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CHEMIE-MASTER-Periodensystem für den Schulgebrauch

Periodensystem für den Schulgebrauch von chemie-master.de



  • Elementart:

    Actinoid

  • 7. Periode

    Q-Schale

  • Elektronenkonfiguration:

    [Rn]5f77s2

  • Schmelztemperatur:

    1449 K bzw. 1175,85 °C

  • Siedetemperatur:

    2880 K bzw. 2606,85 °C

  • Dichte:

    13,671 g/cm3

  • Oxidationsstufe(n):

    +3 (+4, +5, +6)

  • Elektronegativität:

    1,3

  • Atomradius:

    173 pm

  • Ionenradius [pm]:

    Am3+: 107
    Am4+: 92
    Am5+: 86
    Am6+: 80

  • 1. Ionisierungsenergie:

    576,39 kJ/mol

  • Erdkrustenhäufigkeit:

    künstlich


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

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, α-Strahlen aussendendes langlebiges Nuklid. Das Nuklid entstand durch mehrfachen Neutroneneinfang aus 239Pu:
239Pu + n → 240Pu (Aussendung von γ-Strahlung)
240Pu + n → 241Pu (Aussendung von γ-Strahlung)
241Pu → 241Am (Ein Neutron wandelt sich unter Aussendung von β-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.


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.

Fotos und Informationen: A. Kronenberg, Los Alamos National Laboratory
Americium(III)
Americium(III): Americium mit der Oxidationsstufe +3 (hier farblos, in höherer Konzentration blassrot) in einer galvanischen Zelle mit 2-molarer Natriumcarbonat-Lösung.
Americium(IV)
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)
Americium(IV) und Americium(VI) in Natriumcarbonat-Lösung

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:

Radioaktivität Nur Radionuklide, keine stabilen Isotope.
241Am ist ein α-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