Americium
Americium ist ein reaktionsfähiges, silbrig glänzendes, dehnbares Schwermetall. Es ist das 6. Element der Actinoide. Das Metall löst sich leicht in Säuren und bildet überwiegend Verbindungen mit der Oxidationsstufe III. Aber auch rotgelbe Am4
+- Ionen, die in wässriger Lösung nicht beständig sind, und gelbe AmO2
+- Ionen sind bekannt. Americium wird in Kilogramm-Mengen bei Kernreaktionen aus 241Pu gebildet. Einige Verbindungen dienen Spezialzwecken in der Technik und der Medizin.
Eigenschaften des Elements
| Einordnung in das Periodensystem der Elemente und Eigenschaften |
Atombau |
| Ordnungszahl: 95 | 95 Protonen 95 Elektronen |
| 7. Periode | 7 besetzte Elektronenschalen |
| IGruppe der Actinoide | 9 Außenelektronen |
| Elektronenkonfiguration im Grundzustand | Rn 7s25f7 |
| Elektronegativität | 1,3 |
| Ionisierungsenergie in eV | 6,0 |
| häufigste Oxidationszahlen | III |
| Atommasse des Elements in u | 243,061 |
| Atomradius in 10- 1 0m | 1,84 |
| Ionenradius in 10- 1 0m | 1,07 (+3) |
| Aggregatzustand im Normalzustand | fest |
Stoffkonstanten und Häufigkeit des Vorkommens in der Natur
Dichte in  bei 25°C |
11,7 |
| Härte nach Mohs und nach Brinell | |
Schallgeschwindigkeit in  |
|
| Schmelztemperatur in °C | > 850 |
spezifische Schmelzwärme in  |
59,26 |
| Siedetemperatur in °C | 2600 |
| spezifische Verdampfungswärme in |
981,48 |
Standardentropie S0 in  |
|
Wärmeleitfähigkeit in  |
10,0 |
spezifische Wärmekapazität in  |
|
Volumenausdehnungskoeffizient in 10-
3
|
|
spez. elektrischer Widerstand in  |
0,6803 |
| Anteil in der Erdhülle in % (Atmosphäre, Wasser, Erdkruste bis 10 km Tiefe) |
Alle Isotope sind radioaktiv.
Isotope des Elements
| Ordnungszahl Z | Massen- zahl A | Atommasse in u | Häufigkeit in % |
Art der Strahlung und Energie in MeV |
Halbwertszeit |
| 95 | 241 | 241,056 71 | künstlich | α: 5,486 | 458 a |
| 242 | 242,059 50 | künstlich | β
 : 0,6 |
100 a | |
| 243 | 243,061 37 | künstlich | α: 5,275 | 8 · 103 a | |
| 245 | 245,066 34 | künstlich | β
: 0,9 |
2 h |
Energieniveauschema
Weitere Eigenschaften
Das radioaktive Schwermetall Americium ist silberweiß glänzend und sehr geschmeidig. An Luft läuft es jedoch wegen einsetzender Oxidation schnell an. Es tritt in zwei allotropen Modifikationen auf: α-Americium und β-Americium. Es besitzt eine mittlere Schmelz- und Siedetemperatur. Americium gehört zu den sog. Actinoiden. Es neigt zu Komplexbildung und bildet in seinen Verbindungen die Oxidationsstufen II, III, IV, V und IV, wobei die Oxidationsstufe III die stabilste ist. Americium ist stark elektropositiv und ein sehr unedles Metall. Es ist sehr reaktionsfreudig und wird in Sauerstoff- oder Wasserstoffatmosphäre oberflächlich unter Bildung des Americiumoxids oder Americiumhydroxids angegriffen. Es löst sich leicht in Säuren.
Entdeckung
Americium wurde in Form des Isotops Am 1945 von den amerikanischen Forschern SEABORG, GHIORSO, JAMES und MORGAN künstlich hergestellt und nachgewiesen. Im Juli 1944 beschossen SEABORG und Mitarbeiter eine Probe Pu mit 4He-Kernen und eine weitere Probe mit Deuteronen. Nach der chemischen Abtrennung der dreiwertigen Ionen von Plutonium wurden zwei α-Aktivitäten entdeckt, die auf die Elemente 95 und 96 hinwiesen. Der eindeutige Nachweis des Element 95 gelang erst später, nach der Aufarbeitung einer Probe Pu, die sechs Monate in einem Kernreaktor bestrahlt worden war. Erst Ende 1945 gelang es CUNNIGHAM (1912 - 1972), wenige Mikrogramm in Form des Isotops Am als Hydroxid zu isolieren und einige Eigenschaften des Elements zu ermitteln. Das Element 95 erhielt in Anlehnung an seinen leichteren Homologen Europium den Namen «Americium» mit dem chemischen Symbol «Am».
Vorkommen/Herstellung
Americium existiert nicht natürlich. Es fällt als Nebenprodukt in Form der Isotope Am und Am in den Brennelementen von Kernreaktoren an. Die Anreicherung und Abtrennung des Elements aus den Reaktor-Ablaugen erfolgt über das stabilere Am3 +-Ion mit Lanthanoiden als Trägersubstanzen. Davon wird es durch fraktionierte Fluoridfällung getrennt. Außerdem wird das Metall auch durch Reduktion des Americiumtrifluorids mit Barium oder durch Reduktion von Americium(IV)-oxid mit Lanthan oder Thorium und anschließender fraktionierter Destillation gewonnen.
Verwendung
Das Isotop des Americium Am wird hauptsächlich zur Erzeugung höherer Transurane verwendet. Es dient u. a. auch als Wärmequelle in thermoelektrischen Isotopenbatterien für Satelliten, als Strahlungsquelle für die Fluoreszenzspektroskopie.
Wichtige Verbindungen
AmF4 (rosa) und Am2O3 (braun)
Bau
Americum kristallisiert in einer dichtesten hexagonalen Struktur.
