америций

АМЕРИЦИЙ (от Америка, по месту открытия; лат. Americium) Am

искусств. радиоактивный хим. элемент III гр. периодической системы; ат. н. 95; относится к актиноидам. Стабильных изотопов не имеет. Получены 13 изотопов с мас. ч. 237–246, в т. ч. ядерные изомеры изотопов 242Ат и 244Ат. Наиб. долгоживущие изотопы 241Ат(Т1/2 432 года) и 243Ат(Т1/2 7370 лет) — α-излучателиамерицийизлучение сопровождаетсяамериций. Рис. 2излучением). Конфигурация внеш. электронных оболочек атома 5f6s26p67s2; степень окисления от +2 до +7 (наиболее характерна +3); энергия ионизации Am° → Am+ 6,0 эВ; электроотрицательность по Полингу 1,0–1,2; атомный радиус 0,174нм; ионные радиусы Ат3+, Ат4+, Ат5+ и Ат6+ соотв. 0,0962, 0,0888, 0,0860 и 0,0800 нм.

А. — серебристо-белый металл, светящийся в темноте под действием собственного α-излучения. При обычной температуре и давлении меньше 5 ГПа устойчива модификация с двойной гексаген, решеткой типа α-La (а = 0,3468 нм, с = = 1,1241 нм, z = 4, пространственная группа R63/mmc). Выше 600 °C устойчива модификация с кубич. гранецентриров. решеткой (а = 0,4894 нм). При давл. 11–14 ГПа и нормальной температуре получены две др. модификации. Т. пл. 1173 °C, т. кип. 2607 °C; рентгеноструктурная плотн. 13,67 г/см3 (20 °C); C0p 25,85 Дж/(моль∙К); ΔH0пл 1437 кДж/моль; S0298 54,84 Дж/(моль∙К); уравнение температурной зависимости давления пара в интервале температур 830–1180 °C: Igp(Ha) = 13,7319 — 16961 — l,2381gT.

По химическим свойствам А. во многом подобен лантаноидам. Окисляется кислородом, давая при его недостатке оксид АтО. Взаимод. с разб. кислотами, образуя соли Am3+. Энергично реагирует с газообразным H2 уже при 50 °C, давая гидрид AmH2,7±0,3; известны также дигидрид АmH2 и тригидрид АтH3.

При прокаливании на воздухе Am(NO3)3, Am(OH)3 или Ат2(C2O4)3 образуется диоксид АтO2 — черные кристаллы с кубич. решеткой. При восстановлении диоксида водородом получают сесквиоксид Ат2O3 — коричневые кристаллы; при 600 °C образуется модификация Ат2O3 с кубич. решеткой (а = 0,1103 нм), при 800 °C — с гексагональной (а = 0,3817 нм, с = 0,5971 нм). Существует непрерывный ряд нестехиометрич. оксидов состава от АтO2-х до AmO1,5+х. Известен гидроксид Ат(OH)3, а также Ат(OH)4, получаемый при действии H2O2 на соли Am3+ в водных растворах NH3 либо окислением Ат(OH)3 гипохлоритом Na или H2O2 в щелочной среде. При взаимодействии АтO2 со смесью H2S и CS2 при 1400–1500 °C образуется сесквисульфид Am2S3.

С галогенами А. дает тригалогениды; известны также AmF4, AmF5 и AmF6. Трифторид AmF3 — розовые кристаллы с гексаген. решеткой типа LaF3 (а = 0,4067 нм, с = 0,7225 нм); т. пл. 1393 °C; плохо раств. в воде и органических растворителях; получают действием газообразного HF на АтO2 при 150 °C или осаждением фтористоводородной кислотой из водного раствора солей А. в виде гидрата с послед. обезвоживанием при 85 °C. Тетрафторид AmF4 — коричневые кристаллы с моноклинной решеткой типа UF4 (а = 0,1249. нм, b = 0,1047 нм, с = 0,8190 нм); выше 635 °C разлагается до AmF3; получают фторированием AmF3 или АтO2 элементным фтором при 400–500 °C. Трихлорид АтCl3- розовые кристаллы с гексаген. решеткой (а = — 0,738 нм, с = 0,425 нм); получают взаимод. АтO2 с CCl4 при 800 °C или с HCl при 250–300 °C. Трибромид AmBr3 (белые кристаллы) и трииодид AmI3 (желтые кристаллы) получают взаимод. АтO2 соотв. с А1Br3 или AlI3 при 500 °C.

Известны также оксигалогениды AmOCl и AmO2F2, а также комплексные фториды Rb[AmF6] и (NH4)4[AmF8].

К соед. Am(III) относятся также арсенат AmAsO4, вана-дат AmVO4, ниобат AmNbO4, фосфат АтPO4*0,5H2O, перксенат Ат4ХеО6*40H2O и др. Выделены кристаллич. соед. Am(V)-RbAmO2CO3, NH4AmO2CO3 и K5[AmO2(CO3)3]. Кристаллич. соединения Ат(VI)-америцилацетат NaAmO2(C2H3O2)3, америцилаты Li4AmO5 и Li6AmO6.

