Meitnerium – Steckbrief

Stellung im Periodensystem

Zum ganzen Periodensystem

Vorkommen und Gewinnung

Meitnerium kommt nur im Labor vor. Jedes bekannte Isotop ist radioaktiv und kurzlebig. Für das langlebigste, Meitnerium-278, wird in der Literatur eine Halbwertszeit von einigen Sekunden angegeben, doch dieser Wert ist unsicher, weil nur wenige Atome beobachtet wurden. Das zuerst gefundene Isotop Meitnerium-266 hält sich nur Millisekunden.

Im Jahr 1982 beschoss ein Team des GSI um Peter Armbruster und Gottfried Münzenberg eine dünne Schicht Bismut-209 mit Eisen-58-Ionen. Nach langer Bestrahlung zeichnete der Detektor ein einziges Atom auf. Es zerfiel durch Alphastrahlung zu Bohrium-262, das dasselbe Team ein Jahr zuvor gefunden hatte, und so ließ sich das Ereignis eindeutig zuordnen. Spätere Experimente bestätigten das Element.

Das Verfahren heißt kalte Fusion. Mit der behaupteten Kernfusion bei Raumtemperatur, die sich nie bestätigt hat, hat der Begriff nichts zu tun. „Kalt“ bezieht sich auf die Anregungsenergie des neuen Kerns: Beim Verschmelzen zweier Kerne steckt die Energie des Zusammenstoßes im Produkt, und je mehr davon, desto eher bricht der Kern auseinander oder dampft Neutronen ab. Blei-208 und Bismut-209 sind besonders fest gebundene Kerne. Trifft darauf ein mittelschweres Projektil wie Eisen-58, bleibt der verschmolzene Kern vergleichsweise kühl, und meist verlässt ihn nur ein Neutron. Der Preis ist eine winzige Ausbeute, denn die positiv geladenen Kerne stoßen einander ab. Die Ionen liefert der Linearbeschleuniger UNILAC, und der Separator SHIP trennt die Fusionsprodukte nach ihrer Geschwindigkeit von den Strahlteilchen. Das Gegenstück ist die heiße Fusion mit Calcium-48 und Actinoiden als Target, mit der man in Dubna zu den noch schwereren Elementen kam.

Der Name ehrt die in Wien geborene Lise Meitner (1878–1968). Sie arbeitete jahrzehntelang in Berlin mit dem Chemiker Otto Hahn zusammen und musste 1938 wegen ihrer jüdischen Herkunft nach Schweden fliehen. Als Hahn und Fritz Strassmann Ende 1938 beim Beschuss von Uran Barium fanden, deutete Meitner die Beobachtung gemeinsam mit Otto Robert Frisch als Spaltung des Urankerns. Den Nobelpreis für Chemie erhielt für die Entdeckung der Kernspaltung 1944 Otto Hahn allein. Dass Meitner nicht berücksichtigt wurde, wird in der Geschichtsschreibung seit Langem kritisiert. Meitnerium ist das einzige Element, das allein einer historischen Frau gewidmet ist, während Curium an Marie und Pierre Curie gemeinsam erinnert.

Eigenschaften und Reaktionen

Meitnerium steht in Periode 7 und Gruppe 9, unter dem Iridium. Darüber folgen Rhodium und Cobalt. Die Elektronenkonfiguration [Rn] 5f¹⁴ 6d⁷ 7s² wurde nur berechnet. Hinter der angegebenen Atommasse 278 u steckt kein Mittelwert, sondern die Massenzahl von Meitnerium-278.

Von Meitnerium hat noch nie jemand ein Stück in der Hand gehalten. Schmelzpunkt, Siedepunkt und Dichte sind nicht gemessen. Rechnungen sagen ein festes, sehr dichtes und sehr edles Metall voraus, dessen Dichte sogar über der des Iridiums liegen könnte.

Chemische Versuche mit Meitnerium gibt es nicht. Die Isotope leben nur Sekunden oder weniger, und pro Experiment entstehen höchstens einzelne Atome. Die Erwartung stützt sich deshalb allein auf die Stellung im Periodensystem.

Die Atome zerfallen durch Alphastrahlung oder spontane Spaltung. Von den winzigen Mengen geht keine Gefahr aus.

Forschung und Herstellung

Außerhalb der Forschung hat Meitnerium keine Anwendung, und eine Menge, die man sammeln könnte, gibt es nicht. Aus Halbwertszeit und Zerfallsart schließen Forschende auf den Aufbau der Kerne. Meitnerium-Isotope tauchen außerdem in den Zerfallsketten schwererer Elemente auf, etwa in der von Nihonium, und helfen, solche Ketten zu deuten.

Der Fall Meitnerium zeigt auch eine Grenze der kalten Fusion. Je schwerer das Projektil, desto geringer wird die Ausbeute. Am GSI folgten auf diesem Weg noch Hassium, Darmstadtium, Roentgenium und Copernicium, in Japan Nihonium. Danach ist die Wahrscheinlichkeit so klein, dass man auf die heiße Fusion ausweicht.

Kurz gefragt

Welche Ordnungszahl hat Meitnerium (Mt)?

Häufige Fragen