介紹
符號Am,原子序數95。原子量243,比重11.7,銀白色金屬。為人工獲得的放射性元素,具強放射性,化學性質活潑,是同位素測厚儀和同位素X螢光儀等的放射源。
已發現鎇有從質量數237到247的13種同位素。最重要的鎇同位素是Am和43Am,它們都是α放射體,半衰期分別為458a和7370a。
鎇是銀白色金屬,熔點1267K,沸點2880K,密度(273K)為13670kg/m。鎇原子的電子構型為〔Rn〕5f 7s。金屬鎇易被稀酸溶解。鎇在水溶液中以+2~+7六種價態存在,其中以Am為最穩定。
發現簡史
名稱由來:模仿銪的命名法,用美洲大陸的名字“America”為鎇命名。
發現人:西博格(G.T.Seaporg)、詹姆斯(R.A.Jamse)和摩根(L.O.Morgan)
發現年代:1944年
地點: 美國
發現過程:1944年,由美國西博格、詹姆斯和摩根在被一個反應堆輻射過的鈽中發現的。
物理性質
熔點994±4℃,沸點2607℃,密度11.7克/立方厘米。六方型銀白色金屬,有光澤;延展性較鈾和鎿為好。空氣中逐漸變暗。溶於稀酸。在稀硫酸或稀硝酸溶液中,可被過二硫酸鹽氧化為AmO22+鹽,溶液呈深黃色。鎇以+3價為最穩定,但同時也有+4,+6價化合物。有氧化物、氫氧化物、氟化物和氯化物等。同位素243Am半衰期為7.95×10年;另一種同位素241Am半衰期為458年。
相對原子質量: 243.061 常見化合價: +2,+3,+4,+5,+6 電負性: 1.3
外圍電子排布: 5f7 7s2 核外電子排布: 2,8,18,32,25,8,2
同位素及放射線: Am-240[2.1d] Am-241[432.7y] Am-242[16h] Am-242m[141y] Am-243(放 α[7370y]) Am-244[10.1h] Am-245[2.1h] Am-246[39.0m] 電子親合和能: 0 KJ·mol-1
第一電離能: 578 KJ·mol-1 第二電離能: 0 KJ·mol-1 第三電離能: 0 KJ·mol-
原子半徑: 0 埃 離子半徑: 埃 共價半徑: 0 埃
元素原子量:[243]
元素類型:金屬
原子體積:(立方厘米/摩爾):17.85 元素描述:銀白灰色的放射性自然非金屬元素。
晶體結構:晶胞為六方晶胞。
晶胞參數:
a = 346.81 pm
b = 346.81 pm
c = 1124.1 pm
α = 90°
β = 90°
γ = 120°
狀態:人造放射性金屬。
地質數據:
太陽(相對於 H=1×1012): 未知 海水中/p.p.m.:零
地殼/p.p.m.: 零 大西洋表面: 太平洋表面:
大氣/p.p.m.(體積): 大西洋深: 太平洋深處:
化學性質
氧化態:
主要:Am+3
其他:Am+2, Am+4, Am+5, Am+6
三氟化鎇(americium trifluoride):化學式AmF_3,分子量300.12。粉紅色粉末,具強α放射性。比重9.53,熔點1393±20℃。和LaF_3結構相似。在空氣中極穩定。可由氟氧化鎇或二氧化鎇在600-700℃的氟化氫氣流中反應1小時,或將三氯化鎇與氟化銨按下式進行複分解反應製得。可用於還原製取金屬鎇。
生物數據:
人體中含量
肝/p.p.m.:
器官中: 零 肌肉/p.p.m.:
血/mg dm-3 : 日攝入量/mg: 零
骨/p.p.m.: 人(70Kg)均體內總量/mg: 零
製備方法
鎇首先合成的是鎇241,是用中子轟擊鈽239產生的。
用中子轟擊鈽原子可製得鎇。
在1000~1200℃用鋇還原三氟化鎇而製得。
製取鎇有兩種途徑:一種是從經過長期存放的高燃耗的鈽(含有大量Pu)中提取;另一種是在核燃料後處理工廠的廢液中提取。前者得到的主要是Am,後者含有Am。可採用離子交換色層分離(見稀土元素色層分離),以磷酸三丁酯(TBP)或噻吩甲醯三氟丙酮(TTA)為萃取劑的溶劑萃取法進行鎇的分離和提純。
2Am是製備鋦-242的原料。鋦-242用於製作放射性核電池和生產鈽-238。用Am製成的低能γ射線源,廣泛用於測厚儀、濕度計和能量色散X射線螢光分析用的激發源。Am的α射線源是火災自動報警器的主要部件,用它可製得性能良好的Am-Be中子源。Am是生產鋦和鐦-252的原料。目前全世界鎇的存貯量為幾十公斤。