Формальные окислит. потенциалы А. (в В) в кислом растворе:

америций. Рис. 3

Для ионов Am3+, Ат4+ , АтО+2 и АтО2+ΔH0обр оценивается соотв. -616,7, -406,0, -805,0, −651,9 кДж/моль. Разб. водные растворы Am(III) имеют розовую окраску, концентрированные — желтую. В кислых растворах соед. Am(III) образуется ион Am(VI), а не Am(V). В конц. растворах фторидов щелочных металлов, а также в присутствии H3PO4, Na4P2O7 или ненасыщ. гетерополианионов устойчив Am(IV). Неустойчивость Am(IV) обусловлена его диспропорционированием, самовосстановлением вследствие α-радиолиза растворов, а также восстановлением водой до Am(III).

Am(V) образуется при окислении Am(III) в растворе K2CO3 гипохлоритом или пероксодисульфатом Na, O3, а также при восстановлении Am(VI) ионами Cl , Br, NO2 или H2O2. В кислой среде Am(V) существует в виде иона AmO+2; Am(V) диспропорционирует в конц. растворах минеральных кислот с образованием Am(III) и Am(VI), медленно восстанавливается H2O2, I и др. до Am(III). Под действием α-излучения 241Аm происходит самовосстановление Am(V) до Am(III). Ион Am(VI) образуется при окислении Am(III) озоном в растворе NaHCO3 или щелочи, ионами S2O82 или Ag2+ в слабокислой среде либо в растворах карбонатов щелочных металлов, при анодном окислении Am(III), а также при окислении Am(V) в горячих разб. растворах HClO4 или HNO3 действием O3, Ce4+ или Ag2+. В кислых растворах Am(VI) присутствует в виде иона америцила АтO22+. Растворы Am(VI) светло-желтые в 1 М HClO4, светло-коричневые в 1 М HNO3, желто-зеленые в 1 М HF, красно-коричневые в 1 М H2SO4. Ионы АтO22+ — сильные окислители, восстанавливаются N2H4, NH2OH, H2O2 или I до Ат3+. Под действием α-излучения 241Аm происходит самовосстановление Am(VI) до Am(V).

С металлич. Ри А. образует непрерывный ряд твердых растворов в интервале концентраций А. 6–80% по массе.

Изотоп 241Аm образуется в результате ядерных реакций:

америций. Рис. 4

Он м. б. выделен также из отработанного ядерного топлива после его хранения в течение неск. лет (в США ежегодно извлекают ок. 4 кг). Изотоп 243Аm получают по ядерным реакциям:

америций. Рис. 5

Извлекают А. с помощью ионного обмена с использованием в качестве элюентов растворов NH4CNS или конц. HCl, а также экстракцией трибутилфосфатом, третичными аминами и др.

Металлич. А. получают восстановлением его фторидов или диоксида: AmF4 — кальцием при 1500–1600 °C в бомбе или тигле из MgO; AmF3- парами Ba в танталовом тигле при 1100–1200 °C в глубоком вакууме; АmO2 — лантаном при 1500 °C или торием при 1550 °C.

Изотоп 241Am — исходное вещество для получения в ядерных реакторах трансурановых элементов с высшими атомными номерами. Смесь 241Аm с 9Ве- источник нейтронов в дефектоскопии.

А. высокотоксичен; ПДК для 241Аm и 243Аm в открытых водоемах соотв. 70,3 и 81,4 Бк/л, в воздухе −1,1∙10−4 и 1,0∙10−4 Бк/л. А. синтезирован и идентифицирован в 1944 Г. Сиборгом, Л. Морганом, Р. Джеймсом и А. Гиорсо.

Лит. см. при ст. актиноиды.

Б. В. Громов

Источник: Химическая энциклопедия на Gufo.me


Значения в других словарях

  1. Америций — (лат. Americium) Am, искусственно полученный радиоактивный химический элемент, относится к актиноидам (См. Актиноиды), атомный номер 95. Стабильных изотопов не имеет. Синтезирован в конце 1944 — начале 1945 американскими учёными Г. Сиборгом... Большая советская энциклопедия
  2. америций — Амери́ц/ий/. Морфемно-орфографический словарь
  3. америций — орф. америций, -я Орфографический словарь Лопатина
  4. АМЕРИЦИЙ — АМЕРИЦИЙ (символ Am), радиоактивный элемент из ряда АКТИНИДОВ, впервые полученный в 1944 г. путем бомбардировки плутония нейтронами. Он используется в противопожарных детекторах; 241Аm используют как источник гамма-излучения. Научно-технический словарь
  5. Америций — Радиоактивный элемент с атомным номером 95, имеющий изотопы с массовыми числами от 237 до 246 и периодами полураспада от 25 минут до 8800 лет; способен надолго депонироваться в костях. Медицинская энциклопедия
  6. АМЕРИЦИЙ — АМЕРИЦИЙ (лат. Americium) — Am, химический элемент III группы периодической системы, атомный номер 95, относится к актиноидам. Радиоактивен, наиболее устойчивый изотоп 243Am (период полураспада 7370 лет). Название от слова "Америка" (по месту открытия). Большой энциклопедический словарь