Ameryk

Ameryk

pluton ← ameryk → kiur
Eu ↑ Am ↓ Uqp 95 Am
Wygląd
srebrzysty
Widmo emisyjne ameryku
Ogólne informacje
Nazwa, symbol, l.a.	ameryk, Am, 95 (łac. americium)
Grupa, okres, blok	–, 7, f
Stopień utlenienia	III, IV, VI
Właściwości metaliczne	aktynowiec
Masa atomowa	[243][2][a]
Stan skupienia	stały
Gęstość	12000 kg/m³[1]
Temperatura topnienia	1176 °C[1]
Temperatura wrzenia	2011 °C[1]
Numer CAS	7440-35-9
PubChem	23966
Właściwości atomowe Promień • atomowy • walencyjny • van der Waalsa 173 pm 180 ± 6 pm 99 pm (Am^3+); 89 pm (Am^4+) Konfiguracja elektronowa [Rn]5f^77s^2 Zapełnienie powłok 2, 8, 18, 32, 25, 8, 2 (wizualizacja powłok) Elektroujemność • w skali Paulinga • w skali Allreda 1,3 1,2 Potencjały jonizacyjne I 578 kJ/mol
Właściwości fizyczne Układ krystalograficzny heksagonalny
Najbardziej stabilne izotopy izotop wyst. o.p.r. s.r. e.r. MeV p.r. ^240Am {syn.} 50,9 godz w.e. ^240Pu ^240Am {syn.} 50,9 godz α ^236Np ^241Am {syn.} 432,2 lat α 5,482 5,439 5,386 ^237Np ^242Am {syn.} 100 lat β 0,575 ^242Am {syn.} 100 lat γ 0,053 0,038 ^242mAm {syn.} 141 lat α ^238Np ^242mAm {syn.} 141 lat i.t. ^242Am ^243Am {syn.} 7370 lat α 5,267 5,224 5,169 ^239Np ^243Am {syn.} 7370 lat γ 0,075
Niebezpieczeństwa Globalnie zharmonizowany system klasyfikacji i oznakowania chemikaliów Wiarygodne źródła oznakowania tej substancji według kryteriów GHS są niedostępne.
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą warunków normalnych (0 °C, 1013,25 hPa)

Ameryk (Am, łac. americium) – pierwiastek chemiczny z grupy aktynowców. Otrzymał go Glenn Seaborg ze współpracownikami^[b] w 1944 roku, bombardując uran-238 przyspieszonymi cząstkami α: ${\displaystyle {}^{238}\mathrm {U} (\alpha ,n){}^{241}\mathrm {Pu} .}$ Powstały pluton-241 ulega spontanicznemu rozpadowi promieniotwórczemu β⁻, w wyniku którego powstaje ameryk-241^[3]. Został nazwany na cześć Ameryki. Jest miękkim, srebrzystobiałym metalem^[4]. Wszystkie jego izotopy są promieniotwórcze.

Pierwsza informacja o wytworzeniu ameryku została publicznie ujawniona przez Seaborga w dziecięcym quizie radiowym Quiz Kids stacji NBC w 1945, w odpowiedzi na pytanie jednego z uczestników, czy Seaborg odkrył jakieś inne nowe pierwiastki poza plutonem i neptunem. Oficjalnie odkrycie zakomunikowano 5 dni później^[5]. Cena 1 grama AmO
2 wynosi ok. 1500 USD (cena ustalona w 1962 r., od tego czasu pozostała na zbliżonym poziomie – stan na 2018 r.)^[6].

Roztwory związków ameryku na różnych stopniach utlenienia

Am(III)

Am(IV)

Am(IV) i Am(VI)

Właściwości chemiczne

Jest odpowiednikiem europu w szeregu lantanowców. Własnościami przypomina uran, neptun i pluton^[4]. Roztwarza się w kwasie solnym, ale nie roztwarza się w amoniaku.

W związkach występuje na stopniach utlenienia od III (najtrwalszy) do VI. Współstrąca się z solami lantanu. Adsorbuje na pentatlenku tantalu. Pod działaniem silnych utleniaczy powstają łatwo redukowalne jony amerycylowe AmO₂⁺ i AmO₂^2+[4].

Właściwości fizyczne

Jest metalem niemagnetycznym i wykazuje nadprzewodnictwo^[7].

²⁴²Am ma największy ze wszystkich aktynowców przekrój na wychwyt neutronów, ok. 8000 ±1000 barnów^[4].

