„Fermium“ – Versionsunterschied
| [gesichtete Version] | [gesichtete Version] |
Inhalt gelöscht Inhalt hinzugefügt
Xqbot (Diskussion | Beiträge) K Bot: Korrigiere problematische HTML-Tags der Kategorie:Wikipedia:Seite mit problematischem HTML-Tag; kosmetische Änderungen |
Keine Bearbeitungszusammenfassung |
||
| (42 dazwischenliegende Versionen von 30 Benutzern werden nicht angezeigt) | |||
Zeile 8:
| Periode = 7
| Block = f
| Hauptquelle = <ref>Die Werte der atomaren und physikalischen Eigenschaften (Infobox) sind, wenn nicht anders angegeben, entnommen aus: Robert J. Silva: [http://radchem.nevada.edu/classes/rdch710/files/Fm%20to%20Lr.pdf ''Fermium, Mendelevium, Nobelium, and Lawrencium''], in: Lester R. Morss, Norman M. Edelstein, Jean Fuger (Hrsg.): ''The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements'', Springer, Dordrecht 2006; ISBN 1-4020-3555-1, S. 1621–1651.</ref>▼
<!--- Allgemein --->
▲| Hauptquelle = <ref>Die Werte der atomaren und physikalischen Eigenschaften (Infobox) sind, wenn nicht anders angegeben, entnommen aus: Robert J. Silva:
| Aussehen =
| CAS = {{CASRN|7440-72-4}}
| EG-Nummer =
| ECHA-ID =
<!--- Atomar --->
| Atommasse = 257,0951
| Atomradius = –
| AtomradiusBerechnet = divalent: 198
| KovalenterRadius =
| VanDerWaalsRadius =
| Elektronenkonfiguration = [[[Radon|Rn]]] 5[[F-Orbital|f]]<sup>12</sup> 7[[S-Orbital|s]]<sup>2</sup>
| Austrittsarbeit =
| Ionisierungsenergie_1 = {{ZahlExp|6,50|suffix=(7)|post=[[Elektronenvolt|eV]]<ref name="NIST-ASD-fermium">{{NIST-ASD|fermium|Abruf=2020-06-13}}</ref>}} ≈ {{ZahlExp|627|post=[[Joule|kJ]]/[[mol]]<ref name="Webelements-fermium">{{Webelements|fermium|atoms|Abruf=2020-06-13}}</ref>}}
| Ionisierungsenergie_2 = {{ZahlExp|12,4|suffix=(4)|post=eV<ref name="NIST-ASD-fermium" />}} ≈ {{ZahlExp|1200|post=kJ/mol<ref name="Webelements-fermium" />}}
| Ionisierungsenergie_3 = {{ZahlExp|23,2|suffix=(4)|post=eV<ref name="NIST-ASD-fermium" />}} ≈ {{ZahlExp|2240|post=kJ/mol<ref name="Webelements-fermium" />}}
| Ionisierungsenergie_4 = {{ZahlExp|39,3|suffix=(4)|post=eV<ref name="NIST-ASD-fermium" />}} ≈ {{ZahlExp|3790|post=kJ/mol<ref name="Webelements-fermium" />}}
| Ionisierungsenergie_5 = {{ZahlExp|55,0|suffix=(1,9)|post=eV<ref name="NIST-ASD-fermium" />}} ≈ {{ZahlExp|5310|post=kJ/mol<ref name="Webelements-fermium" />}}
<!--- Physikalisch --->
| Aggregatzustand = fest
| Modifikationen =
| Kristallstruktur =
| Dichte =
