Americium (chemie-master.de - Website für den Chemieunterricht)

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Americium

[243] u
₉₅Am

Actinoide
7. Periode

_______________

Elementart: Metall	Oxidationsstufe(n): +3 (+4, +5, +6)
Schmelztemperatur: 1176 °C (1449 K)	Elektronegativität: 1,3
Siedetemperatur: 2607 °C (2880 K)	Atomradius: 173 pm
Dichte: 13,671 g/cm³	Erdkrustenhäufigkeit: künstlich

Anordnung der Elektronen
1s	2s	2p	3s	3p	3d	4s	4p	4d	4f	5s	5p	5d	5f	..	6s	6p	6d	...	7s
2	2	6	2	6	10	2	6	10	14	2	6	10	7		2	6			2

Name

Das in der gleichen Gruppe über dem Americium stehende Europium wurde nach dem Kontinent, auf dem es entdeckt wurde, benannt. In Entsprechung dazu erhielt das neu gefundene Element den Namen Americium.

Entdeckung

Ende 1944/Anfang 1945 isolierten Seaborg, James, Morgan und Ghiorso am metallurgischen Laboratorium der Universität von Chicago aus einer Plutonium-Probe, die im Reaktor mit Neutronen bestrahlt wurde, ein bis dahin noch unbekanntes, a-Strahlen aussendendes langlebiges Nuklid. Das Nuklid entstand durch mehrfachen Neutroneneinfang aus ²³⁹Pu:
²³⁹Pu + n

²⁴⁰Pu (Aussendung von g-Strahlung)
²⁴⁰Pu + n

²⁴¹Pu (Aussendung von g-Strahlung)
²⁴¹Pu

²⁴¹Am (Ein Neutron wandelt sich unter Aussendung von b-Strahlung in ein Proton um, so dass die Protonenzahl von 94 auf 95 ansteigt.)
Die erste wägbare Menge an Americium (²⁴¹Am) - einige wenige Mikrogramm - wurde von Cunningham 1945 isoliert. Heutzutage wird ²⁴¹Am in Kilogramm-Mengen produziert.

Eigenschaften

Americium ist ein geschmeidiges Metall. Es scheint leichter verformbar zu sein als Uran oder Neptunium. Im Vergleich zu Plutonium und Neptunium hat frisch bereitetes Americium einen stärkeren silbrig-weißen Glanz, der in trockener Luft bei Zimmertemperatur allmählich ermattet. Das Metall kann in sehr reiner Form durch Erhitzen auf ca. 1500 °C erhalten werden. Das sich dabei an den kälteren Teilen der Apparatur absetzende Americium hat einen Reinheitsgrad von 99,8 bis 99,9%, weil der Dampfdruck des sich verflüchtigenden Americiums wesentlich höher ist als der des begleitenden Lanthan.

Dank an Dr. A. Kronenberg, www.kernchemie.de

Americium in Brocken.

Americium löst sich leicht in verdünnten Mineralsäuren. In wässriger Lösung ebenso wie in festen Verbindungen liegt Americium in den Oxidationsstufen +3 (blassrot), +4 (blassrot), +5 (gold-braun) und +6 (goldbraun) vor. Am stabilsten ist Am³⁺. Das Verhalten von Am³⁺ entspricht der Stellung des Americiums als Element der Actinoiden-Reihe im Periodensystem und der Analogie zu den Lanthanoiden. Im Gegensatz zu seinem Homologen Europium kann Am³⁺ nicht zu Am²⁺ reduziert werden. Es gibt jedoch Hinweise auf eine Existenz von Am(II). Verbindungen des Americiums in den höheren Oxidationsstufen (+4 bis +6) stellen starke Oxidationsmittel dar. Sie sind nur stabil bei Abwesenheit oxidierbarer Substanzen. Ihr Oxidationsvermögen ist vergleichbar dem des Permanganat-Ions (MnO₄^–) in saurer Lösung.

Americium(III): Americium mit der Oxidationsstufe +3 (hier farblos, in höherer Konzentration blassrot) in einer galvanischen Zelle mit 2-molarer Natriumcarbonat-Lösung.	Americium(IV): Sobald man der Lösung mit Hilfe der Platin-Elektrode Elektronen entzieht, wird Americium zur Oxidationsstufe +4 (gold-braun) oxidiert. Mit diesem Experiment wurde erstmals das zuvor instabile Americium(IV) in einem stabilisierenden Medium erhalten.
	Americium(IV) und Americium(VI) in Natriumcarbonat-Lösung Fotos und Informationen: A. Kronenberg, Los Alamos National Laboratory

Verwendung

Der größte Anteil des produzierten ²⁴¹Am dient zur Gewinnung von ²⁴²Cm als Vorstufe von ²³⁸Pu. ²⁴¹Am findet auch Verwendung in Neutronenquellen oder in Ionisationsrauchmeldern.

Ionisationsrauchmelder sind mit zwei Ionisationskammern ausgestattet, in denen die Luft von einem Americium-Strahler ionisiert wird. Das Americium befindet sich als schwer lösliches Americiumoxid in einer dünnen eloxierten Aluminiumfolie, die mit einer ca. 2 µm dicken Gold/Palladium-Auflage bedeckt ist. Tritt Rauch in die Probekammer, so kommt es zu einer Spannungsänderung zwischen beiden Kammern, was zu einer Alarmauslösung führt. Im Gegensatz zu optischen Rauchmeldern sprechen Ionisationsrauchmelder auf alle Arten von Rauch schnell und zuverlässig an.

Isotope

Nur Radionuklide, keine stabilen Isotope.
²⁴¹Am ist ein a-Strahler mit ungefähr der dreifachen Aktivität des Radiums. Seine Halbwertszeit beträgt 432,2 Jahre. Langlebigstes Isotop ist ²⁴³Am mit einer Halbwertszeit von 7370 Jahren.

Redox-Potenziale

Am Am³⁺ + 3 e^–	-2,32 Volt
Am³⁺/Am⁴⁺	+2,44 Volt


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