फेर्मियम

Not to be confused with फेर्मियम.

Fermium, ₁₀₀Fm

Fermium
उच्चारण	/ˈfɜːrmiəm/ ​(FUR-mee-əm)
जन अंक	[257]
Fermium in the periodic table
Hydrogen Helium Lithium Beryllium Boron Carbon Nitrogen Oxygen Fluorine Neon Sodium Magnesium Aluminium Silicon Phosphorus Sulfur Chlorine Argon Potassium Calcium Scandium Titanium Vanadium Chromium Manganese Iron Cobalt Nickel Copper Zinc Gallium Germanium Arsenic Selenium Bromine Krypton Rubidium Strontium Yttrium Zirconium Niobium Molybdenum Technetium Ruthenium Rhodium Palladium Silver Cadmium Indium Tin Antimony Tellurium Iodine Xenon Caesium Barium Lanthanum Cerium Praseodymium Neodymium Promethium Samarium Europium Gadolinium Terbium Dysprosium Holmium Erbium Thulium Ytterbium Lutetium Hafnium Tantalum Tungsten Rhenium Osmium Iridium Platinum Gold Mercury (element) Thallium Lead Bismuth Polonium Astatine Radon Francium Radium Actinium Thorium Protactinium Uranium Neptunium Plutonium Americium Curium Berkelium Californium Einsteinium Fermium Mendelevium Nobelium Lawrencium Rutherfordium Dubnium Seaborgium Bohrium Hassium Meitnerium Darmstadtium Roentgenium Copernicium Nihonium Flerovium Moscovium Livermorium Tennessine Oganesson Er ↑ Fm ↓ (Upq) einsteinium ← fermium → mendelevium
Atomic number (Z)	100
समूह	group n/a
अवधि	period 7
ब्लॉक	f-block
ऋणावेशित सूक्ष्म अणु का विन्यास	[Rn] 5f12 7s2
प्रति शेल इलेक्ट्रॉन	2, 8, 18, 32, 30, 8, 2
भौतिक गुण
Phase at STP	solid (predicted)
गलनांक	1800 K ​(1527 °C, ​2781 °F) (predicted)
Density (near r.t.)	9.7(1) g/cm3 (predicted)
परमाणु गुण
ऑक्सीकरण राज्य	+2, +3
इलेक्ट्रोनगेटिविटी	Pauling scale: 1.3
Ionization energies	1st: 629 kJ/mol
अन्य गुण
प्राकृतिक घटना	synthetic
क्रिस्टल की संरचना	​face-centered cubic (fcc) File:Cubic-face-centered.svg (predicted)
CAS नंबर	7440-72-4
History
नामी	after Enrico Fermi
खोज]	Lawrence Berkeley National Laboratory (1953)
Iso­tope Abun­dance Half-life (t1/2) Decay mode Pro­duct

फेर्मियम प्रतीक (रसायन विज्ञान) Fm और परमाणु संख्या 100 के साथ सिंथेटिक तत्व है। यह एक्टिनाइड और सबसे भारी तत्व होते है जिसे हल्के तत्वों के न्यूट्रॉन बमबारी द्वारा बनाया जा सकता है, और इसलिए अंतिम तत्व जो मैक्रोस्कोपिक मात्रा में तैयार किया जा सकता है, चूँकि शुद्ध फेर्मियम धातु अभी तक तैयार नहीं हुई है। कुल 19 समस्थानिक ज्ञात हैं, और साथ में ²⁵⁷Fm 100.5 दिनों के आधे जीवन के साथ सबसे लंबे समय तक जीवित रहा है।

इस प्रकार से यह 1952 में आइवी माइक उदजन बम विस्फोट के मलबे में खोजा गया था, और परमाणु भौतिकी के अग्रदूतों में से एनरिको फर्मी के नाम पर रखा गया था। इसकी रसायन विज्ञान बाद के एक्टिनाइड्स के लिए विशिष्ट है, जिसमें +3 ऑक्सीकरण अवस्था की प्रबलता है, किन्तु सुलभ +2 ऑक्सीकरण अवस्था भी होती है। इस प्रकार से उत्पादित फेर्मियम की छोटी मात्रा और इसके सभी समस्थानिकों की अपेक्षाकृत कम अर्ध-जीवन होने के कारण, वर्तमान में मूलभूत वैज्ञानिक अनुसंधान के बाहर इसका कोई उपयोग नहीं किया जाता है।

