Úvod
Fermium (Fm) je vysoce radioaktivní, syntetický chemický prvek, který se v přírodě nevyskytuje. Jeho protonové číslo je 100 a v periodické tabulce se řadí do skupiny aktinoidů. Protože se vyrábí pouze v mikroskopickém množství, jeho makroskopický vzhled není znám, ale předpokládá se, že jde o stříbřitě bílý nebo šedý kov. Získává se uměle v jaderných reaktorech nebo urychlovačích částic bombardováním lehčích prvků, jako je plutonium, neutrony. Pro svou extrémní nestabilitu nemá žádné praktické využití mimo základní vědecký výzkum.
Vlastnosti
Fermium (Fm), syntetický radioaktivní prvek s protonovým číslem 100, patří do skupiny aktinoidů a je to nejtěžší prvek připravitelný neutronovým záchytem v reaktoru. Ačkoliv makroskopické množství nebylo nikdy izolováno, předpokládá se jeho podoba stříbřitě bílého kovu v pevném skupenství. Chemické vlastnosti jsou studovány výhradně na stopových množstvích. Je silně elektropozitivní a jeho nejstabilnějším a nejtypičtějším oxidačním stavem je +3. Existuje však také méně stabilní stav +2, což ukazuje na komplexní chování aktinoidů. Nejdelší poločas rozpadu má izotop fermium-257, jenž činí přibližně 100,5 dne.
Vznik názvu
Prvek byl pojmenován na počest Enrica Fermiho, italsko-amerického fyzika a nositele Nobelovy ceny, který byl jedním z průkopníků jaderné fyziky. Fermium bylo poprvé objeveno v roce 1952 ve spadu po výbuchu první vodíkové bomby, proto název ocenil jednoho z otců jaderného věku.
Objev
Objev fermia je neoddělitelně spjat s prvním testem termonukleární bomby, známým jako „Ivy Mike“, který proběhl v roce 1952 na atolu Enewetak. V radioaktivním spadu z této exploze identifikoval tým vědců pod vedením Alberta Ghiorsoa na Kalifornské univerzitě v Berkeley nový izotop fermium-255. Extrémně vysoký neutronový tok během výbuchu způsobil, že atomy uranu-238 postupně zachytily velké množství neutronů a následnými beta rozpady vytvořily tento nový, těžký prvek. Z důvodu vojenského utajování během studené války byl objev, učiněný spolu s einsteiniem, zveřejněn až v roce 1955.
Výskyt v přírodě
Fermium je čistě syntetický prvek, který se v zemské kůře ani v žádném přírodním prostředí nevyskytuje. Jeho extrémně krátký poločas rozpadu znemožňuje jeho přirozenou akumulaci. Veškeré dostupné fermium je vyrobeno uměle. Získává se v mikroskopických množstvích ozařováním lehčích aktinoidů, jako je plutonium, curium nebo kalifornium, v jaderných reaktorech s vysokým neutronovým tokem. Během tohoto procesu cílové jádro postupně zachytává neutrony a prostřednictvím následných beta rozpadů se transformuje na těžší prvky. Výsledné množství fermia je nepatrné, obvykle v řádu nanogramů, a jeho izolace vyžaduje složité radiochemické separační techniky.
Využití
Fermium nemá žádné komerční využití, jeho význam je čistě vědecký. Vyrábí se v mikroskopických množstvích v jaderných reaktorech nebo urychlovačích částic pro základní výzkum. Studium fermia pomáhá vědcům pochopit vlastnosti a chování nejtěžších atomových jader, zejména proces spontánního štěpení a limity periodické tabulky. V přírodě se tento prvek přirozeně vůbec nevyskytuje, jelikož všechny jeho izotopy jsou nestabilní s krátkými poločasy rozpadu. Jediný výskyt mimo laboratoř byl zaznamenán ve spadu po výbuchu první vodíkové bomby, kde vznikl vlivem extrémní hustoty neutronů a vysokých teplot.
Sloučeniny
Vzhledem k extrémní radioaktivitě a nepatrným dostupným množstvím byly sloučeniny fermia zkoumány pouze na stopové úrovni, nikdy nebyly izolovány v makroskopickém množství. Předpokládá se, že fermium v roztocích nejčastěji tvoří stabilní trojmocný iont Fm³⁺, podobně jako ostatní pozdní aktinoidy. Jeho chemické chování bylo studováno pomocí chromatografických metod, které potvrdily jeho podobnost s erbiem. V přírodě se žádné sloučeniny fermia nevyskytují, protože prvek samotný je na Zemi přirozeně nepřítomný. Jeho existence je podmíněna umělou syntézou v laboratoři, proto nemůže tvořit žádné přírodní minerály ani jiné sloučeniny.
Zajímavosti
Fermium je nejtěžším prvkem, který lze připravit bombardováním cíle neutrony v jaderném reaktoru; všechny těžší prvky vyžadují srážky jader v urychlovačích. Pro syntézu supertěžkých prvků představuje fermium značnou překážku, známou jako „fermiová mezera“. Izotop fermia-258 se totiž rozpadá spontánním štěpením s poločasem pouhých 370 mikrosekund, což prakticky znemožňuje nahromadit dostatečné množství materiálu pro vytvoření ještě těžších jader. Ačkoli se předpokládá, že by bylo stříbřitě bílým kovem, nikdy ho nebylo vyrobeno tolik, aby se dala jeho barva či jiná fyzikální vlastnost přímo pozorovat.