Ameryk-241 jest materiałem rozszczepialnym. Jego promień krytyczny wynosi 11,5 cm, a masa krytyczna 83 kg^[8].

Otrzymywanie

W śladowych ilościach niektóre izotopy mogły występować wraz z rudami uranowymi, np. w naturalnym reaktorze w Oklo w Gabonie^[5]. Na większą skalę (kilku gramów rocznie)^[5] jest produkowany w reaktorach jądrowych podczas bombardowania uranu (plutonu) neutronami i przejść beta, np.:

${\displaystyle {}^{239}\mathrm {Pu} (n,\gamma ){}^{240}\mathrm {Pu} (n,\gamma ){}^{241}\mathrm {Pu} \;\to \;{}^{241}\mathrm {Am} .}$

Otrzymane izotopy ameryku mają liczby masowe z zakresu od 237 do 246 (plus izomer jądrowy 242m). Powstaje również podczas detonacji bomb jądrowych i termojądrowych^[5].

Wolny metal można otrzymać przez redukcję fluorku AmF₃ mieszaniną wodoru i fluorowodoru lub parami baru w wysokich temperaturach (1100 °C)^[4].

Wykorzystanie

Do najważniejszych izotopów należą ²⁴¹Am i ²⁴³Am. Izotop ²⁴¹Am wykorzystywany jest w precyzyjnych urządzeniach pomiarowych (np. przemysłowych licznikach przepływu, lotniczych wskaźnikach paliwa, miernikach grubości)^[9][10] i czujnikach dymu (w ilości ok. 0,0002 grama i o aktywności ok. 33 kBq)^[10]. Jest także wygodnym źródłem promieniowania γ o energii 59,5 keV.

Bezpieczeństwo

Dopuszczalna aktywność izotopu ²⁴¹Am w organizmie człowieka wynosi 18 kBq, a narządami krytycznymi są nerki i kości^[11].

Uwagi

1. Wartość w nawiasach klamrowych jest liczbą masową najtrwalszego izotopu tego pierwiastka, z uwagi na to, że nie posiada on trwałych izotopów, a tym samym niemożliwe jest wyznaczenie dla niego standardowej względnej masy atomowej. Bezwzględna masa atomowa tego izotopu wynosi: 243,06138 u (243
   Am). Zob. Prohaska i in. 2021 ↓, s. 584.
2. Byli to: Ralph James, Leon Morgan i Albert Ghiorso.

Przypisy

1. David R.D.R. Lide David R.D.R. (red.), CRC Handbook of Chemistry and Physics, wyd. 90, Boca Raton: CRC Press, 2009, s. 4–46, ISBN 978-1-4200-9084-0  (ang.).
2. ThomasT. Prohaska ThomasT. i inni, Standard atomic weights of the elements 2021 (IUPAC Technical Report), „Pure and Applied Chemistry”, 94 (5), 2021, s. 573–600, DOI: 10.1515/pac-2019-0603  (ang.).
3. AndrzejA. Czerwiński AndrzejA., Energia jądrowa i promieniotwórczość, Oficyna Wydawnicza Krzysztof Pazdro, 1998, s. 123, ISBN 83-85751-48-3 .
4. Encyklopedia techniki. Energia jądrowa. Jan Zienkiewicz (red.). Warszawa: Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, 1970, s. 16.
5. Americium - Element information, properties and uses [online], www.rsc.org [dostęp 2018-01-19]  (ang.).
6. Radioisotope uses for consumer products - World Nuclear Association [online], www.world-nuclear.org [dostęp 2018-01-19] .
7. Americium, [w:] PubChem [online], United States National Library of Medicine, CID: 23966  (ang.).
8. Canadian NuclearC.N. Society Canadian NuclearC.N., Americium-241 vs. Plutonium-239 Fact Sheet [online] .
9. americium, [w:] Encyclopædia Britannica [dostęp 2018-01-19]  (ang.).
10. ATSDR - Public Health Statement: Americium [online], www.atsdr.cdc.gov [dostęp 2018-01-19]  (ang.).
11. Ryszard Szepke: 1000 słów o atomie i technice jądrowej. Wydawnictwo Ministerstwa Obrony Narodowej, 1982. ISBN 83-11-06723-6. Brak numerów stron w książce

Kontrola autorytatywna (pierwiastek chemiczny):

• LCCN: sh85004443
• GND: 4191405-3
• NDL: 00575178
• J9U: 987007294067605171

Encyklopedie internetowe:

• Britannica: science/americium
• Treccani: americio
• Universalis: americium
• SNL: americium
• DSDE: americium