Curium

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită la 20 iulie 2022; verificarea necesită 1 editare .

Curium
←  Americiu | Berkeley  →
96 Gd ↑ Cm ↓ (Sus) 96 cm _
Aspectul unei substanțe simple
proba de curiu
Proprietățile atomului
Nume, simbol, număr	Curium / Curium (Cm), 96
Grup , punct , bloc	3 (învechit 3), 7, element f
Masa atomica ( masa molara )	247,0703  a. e. m.  ( g / mol )
Configuratie electronica	[Rn] 5f 7 6d 1 7s 2
Raza atomului	ora 299
Proprietăți chimice
Electronegativitatea	1.3 (Scara Pauling)
Potențialul electrodului	Cm←Cm 3+ -2,06V Cm←Cm 2+ -1,2V
Stări de oxidare	+3, +4
Energia de ionizare (primul electron)	581(6,02)  kJ / mol  ( eV )
Proprietățile termodinamice ale unei substanțe simple
Densitate (la n.a. )	13,51 g/cm³
Temperatură de topire	1613K _
Temperatura de fierbere	3383K _
Capacitate de căldură molară	27 [1]  J/(K mol)
Volumul molar	18,28  cm³ / mol
Rețeaua cristalină a unei substanțe simple
Structura de zăbrele	Hexagonal
Parametrii rețelei	a=3,496 c=11,33 [2]
raport c / a	3.24
numar CAS	7440-51-9

96	Curium
cm(247)
5f 7 6d 1 7s 2

Curium ( simbol chimic - Cm , din lat.  Curium ) - un element chimic al grupului al 3-lea (conform clasificării învechite - un subgrup lateral al celui de-al treilea grup, IIIB) al perioadei a șaptea a sistemului periodic de elemente chimice din D. I. Mendeleev , cu număr atomic 96.

Aparține familiei actinidelor .

Substanța simplă curium este un metal transuranium radioactiv sintetizat argintiu .

Istorie

După finalizarea lucrărilor legate de plutoniu , atenția cercetătorilor de la Laboratorul de Metalurgie (acum Laboratorul Național Argonne ) s-a îndreptat către sinteza și identificarea de noi elemente transuraniu [3] . La această lucrare au participat G. Seaborg , A. Ghiorso , L. O. Morgan și R. A. James . Pentru o perioadă destul de lungă, nu a fost posibilă sintetizarea și identificarea elementelor nr. 95 și nr. 96, deoarece s-a presupus că acestea vor semăna cu plutoniul și se vor oxida destul de ușor până la starea hexavalentă. Dar în 1944 , când s-a stabilit că aceste elemente sunt analoge ale lantanidelor și sunt incluse într-un grup special numit actinide , descoperirea a avut loc. Curiumul a fost primul descoperit în 1944. A fost obținut prin bombardarea a 239 Pu cu particule α .

Separarea americiului și a curiumului a fost asociată cu mari dificultăți, deoarece acestea sunt foarte asemănătoare din punct de vedere chimic. Dificultatea separării se reflectă în denumirile originale ale elementelor „pandemonium” și „delir”, care în latină înseamnă „iad” și „prostii”. Au fost separați prin schimb ionic folosind rășină schimbătoare de ioni Dowex-50 și α-hidroxiizobutirat de amoniu ca eluent .

Curiumul a fost izolat de L. V. Werner și I. Perlman în 1947 ca hidroxid obținut din hidroxid de americiu supus iradierii cu neutroni .

Originea numelui

Numit după Pierre și Marie Curie , după exemplul gadoliniului  situat direct deasupra acestuia în tabelul periodic , numit după chimistul Johan Gadolin [4] . În simbolul elementului (Cm) al numelui său latin, prima literă denotă numele de familie Curie, a doua numele Mary, iar ultima literă din numele său complet Curium [5] .

Proprietăți fizice

Configurația electronică completă a atomului de curiu este: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 10 6p 6 5f 7 6d 2 1 7 6 s .

Curiumul este un metal radioactiv argintiu. Cel mai stabil izotop este 247 cm.

Proprietăți chimice

Cea mai stabilă stare de oxidare a curiumului în soluție apoasă este +3 [6] . Starea de oxidare +4 a fost observată în faza solidă sub formă de compuși precum oxidul de curium (IV) și fluorura de curium(IV) [7] . Într-o soluție apoasă, ionul Cm 3+ are culori de la alb la verde pal [8] .

Studiul chimiei curiumului este complicat de radioactivitatea sa ridicată: soluțiile sărurilor sale sunt supuse încălzirii intense și radiolizei .

Obținerea

Anumiți izotopi de curiu sunt produși în reactoare nucleare. Prin captarea secvenţială a neutronilor de către nucleele elementelor ţintă de uraniu sau plutoniu are loc acumularea atomilor de curiu. O tonă de combustibil nuclear uzat conține aproximativ 20 de grame de curiu. După acumularea de curiu în cantități suficiente, acesta este izolat prin metode de prelucrare chimică, se concentrează și se produce oxid de curiu.

