Americiu

Americiu
←  Plutoniu | Curium  →
95 UE
↑
Am
↓
(Uqe)		 Sistem periodic de elemente95 am
Aspectul unei substanțe simple
proba de americiu
Proprietățile atomului
Nume, simbol, număr Americiu / Americiu (Am), 95
Grup , punct , bloc 3 (învechit 3), 7,
element f
Masa atomica
( masa molara )		 [243] ( numărul de masă al celui mai stabil izotop) [1]
Configuratie electronica [Rn] 5f 7 7s 2
Raza atomului ora 173
Proprietăți chimice
Raza ionică (+4e) 92 (+3e) 107  pm
Electronegativitatea 1.3 (Scara Pauling)
Potențialul electrodului Am←Am 4+ -0,90 V
Am←Am 3+ -2,07 V
Am←Am 2+ -1,95 V
Stări de oxidare +3, +4, +5, +6
Energia de ionizare
(primul electron)		 578 (6,0 [2] )  kJ / mol  ( eV )
Proprietățile termodinamice ale unei substanțe simple
Densitate (la n.a. ) 13,67 g/cm³
Temperatură de topire 1448 K (1176 °C, 2149 °F)
Temperatura de fierbere 2880,15 K (2607°C, 4725°F)
Oud. căldură de fuziune (10,0) kJ/mol
Oud. căldură de evaporare 238,5 kJ/mol
Capacitate de căldură molară 25,85 [2]  J/(K mol)
Volumul molar 20,8  cm³ / mol
Rețeaua cristalină a unei substanțe simple
Structura de zăbrele Hexagonal
Parametrii rețelei a=3,468 c=11,24 [3]
raport c / a 3.24
numar CAS 7440-35-9
izotopii cei mai longevivi
Izotop Prevalență
_ 		Jumătate de viață Canal de dezintegrare Produs de degradare
241 am sinteză. 432,2 ani SD -
α 237Np _
242m1 Am sinteză. 141 de ani IP 242 am
α 238Np _
SD -
243 am sinteză. 7370 de ani SD -
α 239Np _
95 Americiu
A.m(243)
5f 7 7s 2

Americiul  ( simbol chimic - Am , din lat.  Americiu ) este un element chimic al grupului al 3-lea (conform clasificării învechite - un subgrup lateral al celui de-al treilea grup, IIIB) al perioadei a șaptea a sistemului periodic de elemente chimice din D. I. Mendeleev , cu număr atomic 95.

Aparține familiei actinidelor . Americiul este al patrulea element transuraniu sintetizat . Toți izotopii sunt radioactivi.

Substanța simplă americiu este un metal alb argintiu greu .

Istorie

Elementul a fost obținut artificial în 1944 la Laboratorul de Metalurgie al Universității din Chicago de Glenn Seaborg și colegii săi, iar descoperirea a fost clasificată. Interesant este că descoperirea americiului și a curiumului a fost anunțată public pentru prima dată de Seaborg în cadrul programului radio pentru copii Quiz Kids când unul dintre ascultători l-a întrebat ce elemente transuraniu au fost descoperite în timpul războiului. Descoperirea a fost anunțată oficial la o ședință a Societății Americane de Chimie la doar cinci zile după difuzarea radio, pe 11 noiembrie 1945 [4] .

Americiul existent este concentrat în atmosferă în zonele utilizate pentru testarea armelor nucleare efectuate între 1945 și 1980, precum și în locurile de incidente nucleare precum dezastrul de la Cernobîl. De exemplu, analiza resturilor de la locul unde a fost testată prima bombă cu hidrogen din SUA (1 noiembrie 1952, atolul Enewetak) a relevat concentrații mari de diferite actinide, inclusiv americiu; dar din cauza secretului militar, aceste date au fost publicate abia în 1956 [5] . Trinititul , o substanță sticloasă formată la locul testului unei bombe nucleare la baza Trinity de lângă Alamogordo, New Mexico, la 16 iulie 1945, conținea urme de americiu-241. Niveluri ridicate de americiu au fost detectate și în 1968 în Groenlanda la locul prăbușirii unui bombardier american Boeing B-52 care transporta patru bombe cu hidrogen [6] .

Originea numelui

Învelișul exterior de electroni a noului element (5f) s-a dovedit a fi similar cu învelișul de electroni a europiului (4f). Prin urmare, elementul a fost numit americiu în onoarea Americii , ca europiu - în onoarea Europei [7] .

Proprietăți fizice

Configurația electronică completă a atomului de americiu este: 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 6 5f 2 7 .

