Americium
| Americium | |||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ← Plutonium | Curium → | |||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||
| Utseendet av en enkel substans | |||||||||||||||||||||||||||||
| americium prov | |||||||||||||||||||||||||||||
| Atomegenskaper | |||||||||||||||||||||||||||||
| Namn, symbol, nummer | Americium / Americium (Am), 95 | ||||||||||||||||||||||||||||
| Grupp , punkt , block |
3 (föråldrad 3), 7, f-element |
||||||||||||||||||||||||||||
| Atommassa ( molmassa ) |
[243] ( massnummer för den mest stabila isotopen) [1] | ||||||||||||||||||||||||||||
| Elektronisk konfiguration | [Rn] 5f 7 7s 2 | ||||||||||||||||||||||||||||
| Atomradie | 173 pm | ||||||||||||||||||||||||||||
| Kemiska egenskaper | |||||||||||||||||||||||||||||
| Jonradie | (+4e) 92 (+3e) 107 pm | ||||||||||||||||||||||||||||
| Elektronnegativitet | 1,3 (Pauling skala) | ||||||||||||||||||||||||||||
| Elektrodpotential |
Am←Am 4+ -0,90 V Am←Am 3+ -2,07 V Am←Am 2+ -1,95 V |
||||||||||||||||||||||||||||
| Oxidationstillstånd | +3, +4, +5, +6 | ||||||||||||||||||||||||||||
| Joniseringsenergi (första elektron) |
578 (6,0 [2] ) kJ / mol ( eV ) | ||||||||||||||||||||||||||||
| Termodynamiska egenskaper hos ett enkelt ämne | |||||||||||||||||||||||||||||
| Densitet (vid ej ) | 13,67 g/cm³ | ||||||||||||||||||||||||||||
| Smält temperatur | 1448 K (1176 °C, 2149 °F) | ||||||||||||||||||||||||||||
| Koktemperatur | 2880,15 K (2607°C, 4725°F) | ||||||||||||||||||||||||||||
| Oud. fusionsvärme | (10,0) kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||
| Oud. avdunstningsvärme | 238,5 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||
| Molär värmekapacitet | 25,85 [2] J/(K mol) | ||||||||||||||||||||||||||||
| Molar volym | 20,8 cm³ / mol | ||||||||||||||||||||||||||||
| Kristallgittret av en enkel substans | |||||||||||||||||||||||||||||
| Gallerstruktur | Hexagonal | ||||||||||||||||||||||||||||
| Gitterparametrar | a=3,468 c=11,24 [3] | ||||||||||||||||||||||||||||
| c / a -förhållande | 3.24 | ||||||||||||||||||||||||||||
| CAS-nummer | 7440-35-9 | ||||||||||||||||||||||||||||
| längst levande isotoper | |||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||||
| 95 | Americium |
| Am(243) | |
| 5f 7 7s 2 | |
Americium ( kemisk symbol - Am , från lat. Americium ) är ett kemiskt element av den 3: e gruppen (enligt den föråldrade klassificeringen - en sidoundergrupp av den tredje gruppen, IIIB) av den sjunde perioden av det periodiska systemet av kemiska element av D. I. Mendelejev , med atomnummer 95.
Tillhör aktinidfamiljen . Americium är det fjärde syntetiserade transuranelementet . Alla isotoper är radioaktiva.
Det enkla ämnet americium är en tung silvervit metall .
Historik
Elementet erhölls på konstgjord väg 1944 vid Metallurgical Laboratory vid University of Chicago av Glenn Seaborg och hans kollegor, och upptäckten hemligstämplades. Intressant nog tillkännagavs upptäckten av americium och curium först offentligt av Seaborg i barnradioprogrammet Quiz Kids när en av lyssnarna frågade honom vilka transuranelement som upptäcktes under kriget. Upptäckten tillkännagavs officiellt vid ett möte i American Chemical Society bara fem dagar efter radiosändningen, den 11 november 1945 [4] .
Befintligt americium är koncentrerat i atmosfären i områden som användes för kärnvapenprovningar som genomfördes mellan 1945 och 1980, såväl som på platser för kärnkraftsincidenter som Tjernobyl-katastrofen. Till exempel avslöjade analys av skräpet på platsen där den första amerikanska vätebomben testades (1 november 1952, Enewetak Atoll) höga koncentrationer av olika aktinider, inklusive americium; men på grund av militär sekretess publicerades dessa uppgifter först 1956 [5] . Trinitite , en glasartad substans som bildades på platsen för ett kärnvapenbombtest vid Trinity-basen nära Alamogordo, New Mexico, den 16 juli 1945, innehöll spår av americium-241. Förhöjda nivåer av americium upptäcktes också 1968 på Grönland vid haveriplatsen för en amerikansk Boeing B-52 bombplan som bar fyra vätebomber [6] .
