Mendelevium – Steckbrief

Stellung im Periodensystem

Zum ganzen Periodensystem

Vorkommen und Gewinnung

Mendelevium gibt es in der Natur nicht. Das langlebigste bekannte Isotop, Mendelevium-258, halbiert sich in gut fünfzig Tagen. Die meisten anderen Isotope zerfallen binnen Stunden oder Minuten.

Zum Entdeckerteam gehörten Albert Ghiorso, Bernard Harvey, Gregory Choppin, Stanley Thompson und Glenn Seaborg. Sie brachten rund eine Milliarde Atome Einsteinium-253 auf eine Goldfolie und beschossen sie im Zyklotron mit Alphateilchen. Bei der Kernreaktion entstanden einzelne Atome des Elements 101. Es handelte sich um Mendelevium-256. Die Atome flogen aus der Folie heraus und blieben an einer zweiten Goldfolie haften. Diese löste man auf, schickte die Lösung durch einen Ionenaustauscher und fing sie tropfenweise auf. Man hatte vorhergesagt, in welchem Tropfen das neue Element erscheinen musste, und tatsächlich fand man dort Spontanspaltungen. Sie stammten vom Tochterkern Fermium-256, in den sich Mendelevium-256 durch Elektroneneinfang umwandelt. Jeder Versuch lieferte nur wenige Atome, bei den ersten waren es zusammen 17.

Den Namen wählte das Team zu Ehren Mendelejews, der 1869 die Elemente nach ihren Eigenschaften ordnete und Lücken für unbekannte ließ. In der Zeit des Kalten Krieges war es bemerkenswert, dass amerikanische Forscher ein Element nach einem russischen Chemiker benannten.

Eigenschaften und Reaktionen

Mendelevium steht in Periode 7 und ist das dreizehnte Actinoid, in der Actinoiden-Zeile zwischen Fermium links und Nobelium rechts. Darüber, in der Lanthanoiden-Zeile, steht das Thulium. Für die Elektronen im Atom gilt die Konfiguration [Rn] 5f¹³ 7s². Die Elektronegativität von 1,3 und der Schmelzpunkt von 827 °C sind Schätzwerte, denn es gibt keine Metallprobe zum Messen. Als Atommasse gilt 258 u, die Massenzahl des langlebigsten Isotops Mendelevium-258.

In Lösung ist plus drei die beständige Stufe. Mendelevium gehört aber zu den ersten Actinoiden, bei denen sich die zweiwertige Stufe leicht erzeugen lässt: Mit einem Reduktionsmittel wird aus Md³⁺ das Ion Md²⁺. Das gelang 1967 mit winzigen Mengen. Der Trend setzt sich bis zum Nobelium fort, wo die zweiwertige Stufe die beständigste ist.

Mendelevium-258 zerfällt durch Alphastrahlung, kürzerlebige Isotope wie Mendelevium-256 durch Elektroneneinfang. Weil höchstens Spuren entstehen, ist die Gefahr durch das Element selbst gering. Gearbeitet wird dennoch nach den Regeln für radioaktive Stoffe.

Forschung und Herstellung

Außerhalb der Forschung hat Mendelevium keine Verwendung. Seine Bedeutung liegt in dem, was man an ihm lernte. Weil man von Anfang an mit einzelnen Atomen arbeiten musste, entwickelte die Berkeley-Gruppe Methoden, die danach zum Standard wurden: schnelles Abtrennen, Nachweis über den Zerfall der Tochterkerne und Zuordnung über das Verhalten im Ionenaustauscher. Mit denselben Prinzipien untersucht man bis heute die schwersten Elemente.

Man stellt Mendelevium heute in Beschleunigern her, aus Einsteinium oder durch das Verschmelzen anderer Atomkerne. Mit wenigen Atomen bestimmte man, wie leicht sich dreiwertiges zu zweiwertigem Mendelevium reduzieren lässt. Aus solchen Werten prüft man, wie sich der Aufbau der 5f-Schale auf die Chemie auswirkt.

Mit der Entdeckung begann außerdem ein Prinzip, das für alle schwereren Elemente gilt: Wo kein Gramm Material zur Verfügung steht, genügt oft ein Atom, um ein Element zu belegen.

Kurz gefragt

Welche Ordnungszahl hat Mendelevium (Md)?

Häufige Fragen