Amerício (Am)

O amerício, símbolo Am, é um metal pertencente ao grupo dos actinídeos, localizado no sétimo período da Tabela Periódica. É um elemento sintético, isto é, só pode ser produzido em laboratório, não tendo sido encontrado na natureza até então. Apesar de ser um elemento radioativo, é muito utilizado em detectores de fumaça.

Esse elemento apresenta diversas cargas possíveis nos compostos que forma, contudo, a carga +3 é a mais comum. Sua produção se dá por irradiação de isótopos de plutônio com nêutrons, enquanto a forma metálica pode ser obtida via reações de oxirredução ou decomposição térmica. Foi descoberto, na década de 1940, pelos cientistas Glenn Seaborg, Albert Ghiorso, Ralph James e Leon Morgan.

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Tópicos deste artigo

• 1 - Propriedades do amerício
• 2 - Características do amerício
• 3 - Onde o amerício pode ser encontrado?
• 4 - Obtenção do amerício
• 5 - Aplicações do amerício
• 6 - História do amerício
• 7 - Exercícios resolvidos sobre amerício

Propriedades do amerício

• Símbolo: Am.

• Número atômico: 95.

• Massa atômica: 243 u.m.a.

• Eletronegatividade: 1,3.

• Ponto de fusão: 1176 °C.

• Ponto de ebulição: 2011 °C.

• Densidade: 13,671 g.cm^-3.

• Configuração eletrônica: [Rn] 7s² 5f⁷.

• Série Química: actinídeos, metais.

Características do amerício

O amerício, de número atômico 95, é um actinídeo que apresenta 13 isótopos, todos eles radioativos, cujas massas variam de 232 a 247 e tempos de meia-vida entre 55 segundos e 7380 anos. Dentre estes, os mais importantes são o ²⁴¹Am e ²⁴³Am, os quais possuem, respectivamente, 432 e 7380 anos de meia-vida.

A forma metálica do amerício já foi produzida, sendo de coloração prateada, dúctil, não magnético e bastante maleável. Em solução, o amerício é mais comumente encontrado com NOx +3, embora compostos em que o Am apresenta carga de +2 a +7 já tenham sido reportados.

Onde o amerício pode ser encontrado?

Até hoje não se informou nenhuma fonte natural do elemento 95, ou seja, todo amerício presente foi sintetizado em laboratório, sendo por isso um elemento sintético.

Obtenção do amerício

Os dois principais isótopos do amerício, de massas 241 e 243, podem ser produzidos por irradiação de isótopos do plutônio.

No caso do ²⁴¹Am, nêutrons são irradiados em um isótopo ²³⁹Pu até que ele se transforme em ²⁴¹Pu. Posteriormente, o ²⁴¹Pu sofre decaimento beta e então forma o ²⁴¹Am:

Já o ²⁴³Am é produzido de forma similar, porém por meio do isótopo ²⁴²Pu:

O amerício metálico pode ser preparado pelos seguintes métodos:

• redução do AmF₃ com bário (ou lítio) metálico;

• redução do AmO₂ com lantânio metálico;

• redução do AmF₄ com cálcio metálico;

• decomposição térmica do Pt₅Am.

Amerício altamente puro (> 99,9%) pode ser obtido pela redução com lantânio em um equipamento de tântalo, por meio de destilação, já que o Am é 10⁴ vezes mais volátil que o La.

Aplicações do amerício

 Por incrível que pareça, o amerício é um elemento radioativo que seria bom termos em casa. Isso porque o AmO₂ é o componente chave de detectores de fumaça. Cerca de 0,3 μg (micrograma, 10^-6 grama) do isótopo ²⁴¹Am é colocado dentro de um invólucro metálico selado desse dispositivo, emanando radiação alfa.

A menor carga elétrica que surgir da ionização do ar pela radiação alfa faz o detector perceber que está tudo bem. Porém, partículas de fumaça absorvendo a radiação alfa reduzem a quantidade de ionização e, assim, a corrente elétrica, acionando o detector e disparando o alarme sonoro.

