Fermio: storia, proprietà, isotopi
Il fermio è un elemento radioattivo prodotto artificialmente appartenente al 7° Periodo che ha numero atomico 100.
È un elemento transuranico con configurazione elettronica [Rn] 5f127s2 ed è quindi un attinide appartenente al blocco f.
Storia
Un team di scienziati guidato da Albert Ghiorso nel 1953, mentre studiava i detriti radioattivi prodotti dalla detonazione della prima bomba a idrogeno, scoprì questo elemento.
L’ isotopo scoperto, ha numero di massa 255 e un tempo di dimezzamento di circa 20 ore. L’esplosione termonucleare avvenne il 1 novembre 1952 su un atollo del Pacifico.
In questo esperimento fu utilizzata una bomba all’uranio-238 per fornire il calore necessario per innescare l’esplosione. L’uranio-238 esposto a un bombardamento di neutroni si trasformò in elementi con numero atomico da 93 a 100, e tra questi un isotopo dell’elemento con numero atomico 100 e numero di massa 255.
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In clima di Guerra Fredda si tenne segreta la scoperta fino al 1955.
Contemporaneamente un gruppo del Nobel Institute di Stoccolma aveva prodotto indipendentemente alcuni atomi di fermio bombardando l’uranio-238 con nuclei di ossigeno e ottenuto l’isotopo 250, che ha un tempo di dimezzamento di 30 minuti.
A questo elemento fu dato il nome di Fermio in onore del Premio Nobel per la fisica italiano Enrico Fermi pioniere della fisica nucleare.
Proprietà
La chimica del fermio è tipica degli attinidi con elevato numero di massa. Presenta prevalentemente il numero di ossidazione +3 e, in misura minore, il numero di ossidazione +2.
Non sono stati ottenuti composti puri del fermio che, tuttavia, precipita insieme a elementi delle terre rare con la stessa carica contenuti in una matrice.
Lo ione Fm3+ forma complessi con l’acqua con un numero di idratazione pari a 16.9. L’acquoione funge da acido di Lewis liberando ioni H3O+
Inoltre forma complessi con leganti come cloruro e nitrato più stabili rispetto a quelli formati dagli omologhi a minor numero atomico einsteinio e californio.
Gli attinidi presentano, in analogia con i lantanidi, il fenomeno della contrazione dei raggi atomici e ionici al crescere del numero atomico.
Lo ione Fm3+ ha quindi un raggio ionico minore rispetto a Cf3+ e Es3+e conseguentemente una carica nucleare effettiva maggiore e forma legami più forti con i leganti.
Lo ione Fm3+ può essere ridotto a Fm2+ in presenza di riducenti moderatamente forti come il cloruro di samario (II) SmCl2 .
Isotopi del fermio
È presente sotto molte forme isotopiche tra cui il più stabile 257Fm che ha il tempo di dimezzamento di 100.5 giorni. Vi sono poi 253Fm, 252Fm e 255Fm che sono tra gli isotopi più stabili
254Fm è ottenuto bombardando con neutroni 25399Es
10 n + 25399Es → 254100Fm
mentre 255100Fm dal decadimento α di 259102No
259102No → 255100Fm + 42He
Usi
A causa delle piccole quantità di fermio prodotte e di tutti i suoi isotopi che hanno un’emivita relativamente breve, attualmente non ci sono usi al di fuori della ricerca scientifica