【每日化学-元素】锕系—最后一种能够大量制成的元素 镄【fèi】
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2013年09月30日 05点09分 1
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基础信息】
镄是一种人工合成元素,符号为
Fm,原子序为
100,相对原子质量257,属于锕系元素。镄是能够用中子撞击较轻元素而产生的最重元素,即是说
它是最后一种能够大量制成的元素。然而到目前为止,人们仍没有制成纯镄。镄一共拥有19种已知的同位素,其中257Fm存留时间最长,半衰期为100.5天。

物理性质】
镄具强放射性,有18种人工放射性同位素,257Fm寿命最长。Fm以及Md的挥发性大于Cf的,Cf的蒸气压约等于Yb和Eu的,它们的挥发性都大于Am和Ce的。

详细数据暂缺)

化学性质】
到目前为止,对镄的化学研究都是在溶液中通过示踪法进行的,至今没有制造过任何固体化合物。在一般状态下,
镄在溶液中呈
Fm3+离子态,水合数为16.9,酸度系数为1.6×10−4(pKa = 3.8)。Fm3+会和拥有硬供电子原子(如氧)的各种有机配位体络合,而形成的络合物一般比镄之前的锕系元素较为稳定。它也会与氯和氮等配位体形成络离子,同样也比锿或锎所形成的更稳定。人们相信,较重的锕系元素所形成的络合键主要为离子键:由于镄的有效核电荷更高,所以Fm3+离子预计会比其之前的锕系元素所形成的An3+离子小,这使镄能够和配位体形成更短、更强的化学键。
Fm3+能够容易地还原为Fm2+,比如
镄会和二氯化钐共沉淀。镄的电极电势预计将和镱(III)与镱(II)之间的相似,相对标准电极电势约为−1.15 V,这与理论计算相符。使用极谱法进行测量,得出Fm2+与Fm0之间的电极电势为−2.37(10) V。

分布与制取】
由于镄的所有同位素半衰期都很短,所以一切原始的镄核素,也就是在地球形成时可能存在的镄,至今都已全部衰变了。镄也
可以通过地壳中锕系元素(铀和钍)的多次中子捕获产生,但这发生的可能性
极低。因此地球上几乎所有的镄都是在科学实验室、高能核反应炉或是核武器试验中产生的,并在合成后只存留不超过几个月的时间。锿和镄曾在位于加蓬奥克洛的天然核反应堆中自然产生,但至今已不再形成了。
可以得到几种半衰期在1天到100天之间原子数在109以上的镄的同位素。其中255Fm和257Fm可以方便的用作镄的化学研究,用中子长时间的辐照242Pu和244Cm即可得到这些同位素。20小时半衰期的255Fm可通过中子辐照中产生的有40天半衰期的255Es的β衰变得到。 Fm的纯化首先是与其他锕系、镧系的三价离子进行分离,与三价锕系元素与镧系元素的分离在锿的纯化部分已叙述,对于与邻近元素Es和Md的分离,需要一高分辨率的色谱方法,或者用强酸性的离子交换柱或者用烃基磷酸萃取柱,要求洗脱剂(α-羟基异丁酸)有选择性地从阳离子交换树脂中洗脱锕系元素。无论是在阳离子交换色谱法还是萃取色谱法中,分离因子(两种金属的分配系数之比)都很小,用Dowex-50阳离子交换柱或萃取色谱并用HCl溶液作为洗提剂及用庚烷稀释的双(2-乙基己基)磷酸作为萃取剂时,Es-Fm的分离因子为1.7~2.04,使用这两种方法得到的Fm-Md的分离因子分别是1.4和4.0。 最后,可通过电化学还原法得到金属镄。

主要用途】
科学研究

毒性与危害】
虽然曾接触过镄的人寥寥无几,但是国际放射防护委员会仍为镄最稳定的两种同位素提供了每年辐射剂量的建议。镄-253的进食剂量限度为107Bq(1Bq相当于每秒一次衰变),吸入剂量限度为105Bq;镄-257的则分别为105Bq和4000Bq。

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2013年09月30日 05点09分 2
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