फर्मियमचा परिचय
फर्मियम (Fm) हे एक कृत्रिम ट्रान्सयुरेनिक मूलद्रव्य आहे, म्हणजे ते पृथ्वीवर नैसर्गिकरित्या आढळत नाही तर ते प्रयोगशाळांमध्ये किंवा अणुभट्ट्यांमध्ये कृत्रिमरित्या तयार केले जाते. याचा शोध 1952 मध्ये पहिल्या हायड्रोजन बॉम्ब चाचणीच्या अवशेषांमध्ये लागला. फर्मियमचे सर्व समस्थानिक किरणोत्सर्गी आहेत, ज्यात सर्वात स्थिर समस्थानिक, फर्मियम-257, सुमारे 100 दिवसांचे अर्धायुष्य असलेले आहे. त्याच्या कमी अर्धायुष्यामुळे आणि त्याच्या निर्मितीमधील अडचणीमुळे, फर्मियमला सध्या वैज्ञानिक संशोधनाशिवाय कोणतेही व्यावहारिक उपयोग नाहीत.
मूलभूत अणु गुणधर्म
फर्मियमला ॲक्टिनाइड म्हणून वर्गीकृत केले जाते, जी धातूंच्या रासायनिक मूलद्रव्यांची एक मालिका आहे, ज्यांचा अणुक्रमांक 89 (ॲक्टिनियम) ते 103 (लॉरेन्सियम) पर्यंत आहे. ही मूलद्रव्ये त्यांच्या 5f इलेक्ट्रॉन कवचांच्या भरण्याने वैशिष्ट्यीकृत आहेत.
प्रोटॉन, न्यूट्रॉन आणि इलेक्ट्रॉन
फर्मियमचा अणुक्रमांक 100 आहे.
- प्रोटॉन: फर्मियमच्या तटस्थ अणूमध्ये, 100 प्रोटॉन असतात. अणुक्रमांक थेट केंद्रकात असलेल्या प्रोटॉनची संख्या दर्शवतो.
- इलेक्ट्रॉन: तटस्थ अणूसाठी, इलेक्ट्रॉनची संख्या प्रोटॉनच्या संख्येएवढी असते. म्हणून, तटस्थ फर्मियम अणूमध्ये 100 इलेक्ट्रॉन असतात.
- न्यूट्रॉन: या स्तरावरील चर्चेसाठी फर्मियमचा सर्वात स्थिर आणि सामान्य समस्थानिक फर्मियम-257 ($^{257}$Fm) आहे. या समस्थानिकासाठी वस्तुमान संख्या (A) 257 आहे. न्यूट्रॉनची संख्या वस्तुमान संख्येतून (A) अणुक्रमांक (Z) वजा करून मोजली जाते: न्यूट्रॉनची संख्या = A - Z = 257 - 100 = 157 न्यूट्रॉन.
इलेक्ट्रॉन संरचना
इलेक्ट्रॉन संरचना अणूच्या अणु कक्षेतील इलेक्ट्रॉनच्या मांडणीचे वर्णन करते. फर्मियमसाठी, संपूर्ण संरचना निश्चित करण्यासाठी जड मूलद्रव्यांच्या कक्षेतील इलेक्ट्रॉन भरण्याचा क्रम समजून घेणे आवश्यक आहे.
सरलीकृत इलेक्ट्रॉन संरचना
नोबल वायू संकेताचा वापर करून, फर्मियमची (Z=100) इलेक्ट्रॉन संरचना नोबल वायू रेडॉन (Rn) वर आधारित आहे, ज्याचा अणुक्रमांक 86 आहे. रेडॉन गाभ्यानंतर, उर्वरित 14 इलेक्ट्रॉन 5f आणि 7s कक्षेमध्ये जातात.
फर्मियमची भूस्तरीय इलेक्ट्रॉन संरचना अशी आहे: $[Rn] 5f^{12} 7s^2$
ही संरचना दर्शवते की रेडॉनच्या इलेक्ट्रॉन संरचनेनंतर, 5f उपकवचात 12 इलेक्ट्रॉन आहेत आणि 7s उपकवचात 2 इलेक्ट्रॉन आहेत.
संयुजा इलेक्ट्रॉन
संयुजा इलेक्ट्रॉन हे अणूच्या सर्वात बाहेरील कवच किंवा ऊर्जा स्तरातील इलेक्ट्रॉन असतात, जे रासायनिक बंधनात भाग घेतात. संक्रमण धातू आणि ॲक्टिनाइड्ससारख्या आंतरिक संक्रमण धातूंसाठी, ही व्याख्या अधिक जटिल असू शकते कारण आतील d किंवा f इलेक्ट्रॉन देखील यात भाग घेऊ शकतात.
फर्मियमसाठी, संयुजा इलेक्ट्रॉनमध्ये सर्वात बाहेरील 7s कक्षेतील आणि अंशतः भरलेल्या 5f कक्षेतील इलेक्ट्रॉनचा समावेश होतो. म्हणून, फर्मियमसाठी संयुजा इलेक्ट्रॉनची संख्या 14 मानली जाते (5f उपकवचातील 12 इलेक्ट्रॉन आणि 7s उपकवचातील 2 इलेक्ट्रॉन). हे इलेक्ट्रॉन फर्मियमच्या कोणत्याही संभाव्य रासायनिक आंतरक्रियासाठी प्रामुख्याने जबाबदार असतात, तरीही, त्याच्या किरणोत्सर्गिता आणि दुर्मिळतेमुळे, त्याचे रसायनशास्त्र मुख्यतः अत्यंत कमी प्रमाणात (trace levels) अभ्यासले जाते.