| RefTempDichte_K =
| Mohshärte =
| Magnetismus =
| Schmelzpunkt_K = (berechnet) 1125
| Schmelzpunkt_C = ca. 852
| Siedepunkt_K =
| Siedepunkt_C =
| MolaresVolumen =
| Verdampfungswärme =
| Schmelzwärme =
| Dampfdruck =
| RefTempDampfdruck_K =
| Schallgeschwindigkeit =
| RefTempSchallgeschwindigkeit_K =
| SpezifischeWärmekapazität =
| RefTempSpezifischeWärmekapazität_K =
| ElektrischeLeitfähigkeit =
| RefTempElektrischeLeitfähigkeit_K =
| Wärmeleitfähigkeit =
| RefTempWärmeleitfähigkeit_K =
<!--- Chemisch --->
| Oxidationszustände = +2, +3
| Normalpotential = −1,96
| Elektronegativität = ▼
▲| Normalpotential = −1,96 [[Volt|V]]<br />(Fm<sup>3+</sup> + 3 e<sup>−</sup> → Fm)<br />−2,37 [[Volt|V]]<br />(Fm<sup>2+</sup> + 2 e<sup>−</sup> → Fm)
▲| Elektronegativität =
| Quelle GHS-Kz = NV
| GHS-Piktogramme = {{GHS-Piktogramme|/}}
Zeile 68 ⟶ 63:
| P = {{P-Sätze|/}}
| Quelle P =
| Radioaktiv = Ja
<!--- Isotope --->
| Isotope =
{{Infobox Chemisches Element/Isotop
| AnzahlZerfallstypen = 2
Zeile 80 ⟶ 71:
| Massenzahl = 250
| NH = 0
| Halbwertszeit =
| Zerfallstyp1ZM = [[Alphastrahlung|α]] (> 90 %)
| Zerfallstyp1ZE =
Zeile 93 ⟶ 84:
| Massenzahl = 251
| NH = 0
| Halbwertszeit =
| Zerfallstyp1ZM = [[Elektronen-Einfang|ε]] (98,20 %)
| Zerfallstyp1ZE = 1,474
Zeile 106 ⟶ 97:
| Massenzahl = 252
| NH = 0
| Halbwertszeit =
| Zerfallstyp1ZM = [[Alphastrahlung|α]] (≈ 100 %)
| Zerfallstyp1ZE = 7,153
Zeile 119 ⟶ 110:
| Massenzahl = 253
| NH = 0
| Halbwertszeit =
| Zerfallstyp1ZM = [[Elektronen-Einfang|ε]] (88 %)
| Zerfallstyp1ZE = 0,333
Zeile 132 ⟶ 123:
| Massenzahl = 254
| NH = 0
| Halbwertszeit =
| Zerfallstyp1ZM = [[Alphastrahlung|α]] (≈ 100 %)
| Zerfallstyp1ZE = 7,037
Zeile 145 ⟶ 136:
| Massenzahl = 255
| NH = 0
| Halbwertszeit =
| Zerfallstyp1ZM = [[Alphastrahlung|α]] (100 %)
| Zerfallstyp1ZE = 7,451
Zeile 158 ⟶ 149:
| Massenzahl = 256
| NH = 0
| Halbwertszeit =
| Zerfallstyp1ZM = [[Spontane Spaltung|SF]] (91,9 %)
| Zerfallstyp1ZE = ?
Zeile 171 ⟶ 162:
| Massenzahl = 257
| NH = 0
| Halbwertszeit =
| Zerfallstyp1ZM = [[Alphastrahlung|α]] (≈ 100 %)
| Zerfallstyp1ZE = 6,864
Zeile 184 ⟶ 175:
| Massenzahl = 258
| NH = 0
| Halbwertszeit = 0,37
| Zerfallstyp1ZM = [[Spontane Spaltung|SF]] (≈ 100 %)
| Zerfallstyp1ZE = ?
Zeile 194 ⟶ 185:
| Massenzahl = 259
| NH = 0
| Halbwertszeit = 1,5 [[Sekunde|s]]
| Zerfallstyp1ZM = [[Spontane Spaltung|SF]] (100 %)
| Zerfallstyp1ZE = ?
| Zerfallstyp1ZP = ?
}}
| NMREigenschaften =
<!