Namnets ursprung
Det yttre elektronskalet på det nya elementet (5f) visade sig likna elektronskalet hos europium (4f). Därför namngavs grundämnet americium för att hedra Amerika , som europium - för att hedra Europa [7] .
Fysiska egenskaper
Den fullständiga elektroniska konfigurationen av americiumatomen är: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 10 6p 7 5f .
Americium är en radioaktiv formbar och formbar silvervit metall. Lyser i mörker på grund av sin egen α-strålning . Liknar metaller från familjen sällsynta jordartsmetaller . Den har två allotropa former.
I lågtemperaturformen (densitet 13,67 g/cm 3 ) har den en dubbel tätt packad hexagonal struktur, som vid 1074 °C förvandlas till en ansiktscentrerad kubisk struktur. Smältpunkt - 1175 ° C. Kokpunkt - 2607 ° C.
Kemiska egenskaper
Americiums kemiska egenskaper liknar lantanider [2] . Starkt reduktionsmedel.
- Det oxideras av syre , med dess brist som bildar americium (II) oxid [2] och med ett överskott av dioxid :
- Reagerar med varmt vatten [8]
- Interagerar med utspädda syror och bildar salter av trevärt americium [2] :
- Det omvandlas till oxokationer av starka oxidationsmedel [8] :
- Det kan också oxideras till americium(IV)hydroxid av olika oxidationsmedel [8] :
- När det upphettas med halogener ger det tri- och tetrahalider, beroende på reaktionsförhållandena [8] :
- Reagerar kraftigt med väte vid en temperatur på 50-60 °C och bildar hydrider av icke-stökiometrisk sammansättning [2] :
Isotoper
Americium har inga stabila isotoper. Den längsta levande isotopen av americium är 243 Am; dess halveringstid är 7350±9 år .
Får
241 Am produceras nu kommersiellt från sönderfallet av 241 Pu : Pu-241 -> (13,2 år, beta-sönderfall) -> Am-241 och 243 Am från sönderfallet av 243 Pu.
241 Pu bildas i alla kärnreaktorer när en neutron fångas upp av uran-238.
- 238 U + n → 239 U
- 239 U p-sönderfall → 239 Np
- 239 Np p-sönderfall → 239 Pu
- 239 Pu + n → 240 Pu
- 240 Pu + n → 241 Pu
- 241 Pu β-sönderfall (13,2 år) → 241 Am (halveringstid 432,2 år)
- 241 Pu + n → 242 Pu
- 242 Pu + n → 243 Pu
- 243 Pu → 243 Am (halveringstid 4,956(3) timmar, beta-sönderfall)
Eftersom 241 Pu vanligtvis finns i nyproducerat plutonium av vapenkvalitet , ackumuleras 241 Am i materialet när 241 Pu sönderfaller. I detta avseende spelar det en viktig roll i åldrandet av plutoniumvapen. Nyproducerat plutonium av vapenkvalitet innehåller 0,5-1,0 % 241 Pu, plutonium av reaktorkvalitet har från 5-15 % till 25 % 241 Pu. Om några decennier kommer nästan all 241 Pu att förfalla till 241 Am. Energin för alfasönderfall på 241 Am och den relativt korta livslängden skapar en hög specifik radioaktivitet och termisk effekt (106 W/kg, till exempel, 241 Pu har en termisk effekt på 3,4 W/kg). Det mesta av alfa- och gammaaktiviteten hos gammalt vapenplutonium beror på 241 Am.
Applikation
Den längstlivade isotopen av americium , 243 Am, har en halveringstid på 7,37 tusen år och används för radiokemisk forskning och ackumulering av mer avlägsna transuraner, upp till fermium .
Mycket mer varierande är tillämpningen av den allra första upptäckta isotopen av americium, 241 Am. Den har en halveringstid på 433,2 år. Denna isotop, som sönderfaller, avger alfapartiklar och mjuka (60 keV) gammastrålar (till exempel: energin hos hårda gammastrålar som emitteras av kobolt-60 är mer än 1 MeV: 1,173 och 1,332 MeV). Skydd mot Am-241 mjuk strålning är relativt enkelt och icke-massivt: ett centimeter lager bly är tillräckligt . Olika americium-241 mät- och forskningsinstrument används inom industrin, i synnerhet för kontinuerlig mätning av tjockleken på stål (från 0,5 till 3 mm) och aluminium (upp till 50 mm) tejp, såväl som glasskivor. Utrustning med americium-241 används också för att avlägsna elektrostatiska laddningar inom industrin från plast, syntetiska filmer och papper. Det finns också inuti vissa rökdetektorer (~0,26 mikrogram per detektor).