डिस्कवरी

File:Ivy Mike - mushroom cloud.jpg

फेर्मियम को पहली बार आइवी माइक परमाणु परीक्षण के नतीजे में देखा गया था।

File:Enrico Fermi 1943-49.jpg

तत्व का नाम एनरिको फर्मी के नाम पर रखा गया था।

File:Albert Ghiorso ca 1970.jpg

तत्व की खोज अल्बर्ट घिरसो के नेतृत्व वाली टीम ने की थी।

इस प्रकार से फेर्मियम की खोज पहली बार 'आइवी माइक' परमाणु परीक्षण (1 नवंबर 1952) के परिणाम में हुई थी, जो की हाइड्रोजन बम का पहला सफल परीक्षण माना जाता था। आर विस्फोट से मलबे की प्रारंभिक खोज में प्लूटोनियम, प्लूटोनियम -244 के नए आइसोटोप का उत्पादन ²⁴⁴
₉₄Pu
दिखाया गया था : इसके अतिरिक्त यूरेनियम-238 नाभिक द्वारा छह न्यूट्रॉन के अवशोण से हुआ होगा दो बीटा क्षय द्वारा निर्मित हो सकता है β⁻ क्षय उस समय, भारी नाभिक द्वारा न्यूट्रॉन के अवशोषण को दुर्लभ प्रक्रिया माना जाता था, किन्तु इसकी पहचान ²⁴⁴
₉₄Pu
ने संभावना जताई कि यूरेनियम नाभिकों द्वारा और अधिक न्यूट्रॉनों को अवशोषित किया जा सकता था, जिससे नए तत्वों का निर्माण हुआ था।

तत्व 99 (आइंस्टिनियम ) को फ़िल्टर पेपर पर जल्दी से खोजा गया था जो कि विस्फोट से बादल के माध्यम से उड़ाया गया था (वही नमूना उपकरण जिसका उपयोग खोजने के लिए किया गया था ²⁴⁴
₉₄Pu
).इसके अतिरिक्त दिसंबर 1952 में बर्कले में कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय में अल्बर्ट घिरसो और सहकर्मियों द्वारा इसकी पहचान की गई। और उन्होंने आइसोटोप की खोज की ²⁵³Es (अर्ध-जीवन 20.5 दिन) जो यूरेनियम-238 नाभिकों द्वारा 15 न्यूट्रॉनों के न्यूट्रॉन कैप्चर द्वारा बनाया गया था - जिसके अतिरिक्त निरन्तर सात बीटा क्षय हुए:

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

(1)

कुछ ²³⁸U परमाणु, चूँकि , न्यूट्रॉन की और मात्रा (सबसे अधिक संभावना, 16 या 17) पर अधिकार कर सकते हैं।

फेरमियम (Z = 100) की खोज के लिए अधिक सामग्री की आवश्यकता थी, क्योंकि उपज 99 तत्व की तुलना में कम से कम परिमाण के क्रम में होने की इच्छा थी, और एनेवेटक एटोल (जहां परीक्षण हुआ था) से दूषित मूंगा था प्रसंस्करण और विश्लेषण के लिए बर्कले, कैलिफोर्निया में कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय विकिरण प्रयोगशाला में भेज दिया गया। परीक्षण के लगभग दो महीने बाद, लगभग दिन के आधे जीवन के साथ उच्च-ऊर्जा α-कण (7.1 MeV) उत्सर्जित करने वाले नए घटक को अलग किया गया।इसके अतिरिक्त आधे जीवन के साथ, यह केवल β से उत्पन्न हो सकता है⁻ आइंस्टीनियम के आइसोटोप का क्षय, और इसलिए नए तत्व 100 का आइसोटोप होना था: इसे जल्दी से पहचान लिया गया था ²⁵⁵एफएम (t = 20.07(7) hours).

शीत युद्ध के तनाव के कारण 1955 तक नए तत्वों की खोज, और न्यूट्रॉन कैप्चर पर नए डेटा को प्रारंभ में अमेरिकी सेना के आदेशों पर गुप्त रखा गया था। फिर भी, बर्कले टीम प्लूटोनियम -239 के न्यूट्रॉन बमबारी के माध्यम से नागरिक साधनों द्वारा 99 और 100 तत्व तैयार करने में सक्षम थी, और 1954 में इस काम को इस अस्वीकरण के साथ प्रकाशित किया कि यह पहला अध्ययन नहीं था जो तत्वों पर किया गया था . आइवी माइक अध्ययनों को 1955 में अवर्गीकृत और प्रकाशित किया गया था।

बर्कले टीम चिंतित थी कि उनके वर्गीकृत शोध को प्रकाशित करने से पहले अन्य समूह आयन-बमबारी विधियों के माध्यम से 100 तत्व के हल्के समस्थानिकों की खोज कर सकता है, और यह स्थितियों प्रमाणित हुआ। स्टॉकहोम में नोबेल इंस्टीट्यूट फॉर फिजिक्स के समूह ने स्वतंत्र रूप से तत्व की खोज की, आइसोटोप का उत्पादन बाद में होने की पुष्टि हुई ²⁵⁰Fm (t_1/2= 30 मिनट) बमबारी करके ²³⁸
₉₂U
ऑक्सीजन -16 आयनों के साथ लक्ष्य, और मई 1954 में अपना काम प्रकाशित किया। फिर भी, बर्कले टीम की प्राथमिकता को सामान्यतः पर मान्यता दी गई थी, और इसके साथ पहले कृत्रिम आत्मनिर्भर परमाणु रिएक्टर के विकासकर्ता एनरिको फर्मी के सम्मान में नए तत्व का नाम देने का विशेषाधिकार था। फर्मी तब भी जीवित थी जब नाम प्रस्तावित किया गया था, किन्तु आधिकारिक होने के समय तक उसकी मृत्यु हो गई थी।