{{Infobox Chemisches Element/NMR
| Symbol = Fm
| Massenzahl_1 =
| Kernspin_1 =
| Gamma_1 =
| Empfindlichkeit_1 =
| Larmorfrequenz_1 =
}}
}}
'''Fermium''' ist ein ausschließlich künstlich erzeugtes [[chemisches Element]] mit dem [[Elementsymbol]] Fm und der [[Ordnungszahl]] 100. Im [[Periodensystem]] steht es in der Gruppe der [[Actinoide]] ([[Periode-7-Element|7. Periode]], [[f-Block]]) und zählt auch zu den [[Transurane]]n. Fermium ist ein radioaktives [[Metall]],
== Geschichte ==
[[Datei:Ivy Mike - mushroom cloud.jpg|
[[Datei:Elutionskurven Fm Es Cf Bk Cm Am.png|
[[Datei:Enrico Fermi 1943-49.jpg|
Fermium wurde zusammen mit [[Einsteinium]] nach dem Test der ersten amerikanischen Wasserstoffbombe, [[Ivy Mike]], am 1. November 1952 auf dem [[Eniwetok|Eniwetok-Atoll]] gefunden. Erste Proben erhielt man auf Filterpapieren, die man beim Durchfliegen durch die Explosionswolke mitführte. Größere Mengen isolierte man später aus Korallen. Aus Gründen der militärischen Geheimhaltung wurden die Ergebnisse zunächst nicht publiziert.<ref name="Entdeckung"/>▼
▲Fermium wurde zusammen mit [[Einsteinium]] nach dem Test der ersten amerikanischen Wasserstoffbombe, [[Ivy Mike]], am 1. November 1952 auf dem [[Eniwetok|Eniwetok-Atoll]] gefunden. Erste Proben erhielt man auf Filterpapieren, die man beim Durchfliegen durch die Explosionswolke mitführte. Größere Mengen isolierte man später aus Korallen. Aus Gründen der militärischen Geheimhaltung wurden die Ergebnisse zunächst nicht publiziert.<ref name="Entdeckung" />
Eine erste Untersuchung der Explosionsüberreste hatte die Entstehung eines neuen [[Plutonium]]<nowiki />isotops <sup>244</sup>Pu aufgezeigt, dies konnte nur durch die Aufnahme von sechs [[Neutron]]en durch einen [[Uran]]-238-Kern und zwei folgende [[Beta-Zerfall|β-Zerfälle]] entstanden sein.▼
▲Eine erste Untersuchung der Explosionsüberreste hatte die Entstehung eines neuen [[Plutonium]]
:<math>\mathrm{^{238}_{\ 92}U\ \xrightarrow [-2\ \beta^-]{+\ 6\ (n,\gamma)} \ ^{244}_{\ 94}Pu}</math>▼
▲:<math>\mathrm{^{238}_{\ 92}U\ \xrightarrow [-2\ \beta^-]{+
Zu der Zeit nahm man an, dass die Absorption von Neutronen durch einen schweren Kern ein seltener Vorgang wäre. Die Identifizierung von <sup>244</sup>Pu ließ jedoch den Schluss zu, dass Urankerne viele Neutronen einfangen können, was zu neuen Elementen führt.<ref name="Entdeckung"/>▼
▲Zu der Zeit nahm man an, dass die Absorption von Neutronen durch einen schweren Kern ein seltener Vorgang
Die Bildung gelang durch fortgesetzten [[Neutroneneinfang]]: Im Moment der Detonation war die [[Neutronenflussdichte]] so hoch, dass die meisten der zwischenzeitlich gebildeten – radioaktiven – Atomkerne bis zum jeweils nächsten Neutroneneinfang noch nicht zerfallen waren. Bei sehr hohem Neutronenfluss steigt also die [[Massenzahl]] stark an, ohne dass sich die Ordnungszahl ändert. Erst anschließend zerfallen die entstandenen instabilen [[Nuklid]]e über viele β-Zerfälle zu stabilen oder instabilen Nukliden mit hoher Ordnungszahl:▼
▲Die Bildung gelang durch fortgesetzten [[Neutroneneinfang]]: Im Moment der Detonation war die [[Neutronenflussdichte]] so hoch, dass die meisten der zwischenzeitlich gebildeten – radioaktiven – Atomkerne bis zum jeweils nächsten Neutroneneinfang noch nicht zerfallen waren. Bei sehr hohem Neutronenfluss steigt also die [[Massenzahl]] stark an, ohne dass sich die [[Ordnungszahl]] ändert. Erst anschließend zerfallen die entstandenen instabilen [[Nuklid]]e über viele β-Zerfälle zu stabilen oder instabilen Nukliden mit hoher Ordnungszahl:
:<math>\mathrm{^{238}_{\ 92}U\ \xrightarrow [-8\ \beta^-]{+\ 15,\ 16,\ 17\ (n,\gamma)} \ ^{253,\ 254,\ 255}_{\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ 100}Fm}</math>▼
▲:<math>\mathrm{^{238}_{\ 92}U\ \xrightarrow [-8\ \beta^-]{+
Die Entdeckung von Fermium (''Z'' = 100) erforderte mehr Material, da man davon ausging, dass die Ausbeute mindestens eine [[Größenordnung]] niedriger als die von Element 99 sein würde. Daher wurden kontaminierte Korallen aus dem Eniwetok-Atoll (wo der Test stattgefunden hatte) zum [[University of California Radiation Laboratory]] in Berkeley, Kalifornien, zur Verarbeitung und Analyse gebracht. Die Trennung der gelösten Actinoid-Ionen erfolgte in Gegenwart eines [[Citronensäure]]/[[Ammoniumcitrat]]-Puffers im schwach sauren Medium ([[PH-Wert|pH]] ≈ 3,5) mit [[Ionenaustauscher]]n bei erhöhter Temperatur. Etwa zwei Monate später wurde eine neue Komponente isoliert, ein hochenergetischer [[Alpha-Zerfall|α-Strahler]] (7,1 MeV) mit einer Halbwertszeit von etwa einem Tag. Mit einer derart kurzen Halbwertszeit konnte es nur aus dem β-Zerfall eines Einsteiniumisotops entstehen, und so musste ein Isotop des Elements 100 das neue sein: Es wurde schnell als <sup>255</sup>Fm identifiziert (t<sub>½</sub> = 20,07 Stunden).<ref name="Entdeckung"/>▼
▲Die Entdeckung von Fermium (''Z'' = 100) erforderte mehr Material, da man davon ausging, dass die Ausbeute mindestens eine [[Größenordnung]] niedriger als die von Element 99 sein würde. Daher wurden kontaminierte Korallen aus dem Eniwetok-Atoll (wo der Test stattgefunden hatte) zum [[University of California Radiation Laboratory]] in Berkeley, Kalifornien, zur Verarbeitung und Analyse gebracht. Die Trennung der gelösten Actinoid-Ionen erfolgte in Gegenwart eines [[Citronensäure]]/[[Ammoniumcitrat]]-Puffers im schwach sauren Medium ([[PH-Wert|pH]] ≈ 3,5) mit [[Ionenaustauscher]]n bei erhöhter Temperatur. Etwa zwei Monate später wurde eine neue Komponente isoliert, ein hochenergetischer [[Alpha-Zerfall|α-Strahler]] (7,1 MeV) mit einer Halbwertszeit von etwa einem Tag. Mit einer derart kurzen Halbwertszeit konnte es nur aus dem β-Zerfall eines Einsteiniumisotops entstehen, und so musste ein Isotop des Elements 100 das neue sein: Es wurde schnell als <sup>255</sup>Fm identifiziert (t<sub>½</sub> = 20,07 Stunden).<ref name="Entdeckung" />
Im September 1953 war noch nicht abzusehen, wann die Ergebnisse der Teams in [[Lawrence Berkeley National Laboratory|Berkeley]], [[Argonne National Laboratory|Argonne]] und [[Los Alamos National Laboratory|Los Alamos]] veröffentlicht werden könnten. Man entschied sich dazu, die neuen Elemente durch Beschussexperimente herzustellen; gleichzeitig versicherte man sich, dass diese Ergebnisse nicht unter Geheimhaltung fallen würden und somit veröffentlicht werden konnten.<ref name="Entdeckung"/> Einsteiniumisotope wurden kurz danach am ''University of California Radiation Laboratory'' durch Beschuss von Uran (<sup>238</sup>U) mit Stickstoff (<sup>14</sup>N) hergestellt. Dabei merkte man an, dass es Forschungen zu diesem Element gebe, die bislang noch unter Geheimhaltung stehen.<ref>[[Albert Ghiorso]], G. Bernard Rossi, Bernard G. Harvey, Stanley G. Thompson: ''Reactions of U<sup>238</sup> with Cyclotron-Produced Nitrogen Ions'', in: ''[[Physical Review]]'', '''1954''', ''93'' (1), S. 257–257 ({{DOI|10.1103/PhysRev.93.257}}).