Americiul este un metal radioactiv maleabil și maleabil alb-argintiu. Strălucește în întuneric datorită propriei radiații α . Similar cu metalele din familia pământurilor rare . Are două forme alotrope .

În forma de temperatură scăzută (densitate 13,67 g/cm 3 ) are o structură hexagonală dublă dens, care la 1074 °C se transformă într-o structură cubică centrată pe fețe. Punct de topire - 1175 ° C. Punct de fierbere - 2607 ° C.

Proprietăți chimice

Proprietățile chimice ale americiului sunt similare cu lantanidele [2] . Agent reducător puternic.

( n = 2,7 ± 0,3) .

Izotopi

Americiul nu are izotopi stabili. Cel mai lung izotop al americiului este 243 Am; timpul său de înjumătățire este de 7350±9 ani .

Obținerea

241 Am este acum produs comercial din descompunerea lui 241 Pu : Pu-241 -> (13,2 ani, dezintegrare beta) -> Am-241 și 243 Am din dezintegrarea lui 243 Pu.

241 Pu se formează în toate reactoarele nucleare atunci când un neutron este captat de uraniul-238.

  1. 238 U + n → 239 U
  2. 239 U β-degradare → 239 Np
  3. 239 Np β-degradare → 239 Pu
  4. 239 Pu + n → 240 Pu
  5. 240 Pu + n → 241 Pu
  6. 241 Pu β-degradare (13,2 ani) → 241 Am (timp de înjumătățire 432,2 ani)
  7. 241 Pu + n → 242 Pu
  8. 242 Pu + n → 243 Pu
  9. 243 Pu → 243 Am (timp de înjumătățire 4,956(3) ore, dezintegrare beta)

Deoarece 241 Pu este de obicei prezent în plutoniul proaspăt produs pentru arme , 241 Am se acumulează în material pe măsură ce 241 Pu se descompune. În acest sens, joacă un rol important în îmbătrânirea armelor cu plutoniu. Plutoniul proaspăt produs pentru arme conține 0,5-1,0% 241 Pu, plutoniul pentru reactor are de la 5-15% la 25% 241 Pu. În câteva decenii, aproape toate 241 Pu se vor degrada în 241 Am. Energia dezintegrarii alfa de 241 Am și durata de viață relativ scurtă creează o radioactivitate specifică și o putere termică ridicată (106 W/kg, de exemplu, 241 Pu are o putere termică de 3,4 W/kg). Cea mai mare parte a activității alfa și gama a plutoniului vechi de calitate pentru arme se datorează 241 Am.

Aplicație

Cel mai longeviv izotop al americiului , 243 Am, are un timp de înjumătățire de 7,37 mii de ani și este folosit pentru cercetarea radiochimică și acumularea de transurani mai îndepărtați, până la fermiu .

Mult mai diversă este aplicarea primului izotop descoperit de americiu, 241 Am. Are un timp de înjumătățire de 433,2 ani. Acest izotop, în descompunere, emite particule alfa și raze gamma moi (60 keV) (de exemplu: energia razelor gamma dure emise de cobalt-60 este mai mare de 1 MeV: 1,173 și 1,332 MeV). Protecția împotriva radiațiilor moi Am-241 este relativ simplă și nemasivă: un strat centimetru de plumb este suficient . În industrie sunt utilizate diverse instrumente de măsurare și cercetare americiului-241, în special pentru măsurarea continuă a grosimii benzii de oțel (de la 0,5 la 3 mm) și aluminiu (până la 50 mm), precum și a foii de sticlă. Echipamentele cu americiu-241 sunt, de asemenea, folosite pentru a îndepărta încărcările electrostatice din industrie din materiale plastice, folii sintetice și hârtie. Se găsește și în interiorul unor detectoare de fum (~0,26 micrograme per detector).

Izomerul nuclear americiu-242m are o secțiune transversală mare de fisiune de neutroni termici (6000 hambare ), un număr mare de neutroni emiși pe fisiune (3,6) și un timp de înjumătățire relativ lung (141 de ani) [9] , ceea ce îl face potrivit combustibil pentru reactoare nucleare ultracompacte ( masa critică  este de 3,78 kg, doar unii izotopi de californiu sunt mai mici). Se presupune, de exemplu, să-l folosească pentru reactoare nucleare de pe nave spațiale interplanetare [10] . Cu toate acestea, producția acestui izotop în cantități de grame este discutată doar până acum (se presupune că se obține din 241 Am, care este conținut în SNF într-o cantitate de ordinul unui kilogram pe tonă).

Pericol

Americiul este un element foarte toxic. Valoarea MPC pentru americiu în aer este de aproximativ 1⋅10 −4 Bq / l, în apa rezervoarelor - aproximativ 70-80 Bq / l.