套用領域
鎇241套用於煙霧CBE探測器。鎇-鈹中子源,也用於薄板測厚儀、溫度計、火災自動報警儀及醫學上。是同 位素測厚儀和同位素X螢光儀的常用放射源; 還用作製備Cm的反應堆靶子。 Am是製造其他超鈾元素的靶材料。鎇與鈹的化合物用作中子源可代替常用的鐳 -鈹中子源。
化學元素周期表
族→ | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 電子層 | 0族電子數 | |
周期↓ | I A | 0 | |||||||||||||||||||
1 | 1 H 氫 | 2 He 氦 | K | 2 | |||||||||||||||||
II A | III A | IV A | V A | VI A | VII A | ||||||||||||||||
2 | 3 Li 鋰 | 4 Be 鈹 | 5 B 硼 | 6 C 碳 | 7 N 氮 | 8 O 氧 | 9 F 氟 | 10 Ne 氖 | L K | 8 2 | |||||||||||
3 | 11 Na 鈉 | 12 Mg 鎂 | 13 Al 鋁 | 14 Si 矽 | 15 P 磷 | 16 S 硫 | 17 Cl 氯 | 18 Ar 氬 | M L K | 8 8 2 | |||||||||||
III B | IV B | V B | VI B | VII B | VIII | I B | II B | ||||||||||||||
4 | 19 K 鉀 | 20 Ca 鈣 | 21 Sc 鈧 | 22 Ti 鈦 | 23 V 釩 | 24 Cr 鉻 | 25 Mn 錳 | 26 Fe 鐵 | 27 Co 鈷 | 28 Ni 鎳 | 29 Cu 銅 | 30 Zn 鋅 | 31 Ga 鎵 | 32 Ge 鍺 | 33 As 砷 | 34 Se 硒 | 35 Br 溴 | 36 Kr 氪 | N M L K | 8 18 8 2 | |
5 | 37 Rb 銣 | 38 Sr 鍶 | 39 Y 釔 | 40 Zr 鋯 | 41 Nb 鈮 | 42 Mo 鉬 | 43 Tc 鎝 | 44 Ru 釕 | 45 Rh 銠 | 46 Pd 鈀 | 47 Ag 銀 | 48 Cd 鎘 | 49 In 銦 | 50 Sn 錫 | 51 Sb 銻 | 52 Te 碲 | 53 I 碘 | 54 Xe 氙 | O N M L K | 8 18 18 8 2 | |
6 | 55 Cs 銫 | 56 Ba 鋇 | 57- 71 鑭系 | 72 Hf 鉿 | 73 Ta 鉭 | 74 W 鎢 | 75 Re 錸 | 76 Os 鋨 | 77 Ir 銥 | 78 Pt 鉑 | 79 Au 金 | 80 Hg 汞 | 81 Tl 鉈 | 82 Pb 鉛 | 83 Bi 鉍 | 84 Po 釙 | 85 At 砹 | 86 Rn 氡 | P O N M L K | 8 18 32 18 8 2 | |
7 | 87 Fr 鍅 | 88 Ra 鐳 | 89- 103 錒 | 104 Rf 鑪 | 105 Db | 106 Sg | 107 Bh | 108 Hs | 109 Mt | 110 Ds 鐽 | 111 Rg 錀 | 112 Uub | 113 Uut | 114 Uuq | 115 Uup | 116 Uuh | 117 Uus | 118 Uuo | |||
鑭系元 素 | 57 La 鑭 | 58 Ce 鈰 | 59 Pr 鐠 | 60 Nd 釹 | 61 Pm 鉕 | 62 Sm 釤 | 63 Eu 銪 | 64 Gd 釓 | 65 Tb 鋱 | 66 Dy 鏑 | 67 Ho 鈥 | 68 Er 鉺 | 69 Tm 銩 | 70 Yb 鐿 | 71 Lu 鑥 | ||||||
錒系元 素 | 89 Ac 錒 | 90 Th 釷 | 91 Pa 鏷 | 92 U 鈾 | 93 Np 鎿 | 94 Pu 鈽 | 95 Am 鎇 | 96 Cm 鋦 | 97 Bk 錇 | 98 Cf 鐦 | 99 Es 鑀 | 100 Fm 鐨 | 101 Md 鍆 | 102 No 鍩 | 103 Lr 鐒 |