou mais disponível em uma base regular e é usado com mais frequência para estudos químicos em nível de traçador.

Propriedades

As propriedades químicas do férmio foram estudadas apenas com quantidades mínimas, de modo que todas as informações químicas disponíveis obtidas provêm de experimentos realizados com traços do elemento. Na verdade, em muitos casos, esses estudos são feitos com apenas alguns átomos, ou mesmo um átomo de cada vez.

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 no 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 o momento, ninguém conseguiu produzir uma amostra grande o suficiente de férmio para ser vista, embora a expectativa seja de que, como outros elementos semelhantes, seja um metal cinza prateado.

Comportamento em soluções

Fermium se comporta sob condições não fortemente redutoras em uma solução aquosa, como esperado para um íon actinídeo trivalente.

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

Em condições normais, o férmio existe em solução como o íon Fm³⁺, que tem um índice de hidratação de 16,9 e uma constante de dissociação de ácido de 1,6 × 10^-4 (pKa = 3,8); assim, acredita-se que a ligação nos complexos de actinídeos posteriores seja principalmente de caráter iônico.

Da mesma forma, o íon Fm³⁺ ser menor do que os ânions³⁺ (plutônio, amerício ou íons cúrio) precedentes, devido à maior carga nuclear efetiva do férmio; portanto, seria de se esperar que o férmio formasse ligações metal-ligante mais curtas e fortes.

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

Potencial normal do eletrodo

O potencial do eletrodo foi estimado em aproximadamente -1,15 V em relação ao eletrodo de hidrogênio padrão.

Além disso, o par Fm²⁺/ Fm⁰ tem um potencial de eletrodo de -2,37 (10) V, com base em medições polarográficas; quer dizer, da voltametria.

Decaimento radioativo

Como todos os elementos artificiais, o férmio sofre decadência radioativa causada principalmente pela instabilidade que o caracteriza.

Isso se deve às combinações de prótons e nêutrons que não permitem manter o equilíbrio e, espontaneamente, mudar ou decair até atingir uma forma mais estável, liberando certas partículas.

Este decaimento radioativo ocorre por meio de uma fissão espontânea por meio de uma decomposição alfa (sendo um elemento pesado) em califórnio-253.

Usos e riscos

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

Devido às pequenas quantidades de férmio produzidas e sua meia-vida curta, atualmente não há usos para ele fora da pesquisa científica básica.

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

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

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

Referências

Ghiorso, A. (2003). Einsteinium e Fermium. Chemical & Engineering News, 81 (36), 174-175. Recuperado de pubs.acs.org
Britannica, E. (s.f.). Fermium. Recuperado da britannica.com
Royal Society of Chemistry. (s.f.). Fermium. Obtido em rsc.org
ThoughtCo. (s.f.). Fatos do Fermium. Recuperado de Thoughtco.com
Wikipedia. (s.f.). Fermium. Obtido em en.wikipedia.org