Crime de Americiu

În aprilie 2021, în orașul georgian Kutaisi au fost reținute două persoane care au încercat să vândă ilegal americiu-241 pentru 300.000 de euro [11] .

Note

  1. ↑ Meija J. și colab. Greutăți atomice ale elementelor 2013 (Raport tehnic IUPAC  )  // Chimie pură și aplicată . - 2016. - Vol. 88 , nr. 3 . - P. 265-291 . - doi : 10.1515/pac-2015-0305 .
  2. ↑ 1 2 3 4 5 6 Gromov B. V. Americiu // Enciclopedia chimică  : în 5 volume / Cap. ed. I. L. Knunyants . - M . : Enciclopedia Sovietică , 1988. - T. 1: A - Darzana. - S. 125. - 623 p. — 100.000 de exemplare.  - ISBN 5-85270-008-8 .
  3. ↑ WebElements Tabel periodic al elementelor | America | structuri cristaline . Preluat la 10 august 2010. Arhivat din original la 25 martie 2010.
  4. ↑ Pepling, Rachel Sheremeta Chemical & Engineering News: It's Elemental: The Periodic Table - Americium (2003). Data accesului: 7 iulie 2010. Arhivat din original la 27 decembrie 2007.
  5. ↑ 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.)  // Revista fizică  : jurnal. - 1956. - Vol. 102 , nr. 1 . - P. 180-182 . - doi : 10.1103/PhysRev.102.180 . — Cod .
  6. ↑ Eriksson M. On Weapons Plutonium in the Arctic Environment (teză de doctorat  ) . - Laboratorul Național Risø, Roskilde, Danemarca: Universitatea Lund , 2002. - P. 28. - 150 p. - ISBN 87-550-3007-6. Copie arhivată (link indisponibil) . Preluat la 9 octombrie 2019. Arhivat din original la 18 decembrie 2008. 
  7. ↑ Seaborg GT The Transuranium Elements   // Science . - 1946. - Vol. 104 , nr. 2704 . - P. 379-386 . - doi : 10.1126/science.104.2704.379 . - Cod biblic . — PMID 17842184 . — .
  8. ↑ 1 2 3 4 Proprietățile chimice ale substanțelor anorganice / ed. R. A. Lidina. - Ed. a 3-a, Rev. - M .: Chimie, 2000. - S. 348-349. — 480 s. — ISBN 5-7245-1163-0 .
  9. ↑ Enciclopedia Datelor Neutronilor (pdf). Rosfond (Biblioteca rusă de fișiere de date estimate cu neutroni). Data accesului: 26 iunie 2011. Arhivat din original la 22 august 2011.
  10. ↑ Editura IOP
  11. ↑ Două persoane au fost reținute în Georgia pentru că au încercat să vândă o substanță radioactivă . Consultat la 25 aprilie 2021. Arhivat din original pe 7 aprilie 2022.

Link -uri

  Accesați articolul Wikidata  Dicționare și enciclopedii
În cataloagele bibliografice
 Sistem periodic de elemente chimice a lui D. I. Mendeleev
  unu 2                             3 patru 5 6 7 opt 9 zece unsprezece 12 13 paisprezece cincisprezece 16 17 optsprezece
unu H   El
2 Li Fi   B C N O F Ne
3 N / A mg   Al Si P S Cl Ar
patru K Ca   sc Ti V Cr Mn Fe co Ni Cu Zn Ga GE La fel de Se Br kr
5 Rb Sr   Y Zr Nb lu Tc Ru Rh Pd Ag CD În sn Sb Te eu Xe
6 Cs Ba La Ce Relatii cu publicul Nd P.m sm UE Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb lu hf Ta W Re Os Ir Pt Au hg Tl Pb Bi Po La Rn
7 pr Ra AC Th Pa U Np Pu A.m cm bk cf Es fm md Nu lr RF Db Sg bh hs Mt Ds Rg Cn Nh fl Mc Lv Ts Og
 
Metale alcaline metale alcalino-pământoase Lantanide Actinide metale de tranziție
metale ușoare Semimetale nemetale Halogeni gaze nobile
 Seria de activitate electrochimică a metalelor

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 ,
Th , Np , U , Hf , Be , Al , Ti , Zr , Yb , Mn , V , Nb , Pa , Cr , Zn , Ga , Fe , Cd , In , Tl , Co , Ni , Te , Mo , Sn , Pb , H 2 ,
W , Sb , Bi , Ge , Re , Cu , Tc , Te , Rh , Po , Hg , Ag , Pd , Os , Ir , Pt , Au