Americio
Historia
El americio fue el cuarto elemento transuránico sintético que se descubrió y recibió su nombre del continente de América del Norte por analogía con su homólogo de lantánido más ligero, el europio, que recibió su nombre de Europa, su continente de descubrimiento. El Americium fue fabricado por Glenn Seaborg, Ralph James, Leon Morgan y Albert Ghiorso a fines de 1944 en el laboratorio metalúrgico de la Universidad de Chicago en tiempos de guerra. Se realizó como resultado de sucesivas reacciones de captura de neutrones por isótopos de plutonio en un reactor nuclear. El elemento del producto era bastante difícil de separar en función de sus propiedades anticipadas, que resultaron ser incorrectas. A diferencia de los elementos de transuranio más livianos descubiertos previamente colocados en el bloque principal de la tabla periódica, el americio se comportó químicamente como la serie de elementos lantánidos. Exhibió, por ejemplo, El estado trivalente como el más estable en soluciones acuosas. Este comportamiento y el comportamiento similar del elemento recién descubierto, el curio, llevó a Glenn Seaborg a revisar de manera audaz y radical la tabla periódica y crear la serie de elementos de actínidos.
El primer isótopo de americio identificado fue el de 241 Am, que tiene una vida media de desintegración alfa de 432.2 años para la hija de neptunio-237. El descubrimiento inicial fue clasificado como secreto como parte del Proyecto Manhattan durante la Segunda Guerra Mundial, pero el descubrimiento fue más tarde desclasificado. Seaborg anunció el descubrimiento de los elementos 95, el americio 96 y el curio en el programa de radio infantil estadounidense "The Quiz Kids" cinco días antes de su presentación planificada en una reunión de la American Chemical Society en noviembre de 1945. Su anuncio se produjo cuando uno de los jóvenes oyentes preguntó si se había descubierto algún nuevo elemento de transuranio además del plutonio y el neptunio.
Propiedades
Las muestras iniciales de americio pesaron unos pocos microgramos; Apenas eran visibles y se identificaban por su radiactividad. Las primeras cantidades sustanciales de americio metálico no se prepararon hasta 1951 mediante lareducción del fluoruro de amonio (III) con metal de bario en alto vacío a 1100 ° C, produciendo hasta 200 miligramos. El brillo del amonio recién preparado es blanco y más plateado que el plutonio o el neptunio preparados de la misma manera. Parece ser más maleable que el uranio o neptunio y se empaña lentamente en aire seco a temperatura ambiente. En solución, los estados de oxidación III, IV, V y VI son conocidos y existe una afirmación no demostrada de la existencia de Am (VII). Am (IV) es inestable en medios ácidos pero en soluciones de carbonato fuertemente básicas Am (IV) es estable. De hecho, en las soluciones de carbonato, se ha demostrado que el americio es el segundo elemento después del plutonio que tiene en coexistencia los cuatro estados de oxidación simultáneamente. Existen numerosos compuestos de americio. Sus óxidos tienen las aplicaciones más prácticas.
Isótopos
Alrededor de 19 isótopos y 8 isómeros nucleares son conocidos por el americio. Hay dos emisores alfa de larga vida, 241 am y 243 am con vidas medias de 432.2 y 7,370 años, respectivamente, y el isómero nuclear 242 Am tiene una vida media de 141 años. La vida media de otros isótopos e isómeros varía de 0,64 microsegundos para 245 a 50,8 horas para 240 a . Al igual que con la mayoría de los otros actínidos, los isótopos del americio con un número impar de neutrones tienen una tasa relativamente alta de fisión nuclear y una masa crítica baja. Cantidades de kilogramos de alta pureza ahora están disponibles para los isótopos de vida más larga, 241 am y 243 am.
Usos
Hay muchas aplicaciones comerciales para los isótopos de americio. Americium-241 se ha utilizado como una fuente portátil de rayos gamma y partículas alfa para varios usos médicos e industriales. Las emisiones de rayos gamma de 60 keV de 241.Am en tales fuentes se puede utilizar para el análisis indirecto de materiales en radiografía y espectroscopia de fluorescencia de rayos X, así como para el control de calidad en medidores de densidad nuclear fijos y densímetros nucleares. Por ejemplo, el americio se ha empleado para medir el espesor del vidrio para ayudar a crear vidrio plano. Americium-241 también es adecuado para la calibración de espectrómetros de rayos gamma en el rango de baja energía, ya que su espectro consiste en casi un solo pico gamma. Americium-241 también se usa como fuente de ionización en detectores de humo comerciales. Se han propuesto varias aplicaciones inusuales, como una batería nuclear o combustible para naves espaciales con propulsión nuclear, para el isótopo 242m Am, pero aún están obstaculizados por la escasez y el alto precio de este isómero.
