Fermio
El fermio es un elemento químico sintético de símbolo Fm y número atómico 100. Es un miembro de la serie de los actínidos. Es el elemento más pesado que puede formarse por bombardeo neutrónico de elementos más ligeros y, por tanto, el último elemento que puede prepararse en cantidades macroscópicas, aunque aún no se ha preparado fermio metálico puro.
Identidad
- Masa atómica
- [257] u
- Categoría
- Actínidos
- Grupo
- 3
- Periodo
- 7
- Bloque
- f
- Estado(s) de oxidación
- +2, +3
- Fase (25 °C)
- Sólido
Estructura electrónica
- Configuración
- 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f12
- Configuración abreviada
- [Rn] 5f12 7s2
- Electrones por capa
- 2, 8, 18, 32, 30, 8, 2
- Electronegatividad (Pauling)
- 1.30
- Afinidad electrónica
- 34.0 kJ/mol
- 1.ª energía de ionización
- 627 kJ/mol
Propiedades físicas
- Punto de fusión
- 1526.8 °C (1800 K)
- Punto de ebullición
- —
- Densidad
- —
- Calor molar
- —
Comportamiento químico del fermio
El fermio tiene doce electrones externos ([Rn] 5f¹² 7s²) y actúa como +3, con +2 accesible en haluros. Su electronegatividad es baja (1,30) y, como el einstenio, es paramagnético con estructura cúbica centrada en las caras. Es el límite práctico de la química: solo se ha obtenido en picogramos y nunca se ha preparado metal puro. Su núcleo marcó el techo de la captura neutrónica: los isótopos más pesados fisionan espontáneamente en microsegundos.
Reactividad
4 Fm + 3 O₂ → 2 Fm₂O₃
En aire se oxidaría hasta óxido sesquióxido; en la práctica solo se han observado trazas en matrices de portador por la escasez extrema de átomos.
2 Fm + 6 HCl → 2 FmCl₃ + 3 H₂
En disolución ácida adopta el estado +3 habitual de los actínidos; el +2 aparece solo como estado intermedio observado en experimentos de una sola fase.
²⁵⁷Fm + n → ²⁵⁸Fm → (fisión espontánea)
La captura de un neutrón forma Fm-258, que fisiona en 370 microsegundos: la barrera que cierra la ruta reactor a los elementos más pesados.
²⁵⁵Es → ²⁵⁵Fm + β
El Fm-255 habitual en el laboratorio nace del decaimiento beta del Es-255: la vía más fácil para obtener cantidades útiles de fermio.
Compuestos destacados
| Compuesto | Fórmula | Uso o importancia |
|---|---|---|
| Óxido de fermio | Fm₂O₃ | Predicho; solo trazas observadas |
| Cloruro de fermio | FmCl₃ | Química en microescala |
| Ciclopentadienuro de fermio | Fm(C₅H₅)₃ | Volatilización para cromatografía de gases |
| Oxalato de fermio | Fm₂(C₂O₄)₃ | Separación del einstenio |
| Blanco de Fm-257 | ²⁵⁷Fm | Barrera de la captura neutrónica |
Representación de la distribución electrónica por niveles
Ver en el constructor de átomosIsótopos
Ningún isótopo del fermio es estable. El fermio-257 (²⁵⁷Fm, 100,5 días) es el más pesado accesible por captura de neutrones; el fermio-255 (²⁵⁵Fm, 20,07 horas) es el habitual en experimentos, obtenido del decaimiento del Es-255. El fermio-258 fisiona espontáneamente con una vida media de 370 microsegundos, cerrando la cadena reactor.
Presencia y obtención
No existe en la naturaleza: todo el fermio nace en el reactor de Oak Ridge, mezclado con einstenio y californio entre los productos de fisión y captura neutrónica. Es el último elemento aislable en cantidades medibles (picogramos); a partir de él, la fisión espontánea impide acumular nada más en un reactor.
Historia y origen del nombre
Ghiorso y colegas lo identificaron en 1952 en los residuos de la prueba termonuclear de Ivy Mike, como el elemento más pesado presente en aquellos restos. Lo nombraron por Enrico Fermi, padre del primer reactor nuclear, en 1954. Su descubrimiento estableció el límite práctico de la síntesis reactor.
