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镅(Am),原子序数95,银白色金属,是人工放射性元素,属于锕系元素之一。。镅是第三个超铀元素,1944年由美国科学家西博格(G.T.Seaporg)、詹姆斯(R.A.Jamse)和摩根(L.O.Morgan)等在经过中子长期辐照的钚中首次发现镅241。他们用美洲一词(America)命名这一新元素为americium。已发现的13种镅的同位素都是通过人工核反应得到的,其中半衰期最长的是镅243。
中文名
英文名
Americium
化学式
Am
原子质量
243.1
熔点
994℃
沸点
2607℃
密度
13.66
外形
银白色金属
CAS
号:7440-35-9
EINECS
号:231-144-4

目录

镅(Am),原子序数95,是人工放射性元素,熔点994±4℃,沸点2607℃,密度13.66。六方型银白色金属,有光泽;延展性较铀和镎为好。空气中逐渐变暗。溶于稀酸。在稀硫酸或稀硝酸溶液中,可被过二硫酸盐氧化为AmO22+盐,溶液呈深黄色。镅以+3价为最稳定,但同时也有+4+6价化合物。有氧化物、氢氧化物、氟化物和氯化物等。同位素243Am半衰期为7.95×103年;另一种同位素241Am半衰期为458年。

发现历程

发现人:西博格(G.T.Seaporg)、詹姆斯(R.A.Jamse)和摩根(L.O.Morgan)

发现年代:1944

发现过程:

1944年,由美国西博格(G.T.Seaporg)、詹姆斯(R.A.Jamse)和摩根(L.O.Morgan)在被一个反应堆辐射过的钚中发现的。

模仿铕的命名法,用美洲大陆的名字“America”为镅命名。

制备方法

用中子轰击钚原子可制得镅。

镅首先合成的是镅241,是用中子轰击钚239,在1000~1200℃用钡还原三氟化镅而制得。

理化性质

物理性质

相对原子质量: 243.061 常见化合价: +2,+3,+4,+5,+6 电负性: 1.3

外围电子排布: 5f7 7s2 核外电子排布: 2,8,18,32,25,8,2

同位素及放射线: 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]电子亲合和能: 0 KJ·mol-1

第一电离能: 578 KJ·mol-1 第二电离能: 0 KJ·mol-1 第三电离能: 0 KJ·mol-

原子半径: 0 埃 离子半径: 埃 共价半径: 0

元素原子量:[243]

元素类型:金属

原子体积:(立方厘米/摩尔)17.85元素描述:银白灰色的放射性自然非金属元素。

晶体结构:晶胞为六方晶胞。

晶胞参数:

a = 346.81 pm

b = 346.81 pm

c = 1124.1 pm

α = 90°

β = 90°

γ = 120°

状态:人造放射性金属。

地质数据:

太阳(相对于 H=1×1012): 未知 海水中/p.p.m.:零

地壳/p.p.m.: 零 大西洋表面: 太平洋表面:

大气/p.p.m.(体积): 大西洋深: 太平洋深处:

化学性质

氧化态:

Main Am+3

Other Am+2, Am+4, Am+5, Am+6

三氟化镅(americium trifluoride):化学式AmF_31,分子量300.12。粉红色粉末,具强α放射性。比重9.53,熔点1393±20℃。和LaF_3结构相似。在空气中极稳定。可由氟氧化镅或二氧化镅在600-700℃的氟化氢气流中反应1小时,或将三氯化镅与氟化铵按下式进行复分解反应制得。可用于还原制取金属镅。

生物数据:

人体中含量

/p.p.m.:

器官中: 零 肌肉/p.p.m.:

/mg dm-3 : 日摄入量/mg:

/p.p.m.: (70Kg)均体内总量/mg:

主要用途

镅同位素中用途最大的是镅241,主要用于制造中子源,烟雾CBE探测器,还用于密度测定仪、探伤照相和做荧光分析仪的激发源;其次是镅243,用于在高通量反应堆中生产超钚元素。

镅235的诞生过程

“新核素”,是指人们在实验室采用人工方法产生或发现的以前尚未观察到的原子核。人类历史上首次人工合成新核素,要追溯到1934年。法国物理学家约里奥·居里夫妇用阿尔法(α)粒子轰击铝(Al)时首次产生了人工放射性物质,从此揭开了人工合成新核素的序幕,他们由此获得了1935年的诺贝尔化学奖。

20世纪60年代初,核物理学家根据原子核壳层结构的理论模型推算:在质子数Z=114、中子数N=184附近,存在一片寿命较长的核素,形成一个“超重元素稳定岛”。此后,Z>103的超重新元素的合成以及超重新元素性质的研究,成了核物理最具挑战性的前沿课题之一。于是,该领域的研究热热闹闹,甚至在欧美少数几个发达国家中形成了“超重俱乐部”。

20世纪80年代末,中科院近物所的科研人员开始涉足新核素合成和研究这一前沿领域。1992年,我国近代物理所的科研人员在重质量丰中子区首次合成了汞-208和铪-1852种新核素,与中科院上海原子核所合成的铂-202一起(铂-202是由“新核素合成和研究”重大项目的一个子项目组合成的),实现了我国在新核素合成领域零的突破。

但此次镅-235的成功合成,意义更甚一层:这同时也意味着,中国的新核素合成与研究终于涉进了另一个重要区域——超铀缺中子区。

在自然界中,原子序数最大的是铀(92),而原子序数大于92的元素便被称为超铀元素——供研究和应用的全部超铀元素都是人工合成的。它们对于核能的发展利用、扩展元素周期表、预言更重原子核的结构、探索天体起源、扩充人类对物质世界的认识,都具有重要意义。

因此,寻找并研究超铀元素,一直是世界各国科学家追寻的目标之一。“超重俱乐部”的成员,像美国的贝克莱(Berkely)、俄罗斯的杜布纳(Dubna)、德国的重离子研究中心(GSI)这些知名实验室,都对此高度重视,并且做了大量富有成效的工作。

此前(指1996年)的近20年,世界上一些著名核物理实验室都努力接续这些环节,但一直未获进展。

1996年,20世纪60年代毕业于天津大学核物理专业、在科研战线奋斗了30余年的郭俊盛研究员,他带领几位年轻的和研人员,在分析了同行们的经验与教训的基础上,进行了一次大胆的探索尝试:采用高流强、多层靶、有效的反应产物传输技术和高效化学分离流程。

实验是在中国科学院高能物理所的质子直线加速器。他们用35MeV35兆电子伏)的质子轰击钚-238靶,用氦喷嘴及毛细管传输技术收集了反应产物,然后,用快速化学分离除去了裂变碎片,再将镅从剩余产物中分离出来,制成了样品进行测量。

对近百个样品的测量分析表明:镅-235已经成功合成,其半衰期为15±5分钟。

中国合成镅

90年代初中国首次合成新核素以来,核素图上已有8个空白被中国科学家填补。其中多在重质量丰中子区,只有镅-235处在超铀缺中子区。因此,中国第一次合成镅-235意义重大。

镅-235这一重质量新核素的合成,被视为超重新核素合成和研究的有益尝试,这一成果入选了同年的“全国10项重大科技事件”和“全国十大新闻”,并荣获中科院自然科学二等奖。

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