</ref><ref name="Entdeckung"/> Isotope der beiden neu entdeckten Elemente wurden durch Bestrahlung des Plutoniumisotops <sup>239</sup>Pu erzeugt, die Ergebnisse wurden in fünf kurz aufeinander folgenden Publikationen veröffentlicht.<ref>S. G. Thompson, A. Ghiorso, B. G. Harvey, G. R. Choppin: ''Transcurium Isotopes Produced in the Neutron Irradiation of Plutonium'', in: ''[[Physical Review]]'', '''1954''', ''93'' (4), S. 908–908 ({{DOI|10.1103/PhysRev.93.908}}).</ref><ref>B. G. Harvey, S. G. Thompson, A. Ghiorso, G. R. Choppin: ''Further Production of Transcurium Nuclides by Neutron Irradiation'', in: ''[[Physical Review]]'', '''1954''', ''93'' (5), S. 1129–1129 ({{DOI|10.1103/PhysRev.93.1129}}).</ref><ref>M. H. Studier, P. R. Fields, H. Diamond, J. F. Mech, A. M. Friedman, P. A. Sellers, G. Pyle, C. M. Stevens, L. B. Magnusson, J. R. Huizenga: ''Elements 99 and 100 from Pile-Irradiated Plutonium'', in: ''[[Physical Review]]'', '''1954''', ''93'' (6), S. 1428–1428 ({{DOI|10.1103/PhysRev.93.1428}}).</ref><ref>P. R. Fields, M. H. Studier, J. F. Mech, H. Diamond, A. M. Friedman, L. B. Magnusson, J. R. Huizenga: ''Additional Properties of Isotopes of Elements 99 and 100'', in: ''[[Physical Review]]'', '''1954''', ''94'' (1), S. 209–210 ({{DOI|10.1103/PhysRev.94.209}}).</ref><ref>G. R. Choppin, S. G. Thompson, A. Ghiorso, B. G. Harvey: ''Nuclear Properties of Some Isotopes of Californium, Elements 99 and 100'', in: ''[[Physical Review]]'', '''1954''', ''94'' (4), S. 1080–1081 ({{DOI|10.1103/PhysRev.94.1080}}).</ref> Die letzten Reaktionen ausgehend von [[Californium]] sind:▼
▲Im September 1953 war noch nicht abzusehen, wann die Ergebnisse der Teams in [[Lawrence Berkeley National Laboratory|Berkeley]], [[Argonne National Laboratory|Argonne]] und [[Los Alamos National Laboratory|Los Alamos]] veröffentlicht werden könnten. Man entschied sich dazu, die neuen Elemente durch Beschussexperimente herzustellen; gleichzeitig versicherte man sich, dass diese Ergebnisse nicht unter Geheimhaltung fallen würden und somit veröffentlicht werden konnten.<ref name="Entdeckung" /> Einsteiniumisotope wurden kurz danach am ''University of California Radiation Laboratory'' durch Beschuss von Uran (<sup>238</sup>U) mit Stickstoff (<sup>14</sup>N) hergestellt. Dabei merkte man an, dass es Forschungen zu diesem Element
:<math>\mathrm{^{252}_{\ 98}Cf\ \xrightarrow {(n,\gamma)} \ ^{253}_{\ 98}Cf\ \xrightarrow [17,81 \ d]{\beta^-} \ ^{253}_{\ 99}Es\ \xrightarrow {(n,\gamma)} \ ^{254}_{\ 99}Es\ \xrightarrow []{\beta^-} \ ^{254}_{100}Fm}</math>
Das Team in Berkeley war zudem besorgt, dass eine andere Forschergruppe die leichteren Isotope des Elements 100 durch Ionenbeschuss entdecken und veröffentlichen könnte, bevor sie ihre unter Geheimhaltung stehende Forschung hätten veröffentlichen können.<ref name="Entdeckung" /> Denn im ausgehenden Jahr 1953 sowie zu Anfang des Jahres 1954 beschoss eine Arbeitsgruppe des Nobel-Instituts für Physik in [[Stockholm]] Urankerne mit Sauerstoffkernen; es bildete sich das Isotop mit der Massenzahl 250 des Elements 100 (<sup>250</sup>Fm).<ref>Hugo Atterling, Wilhelm Forsling, Lennart W. Holm, Lars Melander, Björn Åström: ''Element 100 Produced by Means of Cyclotron-Accelerated Oxygen Ions'', in: ''[[Physical Review]]'', '''1954''', ''95'' (2), S. 585–586 (