Aplicaciones y relevancia del fermio
Usos del elemento
El fermio no tiene aplicaciones prácticas: sirve para estudiar los límites de la captura neutrónica y las corrientes de desintegración hacia los superpesados.
Usos de sus compuestos
Sus compuestos volátiles (como el ciclopentadienuro) desarrollaron la cromatografía de gases a escala de átomos individuales, la técnica que permitió estudiar la química del mendelevio y, más tarde, del rutherfordio.
Salud, seguridad y medio ambiente
Papel biológico
No tiene función biológica conocida y es extremadamente radiotóxico. Se trabaja en cantidades de trazas con confinamiento en matrices de portador.
Seguridad
Se manipula únicamente en Oak Ridge y Dubná, en celdas con blindaje. La fisión espontánea de sus isótopos pesados genera neutrones que exigen blindaje específico.
Medio ambiente
No hay vertidos: los experimentos se realizan con trazas que quedan en matrices sólidas que se tratan como residuos radiactivos y se vitrifican.
Preguntas frecuentes sobre el Fermio
¿Por qué el fermio-257 es el isótopo más pesado que se puede producir por captura de neutrones?
El fermio-257 es el último isótopo que puede formarse mediante captura sucesiva de neutrones en un reactor. A partir de él, los isótopos más pesados como el fermio-258 se desintegran por fisión espontánea en cuestión de microsegundos, impidiendo que se acumulen. Esta barrera explica por qué el fermio marca el límite práctico de la síntesis por captura neutrónica y por qué los elementos más pesados requieren aceleradores.
¿Qué isótopo de fermio se utiliza más en investigación?
Aunque el fermio-257 es el más estable, con una vida media de 100,5 días, la mayoría de estudios se realizan con fermio-255, que tiene una vida media de 20 horas. Esto se debe a que el fermio-255 puede aislarse fácilmente como producto de desintegración del einstenio-255, lo que facilita su obtención en cantidades suficientes para experimentos.
¿Qué diferencia hay entre fermio y einstenio en investigación?
El einstenio se produce en cantidades del orden de miligramos al año y puede estudiarse en forma de compuestos y soluciones. El fermio, en cambio, solo se obtiene en cantidades de picogramos y no se ha preparado nunca como metal puro. Por ello, el einstenio permite estudios químicos más detallados, mientras que el fermio se limita a experimentos nucleares y de trazadores.
¿Por qué el fermio se considera el último elemento obtenible en cantidades macroscópicas?
El fermio-257 es el isótopo más pesado que puede producirse en cantidades medibles mediante captura de neutrones en un reactor. A partir de él, la fisión espontánea impide acumular isótopos más pesados. Aunque se han sintetizado átomos individuales de elementos más pesados en aceleradores, nunca en cantidades macroscópicas. Por ello, el fermio marca el límite práctico de la química de elementos superpesados.
¿Por qué el fermio-258 se desintegra tan rápido?
El fermio-258 tiene una vida media de solo 370 microsegundos y se desintegra casi instantáneamente por fisión espontánea. Esto ocurre porque su núcleo, con 158 neutrones, es demasiado inestable para mantenerse unido. La repulsión electrostática entre los 100 protones supera las fuerzas nucleares que mantienen el núcleo cohesionado, provocando su división inmediata en fragmentos más ligeros.
¿Por qué el fermio no puede formar isótopos más pesados por captura de neutrones?
Cuando el fermio-257 captura un neutrón y se convierte en fermio-258, este se desintegra por fisión espontánea en menos de un milisegundo. No existe ningún isótopo de fermio que se desintegre por emisión beta hacia el mendelevio, lo que impediría continuar la cadena. Esta interrupción de la cadena de captura neutrónica explica por qué no se pueden producir elementos más pesados de esta forma en un reactor convencional.
¿Qué relación tiene el fermio con el proceso r en astrofísica?
El proceso r (rapid neutron capture) es el mecanismo por el que se forman elementos pesados en explosiones de supernovas y fusiones de estrellas de neutrones. En ese proceso, los núcleos capturan neutrones tan rápido que no tienen tiempo de desintegrarse. El fermio-258 y sus isótopos vecinos, que se fisionan instantáneamente en condiciones de laboratorio, pueden formarse brevemente en ese entorno extremo antes de desintegrarse.
Principales fuentes consultadas: PubChem, Royal Society of Chemistry, NIST, IUPAC. Última revisión: noviembre de 2026.