Kärnisomeren americium-242m har ett högt termisk neutronklyvningstvärsnitt (6000 barn ), ett stort antal emitterade neutroner per fission (3,6) och en relativt lång halveringstid (141 år) [9] , vilket gör den till en lämplig bränsle för ultrakompakta kärnreaktorer ( den kritiska massan är 3,78 kg, bara vissa kaliforniumisotoper är mindre). Det är till exempel tänkt att det ska användas för kärnreaktorer på interplanetära rymdfarkoster [10] . Produktionen av denna isotop i gramkvantiteter diskuteras dock bara än så länge (den är tänkt att erhållas från 241 Am, som ingår i SNF i en mängd i storleksordningen ett kilogram per ton).
Fara
Americium är ett mycket giftigt element. MPC - värdet för americium i luften är cirka 1⋅10 −4 Bq / l, i vattnet i reservoarer - cirka 70-80 Bq / l.
Americium brott
I april 2021 greps två personer i den georgiska staden Kutaisi som försökte sälja americium-241 illegalt för 300 000 euro [11] .
Anteckningar
- ↑ Meija J. et al. Grundämnenas atomvikter 2013 (IUPAC Technical Report ) // Pure and Applied Chemistry . - 2016. - Vol. 88 , nr. 3 . - S. 265-291 . - doi : 10.1515/pac-2015-0305 .
- ↑ 1 2 3 4 5 6 Gromov B. V. Americium // Chemical Encyclopedia : i 5 volymer / Kap. ed. I. L. Knunyants . - M . : Soviet Encyclopedia , 1988. - T. 1: A - Darzana. - S. 125. - 623 sid. — 100 000 exemplar. - ISBN 5-85270-008-8 .
- ↑ WebElements periodiska system för grundämnen | Amerika | kristallstrukturer . Hämtad 10 augusti 2010. Arkiverad från originalet 25 mars 2010.
- ↑ Pepling, Rachel Sheremeta Chemical & Engineering News: Det är elementärt: Det periodiska systemet - Americium (2003). Datum för åtkomst: 7 juli 2010. Arkiverad från originalet den 27 december 2007.
- ↑ Fields PR, Studier MH, Diamond H., Mech JF, Inghram MG, Pyle GL, Stevens CM, Fried S., Manning WM, Ghiorso A. , Thompson SG, Higgins GH, Seaborg GT Transplutonium Elements in Thermonuclear Test Debris .) // Fysisk recension : tidskrift. - 1956. - Vol. 102 , nr. 1 . - S. 180-182 . - doi : 10.1103/PhysRev.102.180 . — .
- ↑ Eriksson M. On Weapons Plutonium in the Arctic Environment (PhD-avhandling ) . - Risø National Laboratory, Roskilde, Danmark: Lunds universitet , 2002. - S. 28. - 150 s. - ISBN 87-550-3007-6. Arkiverad kopia (inte tillgänglig länk) . Hämtad 9 oktober 2019. Arkiverad från originalet 18 december 2008.
- ↑ Seaborg GT Transuranbeståndsdelarna // Vetenskap . - 1946. - Vol. 104 , nr. 2704 . - s. 379-386 . - doi : 10.1126/science.104.2704.379 . - . — PMID 17842184 . — .
- ↑ 1 2 3 4 Kemiska egenskaper hos oorganiska ämnen / utg. R. A. Lidina. - 3:e uppl., Rev. - M .: Chemistry, 2000. - S. 348-349. — 480 s. — ISBN 5-7245-1163-0 .
- ↑ Encyclopedia of Neutron Data (pdf). Rosfond (Russian Library of Estimated Neutron Data Files). Tillträdesdatum: 26 juni 2011. Arkiverad från originalet 22 augusti 2011.
- ↑ IOP-publicering
- ↑ Två personer greps i Georgien för att ha försökt sälja ett radioaktivt ämne . Hämtad 25 april 2021. Arkiverad från originalet 7 april 2022.
Länkar
 Ordböcker och uppslagsverk | |
|---|---|
| I bibliografiska kataloger |
|
| Periodiskt system av kemiska element av D. I. Mendeleev | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektrokemisk aktivitet serie av metaller | |
|---|---|
|
Eu , Sm , Li , Cs , Rb , K , Ra , Ba , Sr , Ca , Na , Ac , La , Ce , Pr , Nd , Pm , Gd , Tb , Mg , Y , Dy , Am , Ho , Er , Tm , Lu , Sc , Pu , | |