Peligros
Al igual que con todos los elementos altamente radiactivos, el americio y sus compuestos deben manejarse solo en un laboratorio apropiado en condiciones especiales de contención. Aunque la mayoría de los isótopos de americio emiten predominantemente partículas alfa que pueden ser bloqueadas por capas delgadas de materiales comunes, muchos de los productos hijas emiten rayos gamma y neutrones que tienen una gran profundidad de penetración. La actividad alfa de 241 am es aproximadamente tres veces mayor que la del radio. Cuando se manejan cantidades en gramos de 241 am, la intensa actividad gamma hace que la exposición sea un problema grave.
Otras lecturas
Wolfgang H. Runde y Wallace W. Schulz (2006) "Americium", "Capítulo 8 en Química de los elementos actínidos y transactínidos , Tercera edición, LR Morss, J. Fuger y NM Edelstein, Eds, Springer Publishers. Actualizado julio 2013 por el Dr. David Hobart.
Extraido y traducido de: https://periodic.lanl.gov/95.shtml
Curio
Historia
Aunque el curio sigue al americio en el sistema periódico, en realidad fue el tercer elemento transuranio que se descubrió. Fue identificado por Seaborg, James y Ghiorso en 1944 en el laboratorio metalúrgico de la Universidad de Chicago como resultado de un bombardeo de iones de helio de 239 Pu en el ciclotrón de 60 pulgadas de Berkeley, California. Werner y Perlman de la Universidad de California aislaron por primera vez cantidades visibles (30 µg) de 242 cm, en forma de hidróxido. En 1950, Crane, Wallmann y Cunningham encontraron que la susceptibilidad magnética de muestras de microgramos de CmF 3 fue de la misma magnitud que la de GdF 3 . Esto proporcionó evidencia experimental directa para asignar una configuración electrónica a Cm+3 . En 1951, los mismos trabajadores prepararon el curio en su forma elemental por primera vez. Se conocen ahora catorce isótopos de curio que varían en masa de 237 a 251. El más estable, 247 Cm, con una vida media de 16 millones de años, es tan corto en comparación con la edad de la Tierra que cualquier curio primordial debe haber desaparecido hace mucho tiempo. La escena natural.
Propiedades
Es probable que existan cantidades mínimas de curio en depósitos naturales de uranio, como resultado de una secuencia de capturas de neutrones y desintegraciones beta sostenidas por el flujo muy bajo de neutrones que se encuentran naturalmente en los minerales de uranio. La presencia de curio natural, sin embargo, nunca se ha detectado. 242 cm y 244 cm están disponibles en cantidades multigramas. 248 Cm se ha producido sólo en cantidades de miligramos. El curio es similar en algunos aspectos al gadolinio, su homólogo de tierras raras, pero tiene una estructura cristalina más compleja. El curio metálico es brillante, maleable, de color plateado, químicamente reactivo y más electropositivo que el aluminio.. El curio metálico existe en dos formas de cristal, una estructura doble hexagonal empaquetada cerrada (dhcp) y una estructura cúbica cerrada centrada en la cara de alta temperatura (fcc). El curio metálico se disuelve rápidamente en ácido diluido para formar soluciones de Cm (III). Las superficies de metal de curio se oxidan rápidamente en el aire para formar una película delgada, posiblemente comenzando como CmO, la oxidación luego avanza a Cm 2 O 3 , y eventualmente forma un CmO 2 estable . Tenga en cuenta, sin embargo, que la formación de compuestos divalentes de curio como CmO nunca se ha observado en forma masiva. La mayoría de los compuestos y soluciones de curio trivalente son bastante estables y tienen un color ligeramente amarillo o verde-verde. La estabilidad del estado trivalente para el curio se atribuye a los 5 f 7 semillenos.Configuración de la cáscara del electrón. El curio en estado tetravalente es metaestable en soluciones concentradas de fluoruro pero muy estable en estado sólido, principalmente como óxidos y fluoruros. Debido a que los isótopos de curio están disponibles en macromagnitudes, se han preparado y caracterizado una serie de compuestos de curio, la mayoría en el estado trivalente.
242 cm genera aproximadamente tres vatios de energía térmica por gramo. Esto se compara con medio vatio por gramo de 238Pu. Tanto 242 Cm como 244 Cm se han utilizado como fuentes de energía para usos espaciales y médicos. 244 Cm ahora se ofrece a la venta a $ 100 / mg. El curio absorbido por el cuerpo se acumula en los huesos y, por lo tanto, es muy tóxico ya que su radiación destruye el mecanismo de formación de glóbulos rojos. La carga corporal total máxima permitida de 244 cm (soluble) en un ser humano es de 0,3 microcurios.
Este elemento revisado y actualizado por el Dr. David Hobart, 2011
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