फर्मियम मूलद्रव्य (Fm, अणुक्रमांक १००)
फर्मियम हे एक कृत्रिम मूलद्रव्य आहे, म्हणजे ते पृथ्वीवर नैसर्गिकरित्या आढळत नाही. हे ॲक्टिनाइड मालिकेशी संबंधित आहे, जो आवर्त सारणीच्या तळाशी आढळणाऱ्या मूलद्रव्यांचा एक गट आहे. फर्मियमचे सर्व समस्थानिक किरणोत्सर्गी आहेत, ज्यामध्ये फर्मियम-२५७ हे सर्वात स्थिर समस्थानिक असून त्याचा अर्ध-आयुष्यकाळ (half-life) अंदाजे १०० दिवसांचा आहे. अत्यंत दुर्मिळता, किरणोत्सर्गीता आणि कमी अर्ध-आयुष्यकाळामुळे, फर्मियमवरील रासायनिक अभ्यास अत्यंत आव्हानात्मक आहे आणि केवळ ट्रेसर स्तरावर (म्हणजे दिसण्यासाठी किंवा वजन करण्यासाठी खूप कमी प्रमाणात) केले जातात. याचा कोणताही सामान्य घरगुती किंवा औद्योगिक उपयोग नाही, तसेच ते भारतात किंवा इतर कोठेही उत्खनन केले जात नाही, कारण ते केवळ विशेष संशोधन प्रयोगशाळांमध्ये तयार केले जाते.
रासायनिक अभिक्रियाशीलता
फर्मियमचे रासायनिक वर्तन इतर ॲक्टिनाइड्समध्ये दिसलेल्या प्रवृत्तींवर आधारित अंदाजित केले जाते. हे एक अत्यंत क्रियाशील धातू असण्याची अपेक्षा आहे, जे सामान्यतः जलीय द्रावणांमध्ये +३ ऑक्सिडेशन स्थिती दर्शवते, हलक्या ॲक्टिनाइड्स आणि लॅन्थनाइड्सप्रमाणे. तथापि, ट्रेसर स्तरावरील अभ्यासातून असेही दिसून आले आहे की फर्मियम विशिष्ट घटकांच्या परिस्थितीत तुलनेने स्थिर +२ ऑक्सिडेशन स्थिती तयार करू शकते, हा गुणधर्म ॲक्टिनाइड मालिकेच्या शेवटी अधिक प्रमुख बनतो. ही दुहेरी ऑक्सिडेशन स्थिती क्षमता त्याच्या जटिल रासायनिक गुणधर्मांना हातभार लावते. फर्मियमची दुर्मिळता आणि तीव्र किरणोत्सर्गीता यामुळे त्याचे स्थूल रासायनिक गुणधर्म, जसे की धातूची चमक किंवा वितळण्याचा बिंदू, थेट निरीक्षण केले जाऊ शकत नाहीत.
पाणी आणि हवेसोबतची आंतरक्रिया
स्थूल प्रमाणात फर्मियमची पाणी किंवा हवेसोबतची प्रतिक्रिया थेट निरीक्षण करणे शक्य नाही. ॲक्टिनाइड मालिकेतील एक क्रियाशील धातू म्हणून त्याच्या वर्गीकरणानुसार, फर्मियम पाणी आणि हवा दोन्हीसोबत प्रतिक्रिया देईल अशी अपेक्षा आहे.
- हवेशी प्रतिक्रिया: हवेच्या उपस्थितीत, फर्मियमचे ऑक्सिडेशन होण्याची शक्यता आहे, ज्यामुळे इतर क्रियाशील धातूंप्रमाणे ऑक्साईडचा थर तयार होईल. तथापि, तीव्र किरणोत्सर्गीता ही प्रमुख प्रक्रिया असेल, हवेसोबतची रासायनिक प्रतिक्रिया नाही.
- पाण्यासोबत प्रतिक्रिया: फर्मियम पाण्यासोबत प्रतिक्रिया करेल अशी अपेक्षा आहे, ज्यामुळे इतर क्रियाशील धातू पाण्याशी जशी आंतरक्रिया करतात त्याचप्रमाणे हायड्रॉक्साईड तयार होण्याची शक्यता आहे. पुन्हा, या प्रतिक्रिया सूक्ष्म स्तरावर घडतील, ज्या किरणोत्सर्गी क्षयाने झाकोळल्या जातील.