Veja também: Gálio — o metal que possui importantes aplicações na medicina

História do amerício

O elemento 95 surgiu no contexto do Projeto Manhattan (o projeto que visava construir as primeiras bombas atômicas da história e que culminou com o desenvolvimento das bombas atômicas de Hiroshima e de Nagasaki), tendo sua descoberta sido creditada aos cientistas Glenn Seaborg, Ralph James, Leon Morgan e Albert Ghiorso.

A bomba atômica Fat Man, que seria detonada no dia 9 de agosto de 1945 na cidade japonesa de Nagasaki, tinha como fonte radioativa o ²³⁹Pu, produzido a partir do ²³⁸U. A fim de garantir uma melhor otimização do processo nuclear da bomba, os cientistas sabiam que todas as impurezas deveriam ser estudadas calmamente, além de que as dificuldades deveriam ser entendidas. Esse foi o trabalho de um grupo de cientistas do Mettalurgical Laboratory (Met Lab) da Universidade de Chicago, hoje conhecido como Argonne National Laboratory.

Alguns novos isótopos sintéticos surgiram dos processos reacionais realizados envolvendo o urânio e o plutônio, e era difícil separá-los, o que fez os cientistas usarem o ciclotron de 60 polegadas de Ernest Lawrence. A utilização do equipamento permitiria a criação desses isótopos em um ambiente controlado.

Assim, foram detectados isótopos do elemento 95, como o ²⁴¹95, após o seguinte processo reacional:

O elemento 95 foi então chamado de Amerício (Am), como forma de reconhecer o seu local de descoberta, mas também porque o lantanídeo logo acima do elemento é o európio.

Curiosamente, era previsto que os novos elementos seriam apresentados em uma conferência da American Chemical Society, programada para o dia 16 de novembro de 1945. Porém, cinco dias antes, Glenn Seaborg participou de um programa de rádio ao vivo chamado de Quiz Kids.

Durante o show, uma criança perguntou ao cientista se novos elementos, além do plutônio e neptúnio, haviam sido descobertos no Met Lab durante a guerra. Ao responder, Seaborg disse: “Agora você terá que dizer aos seus professores para trocarem os 92 elementos de seu livro para 96 elementos.” Sem dúvida alguma, um spoiler daqueles.

Exercícios resolvidos sobre amerício

Questão 1

(Unimontes-MG 2015) O amerício-241, isótopo emissor de partícula alfa, é usado em detectores de fumaça e tem meia-vida de 432 anos. O produto de decaimento do amerício-241 e a porcentagem aproximada desse isótopo original que ainda restará depois de 1000 (mil) anos são, respectivamente, iguais a

A) urânio-237 e 25%.

B) netúnio-237 e 50%.

C) urânio- 239 e 12,5%.

D) netúnio-237 e 25%.

Resolução:

Alternativa D

Sendo o amerício-241 um emissor alfa, temos a seguinte reação:

Perceba que, ao emitir uma partícula alfa, o produto deve possuir 4 unidades a menos de massa e 2 unidades a menos de número atômico. Assim, o produto é Np-237.

O amerício-241, a cada 432 anos, tem sua massa decaída pela metade. Em 1000 anos, o ²⁴¹Am recém teria passado do segundo tempo de meia-vida (864 anos). Portanto, a quantidade resultante aproximada desse radioisótopo é de 25%.

Questão 2

(PUC RJ) O isótopo 241 do amerício, radioativo, é usado em detectores domésticos de fumaça e na análise mineral dos ossos. O número de elétrons, prótons e nêutrons do amerício 241 é, respectivamente,

A) 241, 241, 146

B) 95, 95, 148

C) 241, 241, 148

D) 146, 241, 241

E) 95, 95, 146

Resolução:

Alternativa E

O ²⁴¹Am possui, como qualquer isótopo do amerício, Z = 95. Por ser uma espécie atômica eletricamente neutra, o número de elétrons também é 95. Já o número de nêutrons é calcualdo como:

A = Z + n

em que A é o número de massa atômica, Z é o número atômico (prótons) e n é o número de nêutrons. Substituindo os valores, temos que:

241 = 95 + n

n = 241 – 95

n = 146

Por Stéfano Araújo Novais
Professor de Química