समस्थानिक

Main article: फ़ेर्मियम के समस्थानिक

File:Decay of Fermium-257.PNG

फेरमियम -257 का क्षय मार्ग

NUBASE 2016, में सूचीबद्ध फेर्मियम के 20 समस्थानिक हैं 241 से 260 के परमाणु भार के साथ, जिसका कि ²⁵⁷Fm 100.5 दिनों के आधे जीवन के साथ सबसे लंबे समय तक जीवित रहता है। ²⁵³Fm का आधा जीवन 3 दिन है, जबकि ²⁵¹5.3 घंटे का Fm, ²⁵²25.4 घंटे का Fm, ²⁵⁴3.2 घंटे का Fm, ²⁵⁵20.1 घंटे का Fm, और ²⁵⁶2.6 घंटे का Fm। शेष सभी का आधा जीवन 30 मिनट से लेकर मिलीसेकंड से कम है। फेर्मियम -257 का न्यूट्रॉन कैप्चर उत्पाद, ²⁵⁸Fm, केवल 370(14) माइक्रोसेकंड के आधे जीवन के साथ सहज विखंडन से निकलता है; ²⁵⁹Fm और ²⁶⁰Fm सहज विखंडन के संबंध में भी अस्थिर हैं (t_1/2= 1.5(3) s और 4 एमएस क्रमशः)। इस प्रकार से यह है कि न्यूट्रॉन कैप्चर का उपयोग 257 से अधिक द्रव्यमान संख्या वाले न्यूक्लाइड बनाने के लिए नहीं किया जा सकता है, जब तक कि परमाणु विस्फोट में नहीं किया जाता। जैसा ²⁵⁷Fm अल्फ़ा क्षय α-उत्सर्जक, क्षय करने वाला है ²⁵³Cf, और कोई भी ज्ञात फ़ेर्मियम समस्थानिक बीटा माइनस क्षय से अगले तत्व, मेंडलीव तक नहीं जाता है, फेर्मियम भी अंतिम तत्व है जिसे न्यूट्रॉन-कैप्चर प्रक्रिया द्वारा तैयार किया जा सकता है। भारी समस्थानिकों के निर्माण में इस बाधा के कारण ये अल्पायु समस्थानिक होते हैं ^258–260Fm तथाकथित फेरमियम गैप का गठन करते हैं।

उत्पादन

File:Elutionskurven Fm Es Cf Bk Cm Am.png

सावधानी: Fm(100), Es(99), Cf, Bk, Cm और Am का क्रोमैटोग्राफिक पृथक्करण

परमाणु रिएक्टर में न्यूट्रॉन के साथ लाइटर एक्टिनाइड्स की बमबारी से फेर्मियम का उत्पादन होता है। फ़ेर्मियम-257 सबसे भारी आइसोटोप है जिसे न्यूट्रॉन कैप्चर के माध्यम से प्राप्त किया जाता है, और इसे केवल पिकोग्राम मात्रा में ही उत्पादित किया जा सकता है। प्रमुख स्रोत टेनेसी, यूएसए में ओक रिज राष्ट्रीय प्रयोगशाला में 85 MW उच्च प्रवाह आइसोटोप रिएक्टर (एचएफआईआर) है, जो ट्रांसक्यूरियम (Z > 96) तत्वों के उत्पादन के लिए समर्पित है। कम द्रव्यमान वाले फेर्मियम समस्थानिक अधिक मात्रा में उपलब्ध हैं, चूँकि ये समस्थानिक (²⁵⁴Fm और ²⁵⁵Fm) तुलनात्मक रूप से अल्पकालिक हैं। ओक रिज पर विशिष्ट प्रसंस्करण अभियान में, दसियों ग्राम अदालत का विकिरण किया जाता है ताकि कलिफ़ोरनियम की डेसीग्राम मात्रा, बर्कीलियम और आइंस्टीनियम की मिलीग्राम मात्रा, और फेर्मियम की पिकोग्राम मात्रा का उत्पादन किया जा सके। चूंकि, नैनोग्राम विशिष्ट प्रयोगों के लिए फेर्मियम की मात्रा तैयार की जा सकती है। 20-200 किलोटन थर्मोन्यूक्लियर विस्फोटों में उत्पादित फेर्मियम की मात्रा को मिलीग्राम के क्रम का माना जाता है, चूँकि यह भारी मात्रा में मलबे के साथ मिश्रित होता है; 4.0 पिकोग्राम ऑपरेशन मैंड्रेल परीक्षण (16 जुलाई 1969) से 10 किलोग्राम मलबे से ²⁵⁷Fm प्राप्त किया गया था। हच प्रयोग ने अनुमानित कुल 250 माइक्रोग्राम ²⁵⁷Fm का उत्पादन किया.

उत्पादन के बाद, फेर्मियम को अन्य एक्टिनाइड्स और लैंथेनाइड विखंडन उत्पादों से अलग किया जाना चाहिए। यह सामान्यता