:<math>\mathrm{^{238}_{\ 92}U\ +\ ^{16}_{\ 8}O\ \longrightarrow \ ^{250}_{100}Fm\ +\ 4\ ^{1}_{0}n}</math> <math>\mathrm{(^{250}_{100}Fm\ \longrightarrow \ ^{246}_{\ 98}Cf\ +\ ^{4}_{2}He)}</math>
Das Team in Berkeley veröffentlichte schon einige Ergebnisse der chemischen Eigenschaften beider Elemente.<ref name="Properties_1">[[G. T. Seaborg]], S. G. Thompson, B. G. Harvey, G. R. Choppin: ''Chemical Properties of Elements 99 and 100''; [http://www.osti.gov/scitech/biblio/4405197 Abstract]; [http://www.osti.gov/scitech/servlets/purl/4405197/4405197.pdf Maschinoskript (23. Juli 1954), Radiation Laboratory, University of California, Berkeley, UCRL-2591 (Rev.)] (PDF; 1,5 MB).</ref><ref name="Properties_2">S. G. Thompson, B. G. Harvey, G. R. Choppin, G. T. Seaborg: ''Chemical Properties of Elements 99 and 100'', in: ''[[J. Am. Chem. Soc.]]'', '''1954''', ''76'' (24), S. 6229–6236 (
Letztlich war die Priorität des Berkeley-Teams allgemein anerkannt, da ihre fünf Publikationen der schwedischen Publikation vorausgingen
== Isotope ==
Sämtliche bisher bekannten 19 Nuklide und 3 [[Kernisomer]]e sind radioaktiv und instabil.<ref name="knk">G. Pfennig, H. Klewe-Nebenius, W. Seelmann-Eggebert (Hrsg.): ''Karlsruher [[Nuklidkarte]]'', 7. Aufl., 2006.</ref> Die bekannten Massenzahlen reichen von 242 bis 260. Die mit Abstand längste Halbwertszeit hat das Isotop <sup>257</sup>Fm mit 100,5 Tagen, so dass es auf der Erde keine natürlichen Vorkommen mehr geben kann. <sup>253</sup>Fm hat eine Halbwertszeit von 3 Tagen, <sup>251</sup>Fm von 5,3 h, <sup>252</sup>Fm von 25,4 h, <sup>254</sup>Fm von 3,2 h, <sup>255</sup>Fm von 20,1 h und <sup>256</sup>Fm von 2,6 h. Alle übrigen haben Halbwertszeiten von 30 Minuten bis unterhalb einer Millisekunde.<ref name="nubase">G. Audi, O. Bersillon, J. Blachot, A. H. Wapstra:
Nimmt man den Zerfall des langlebigsten Isotops <sup>257</sup>Fm heraus, so entsteht durch α-Zerfall zunächst das <sup>253</sup>Cf, das seinerseits durch β-Zerfall in <sup>253</sup>Es übergeht. Der weitere Zerfall führt dann über <sup>249</sup>Bk, <sup>249</sup>Cf, <sup>245</sup>Cm, <sup>243</sup>Am, <sup>241</sup>Pu, <sup>241</sup>Am zum <sup>237</sup>Np, dem Beginn der [[Neptunium-Reihe]] (4 n + 1).
:<math>\mathrm{^{257}_{100}Fm\ \xrightarrow[100,5 \ d]{\alpha} \ ^{253}_{\ 98}Cf\ \xrightarrow[17,81 \ d]{\beta^-} \ ^{253}_{\ 99}Es\ \xrightarrow [20,47 \ d]{\alpha} \ ^{249}_{\ 97}Bk
:<small>Die angegebenen Zeiten sind Halbwertszeiten.</small>
:[[Datei:Fermium-257 Zerfall bis zur Neptunium-Reihe.gif|
{{
== Fermiumbarriere ==
Als ''Fermiumbarriere'' bezeichnet man den Umstand, dass die Fermiumisotope <sup>258</sup>Fm, <sup>259</sup>Fm und <sup>260</sup>Fm zum Teil schon nach Bruchteilen von Sekunden durch [[Spontane Spaltung|Spontanspaltung]] zerfallen (t<sub>½</sub> = 370 [[Mikrosekunde|µs]], 1,5 s bzw. 4 ms). <sup>257</sup>Fm ist ein α-Strahler und zerfällt zu <sup>253</sup>Cf. Zudem zeigt keines der bislang bekannten Fermiumisotope β-Zerfälle, was die Bildung von [[Mendelevium]] durch Zerfall aus Fermium verhindert.<ref name="nubase" /> Diese Tatsachen vereiteln praktisch jede Bemühung, mit Hilfe von Neutronenstrahlung, zum Beispiel mit Hilfe eines Kernreaktors, Elemente mit Ordnungszahlen über 100 bzw. Massenzahlen größer als 257 zu erzeugen. Fermium ist somit das letzte Element, das durch Neutroneneinfang hergestellt werden kann.<ref name="Silva" /> Jeder Versuch, weitere Neutronen zu einem Fermium-Kern hinzuzufügen, führt zu einer Spontanspaltung.