विषारीपणा, किरणोत्सर्गीता आणि ज्वलनशीलता
- विषारीपणा: फर्मियम त्याच्या तीव्र किरणोत्सर्गीतेमुळे अत्यंत विषारी आहे. सर्व समस्थानिके अल्फा कण उत्सर्जित करतात, जे सेवन केल्यास, श्वास घेतल्यास किंवा त्वचेद्वारे शोषले गेल्यास, गंभीर पेशींचे नुकसान करू शकतात आणि जैविक ऊतकांमध्ये कर्करोगाचा धोका लक्षणीयरीत्या वाढवू शकतात. अगदी ट्रेसर प्रमाणात हाताळतानाही कठोर प्रतिबंधक प्रोटोकॉल आवश्यक आहेत.
- किरणोत्सर्गीता: फर्मियम केवळ किरणोत्सर्गी आहे. त्याचे अस्तित्व आण्विक अस्थिरता आणि क्षयाने परिभाषित केले जाते. त्याचा कमी अर्ध-आयुष्यकाळ याचा अर्थ असा आहे की नमुना इतर मूलद्रव्यांमध्ये, प्रामुख्याने कॅलिफोर्नियममध्ये, वेगाने क्षय होतो, जे देखील किरणोत्सर्गी आहेत.
- ज्वलनशीलता: एक धातूचे मूलद्रव्य म्हणून, फर्मियम पारंपारिक अर्थाने सेंद्रिय संयुगांप्रमाणे स्वाभाविकपणे ज्वलनशील नाही. तथापि, क्रियाशील धातूंचे अत्यंत बारीक पावडर कधीकधी पायरोफोरिक असू शकते, म्हणजे ते हवेत आपोआप पेट घेऊ शकतात. फर्मियमची अत्यंत दुर्मिळता आणि ज्या परिस्थितीत त्याचा अभ्यास केला जातो (सहसा द्रावणात किंवा अत्यंत कमी प्रमाणात वेगळे करून), यामुळे मोठ्या प्रमाणात धातू म्हणून त्याची ज्वलनशीलता ही एक सैद्धांतिक विचारणा आहे, निरीक्षित गुणधर्म नाही.
उल्लेखनीय रासायनिक वर्तन
फर्मियमबद्दलच्या सर्वात महत्त्वाच्या रासायनिक निरीक्षणांपैकी एक म्हणजे द्रावणातील त्याचे वर्तन, विशेषतः स्थिर +२ ऑक्सिडेशन स्थिती तयार करण्याची त्याची क्षमता. बहुतेक जड ॲक्टिनाइड्स प्रामुख्याने +३ ऑक्सिडेशन स्थिती दर्शवत असताना, ट्रेसर प्रयोगांनी दर्शविले आहे की फर्मियम(III) ला जलीय द्रावणांमध्ये समारियम(II) आयनांसारख्या मजबूत घटकांच्या मदतीने फर्मियम(II) मध्ये कमी केले जाऊ शकते. Fm(III) पासून Fm(II) पर्यंतचे हे कमीकरण ट्रेसर स्तरावर पाहिलेली एक महत्त्वाची रासायनिक प्रतिक्रिया आहे. ॲक्टिनाइड मालिकेत इलेक्ट्रॉनिक रचना आणि स्थिरतेचे ट्रेंड समजून घेण्यासाठी हे निरीक्षण महत्त्वपूर्ण होते, जे मालिकेच्या शेवटी सामान्य +३ स्थितीपासून विचलने दर्शवते, ज्यामुळे 5f सबशेल इलेक्ट्रॉन्सच्या वाढत्या स्थिरतेचा संकेत मिळतो. हा गुणधर्म त्याला हलक्या ॲक्टिनाइड्सपासून वेगळे करतो आणि त्याच्या अभ्यासलेल्या रसायनशास्त्राचा एक महत्त्वाचा पैलू बनवतो.