== Gewinnung ==
Fermium wird durch Beschuss von leichteren Actinoiden mit Neutronen in einem Kernreaktor erzeugt. Die Hauptquelle ist der 85 [[Megawatt|MW]] High-Flux-Isotope Reactor am [[Oak Ridge National Laboratory]] in Tennessee, USA, der auf die Herstellung von Transcuriumelementen (Z > 96) eingerichtet ist.<ref>[http://neutrons.ornl.gov/facilities/HFIR/ ''High Flux Isotope Reactor''], Oak Ridge National Laboratory; abgerufen am 23. September 2010.</ref>
In Oak Ridge sind größere Mengen an [[Curium]] bestrahlt worden, um [[Dezigramm]]-Mengen an [[Californium]], Milligramm-Mengen an [[Berkelium]] und Einsteinium sowie [[Pikogramm]]-Mengen an Fermium zu erzeugen.<ref name="TEVA">C. E. Porter, F. D. Riley, Jr., R. D. Vandergrift, L. K. Felker: ''Fermium Purification Using Teva™ Resin Extraction Chromatography'', in: ''[[Sep. Sci. Technol.]]'', '''1997''', ''32'' (1–4), S. 83–92 (
Nach der Bestrahlung muss Fermium von den anderen Actinoiden und den Lanthanoid-Spaltprodukten getrennt werden. Dies wird üblicherweise durch [[Ionenaustausch]]chromatographie erreicht, das Standardverfahren läuft mit Kationenaustauschern wie Dowex 50 oder T<small>EVA</small>, man eluiert mit einer Lösung von [[Ammonium-α-hydroxyisobuttersäuremethylester]].<ref name="TEVA" /><ref>G. R. Choppin, B. G. Harvey, S. G. Thompson: ''A new eluant for the separation of the actinide elements'', in: ''[[J. Inorg. Nucl. Chem.]]'', '''1956''', ''2'' (1), S. 66–68 (
Obwohl das stabilste Isotop des Fermiums das <sup>257</sup>Fm mit einer Halbwertszeit von 100,5 Tagen ist, basieren die meisten Studien auf <sup>255</sup>Fm (t<sub>½</sub> = 20,07 Stunden). Dieses Isotop kann leicht isoliert werden, es ist ein Zerfallsprodukt des <sup>255</sup>Es (t<sub>½</sub> = 39,8 Tage).<ref name="Silva" />
Geringe Mengen an Einsteinium und Fermium wurden aus [[Plutonium]] isoliert und abgetrennt, welches mit Neutronen bestrahlt wurde. Vier Einsteiniumisotope wurden gefunden (mit Angabe der damals gemessenen Halbwertszeiten): <sup>253</sup>Es (α-Strahler mit t<sub>½</sub> = 20,03 Tage, sowie mit einer Spontanspaltungs-Halbwertszeit von
Durch Beschuss von Uran mit fünffach ionisierten Stickstoff- und sechsfach ionisierten Sauerstoffatomen wurden gleichfalls Einsteinium- und Fermiumisotope erzeugt.<ref>L. I. Guseva, K. V. Filippova, Yu. B. Gerlit, V. A. Druin, B. F. Myasoedov, N. I. Tarantin: ''Experiments on the Production of Einsteinium and Fermium with a Cyclotron'', in: ''[[Journal of Nuclear Energy]]'', '''1954''', ''3'' (4), S. 341–346 (übersetzt im November 1956) (
== Eigenschaften ==
[[Datei:Fermium-Ytterbium Alloy.jpg|mini
Im [[Periodensystem]] steht das Fermium mit der Ordnungszahl 100 in der Reihe der Actinoide, sein Vorgänger ist das Einsteinium, das nachfolgende Element ist das [[Mendelevium]]. Sein [[Analogon (Chemie)|Analogon]] in der Reihe der [[Lanthanoide]] ist das [[Erbium]].
=== Physikalische Eigenschaften ===
Das Metall wurde bislang nicht dargestellt, hingegen erfolgten Messungen an [[Legierung]]en mit [[Lanthanoide]]n, ferner liegen einige Berechnungen oder Vorhersagen vor. Die [[Sublimationsenthalpie]] ist direkt mit der [[Valenzelektron]]enstruktur des Metalls verbunden. Die Sublimationsenthalpie von Fermium wurde direkt durch Messung des [[Partialdruck]]s des Fermiums über Fm-[[Samarium|Sm]]- und Fm/Es-[[Ytterbium|Yb]]-Legierungen im Temperaturbereich von 642 bis 905 K bestimmt. Sie gelangten zu einem Wert von 142(13) kJ·mol<sup>−1</sup>. Da die Sublimationsenthalpie von Fermium ähnlich ist zu denen des zweiwertigen Einsteinium, Europium und Ytterbium, wurde der Schluss gezogen, dass Fermium einen zweiwertigen metallischen Zustand besitzt. Vergleiche mit Radien und Schmelzpunkten von Europium-, Ytterbium- und Einsteinium-Metall führten zu geschätzten Werten von 198 [[Pikometer|pm]] und 1125 K für Fermium.<ref name="Silva" />
Das [[Normalpotential]] wurde als ähnlich zum [[Ytterbium]] Yb<sup>3+</sup>/Yb<sup>2+</sup>-Paar eingeschätzt, also etwa −1,15 V in Bezug auf die [[Standard-Wasserstoffelektrode]],<ref>N. B. Mikheev, V. I. Spitsyn, A. N. Kamenskaya, N. A. Konovalova, I. A. Rumer, L. N. Auerman, A. M. Podorozhnyi: ''Determination of oxidation potential of the pair Fm<sup>2+</sup>/Fm<sup>3+</sup>'', in: ''[[Inorg. Nucl. Chem. Lett.]]'', '''1977''', ''13'' (12), S. 651–656 (
=== Chemische Eigenschaften ===
Die Chemie des Fermiums konnte bisher nur in Lösung mit Hilfe von [[Tracertechnik]]en untersucht werden, feste Verbindungen wurden nicht hergestellt. Unter normalen Bedingungen liegt Fermium in Lösung als Fm<sup>3+</sup>-Ion vor, welches eine [[Hydratation]]szahl von 16,9 besitzt und eine [[Säurekonstante]] von 1,6 · 10<sup>−4</sup> (pK<sub>s</sub> = 3,8).<ref>Robert Lundqvist, E. K. Hulet, T. A. Baisden: ''Electromigration Method in Tracer Studies of Complex Chemistry. II. Hydrated Radii and Hydration Numbers of Trivalent Actinides'', in: ''[[Acta Chem. Scand., Ser. A]]'', '''1981''', ''35'', S. 653–661 (
== Sicherheitshinweise ==
Zeile 290 ⟶ 282:
== Verwendung ==
Fermium wird – in Form seiner Verbindungen in Lösung – in erster Linie in geringen Mengen zu Studienzwecken gewonnen. Verbindungen des Fermiums wurden in fester Form bislang nicht dargestellt.
== Einzelnachweise ==▼
<references>▼
<ref name="Entdeckung">Albert Ghiorso: [http://pubs.acs.org/cen/80th/einsteiniumfermium.html ''Einsteinium and Fermium''], Chemical & Engineering News, 2003.</ref>▼
<ref name="Silva">Robert J. Silva: [http://radchem.nevada.edu/classes/rdch710/files/Fm%20to%20Lr.pdf ''Fermium, Mendelevium, Nobelium, and Lawrencium''], in: Lester R. Morss, Norman M. Edelstein, Jean Fuger (Hrsg.): ''The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements'', 3. Auflage, Springer, Dordrecht 2006, Band 3, S. 1621–1651.</ref>▼
</references>▼
== Literatur ==
* Robert J. Silva: [http://radchem.nevada.edu/classes/rdch710/files/Fm%20to%20Lr.pdf ''Fermium, Mendelevium, Nobelium, and Lawrencium''], in: Lester R. Morss, Norman M. Edelstein, Jean Fuger (Hrsg.): ''The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements'', Springer, Dordrecht 2006; ISBN 1-4020-3555-1, S. 1621–1651 (
* Glenn T. Seaborg (Hrsg.): ''[http://www.escholarship.org/uc/item/92g2p7cd.pdf Proceedings of the 'Symposium Commemorating the 25th Anniversary of Elements 99 and 100']'', 23. Januar 1978; Report LBL-7701, April 1979.
* ''[[Gmelins Handbuch der anorganischen Chemie]]'', System Nr. 71, Transurane: Teil A 1 II, S. 19–20; Teil A 2, S. 47; Teil B 1, S. 84.
== Weblinks ==
{{Commonscat
{{Wiktionary
* {{RömppOnline |ID=RD-06-00507 |Name=Fermium |
* Albert Ghiorso: [
▲== Einzelnachweise ==
▲<references>
<ref name="Entdeckung">
▲
</ref>
▲<ref name="Silva">Robert J. Silva:
▲</references>
{{Navigationsleiste Periodensystem}}
| |||