Curiumul este un metal extrem de scump. Pentru 2014 este utilizat doar în cele mai importante domenii ale tehnologiei nucleare. Cu toate acestea, există așa-numitele programe de curium în SUA și Rusia, a căror sarcină principală este [9] :

• Creșterea maximă a cantității de curiu din combustibilul iradiat.
• Reducerea maximă a timpului de producție de curiu.
• Dezvoltarea tehnologiilor raționale pentru iradierea combustibilului și dezvoltarea compozițiilor combustibilului.
• Reducerea prețului curiumului.

Acest lucru se datorează faptului că cererea de curium în principalele sale domenii de utilizare este de multe ori mai mare decât oferta. Obținerea unor cantități suficiente de curiu poate rezolva problema producerii de reactoare spațiale compacte, avioane cu motoare nucleare etc.

Conform raportului comisiei Academiei Ruse de Științe condusă de academicianul V. A. Tartakovsky din 23 aprilie 2010, la reactoarele de cercetare ale Centrului Științific de Stat RIAR ( Dimitrovgrad ) a fost creată o tehnologie unică pentru producerea curium-244 [ 10] .

Izotopi și aplicațiile lor

Curium - cm/11,75 gaproximativdensitate(oxidde242 sub formă În ciuda timpului de înjumătățire relativ scurt, produsul descompunerii sale alfa este plutoniul-238 cu o durată de viață semnificativ mai lungă , datorită căruia sursa de căldură pe bază de curiu-242 va dura considerabil mai mult decât, de exemplu, poloniul, dar în același timp. timpul se va pierde în mod vizibil în eliberarea de căldură (din moment ce fiica produsul de degradare este vizibil mai puțin activitate specifică și, în consecință, eliberarea de căldură specifică). Energia de descompunere alfa integrată a unui gram de curiu-242 pe an este de aproximativ 480 kWh .

Un alt domeniu important de aplicare a curium-242 este producția de surse de neutroni de mare putere pentru „aprinderea” (lansarea) reactoarelor nucleare speciale.

Izotopul mai greu al curiumului, curium-244, are proprietăți similare (timp de înjumătățire 18,11 ani [11] ). Este și emițător alfa, dar puterea sa este mai mică, în jur de 2,83 wați/gram. Cu o probabilitate mică (1,37·10 −6 [11] ), curium-244 suferă o fisiune spontană, aducând o contribuție semnificativă la fondul de radiație neutronică din combustibilul nuclear uzat al unor reactoare.

Curium-245 (timp de înjumătățire 8,25 mii ani [11] ) este promițător pentru crearea de reactoare nucleare compacte cu eliberare de energie ultra-înaltă. Se caută modalități de a produce în mod eficient acest izotop, care este un emițător alfa aproape pur (probabilitate de fisiune spontană 6.1·10 −9 ) [11] .

Cel mai longeviv izotop al curiumului este alfa-activ (fără semne de alte tipuri de dezintegrare radioactivă) curium-247, care are un timp de înjumătățire de 15,6 milioane de ani [11] .

Securitate

Când se utilizează curium, doar 0,05% din acesta este absorbit în organism, din această cantitate 45% se depune în ficat ( timp de înjumătățire  este de aproximativ 20 de ani), 45% este în oase (timp de înjumătățire este de aproximativ 50 de ani) , restul de 10% este excretat din organism [12] . Când curiumul este inhalat, acesta este absorbit în organism mult mai bine [13] . Administrarea intravenoasă a soluțiilor de săruri de curiu la șobolani a dus la tumori osoase , iar inhalarea de curium a dus la cancer pulmonar și cancer hepatic [12] .

Unii produși de degradare ai curiumului emit radiații beta și gamma puternice [12] .

Izotopii curium-242 și curium-244 au radiotoxicitate extrem de ridicată, în timp ce curium-242 cu un timp de înjumătățire mai scurt este o otravă extrem de puternică, mult mai periculoasă decât curium-244. Toxicitatea curiumului, ca și cea a tuturor elementelor transuraniului , depinde de compoziția izotopică și crește odată cu proporția de nuclizi care emit alfa cu durată relativ scurtă.

Note

1. ↑ Editorial: Knunyants I. L. (redactor-șef). Enciclopedia chimică: în 5 vol. - Moscova: Enciclopedia sovietică, 1990. - T. 2. - S. 560. - 671 p. — 100.000 de exemplare.
2. ↑ WebElements Tabel periodic al elementelor | curium | structuri cristaline . Preluat la 10 august 2010. Arhivat din original la 17 iulie 2010. (nedefinit)
3. ↑ Bogat, 1985 , p. 115.
4. ↑ Goldansky, 1953 , p. 144.
5. ↑ Leenson, 2017 , Curium.
6. ↑ Penneman, p. 24
7. ↑ Keenan, Thomas K. (1961). „Prima observare a curiumului tetravalent apos”. Jurnalul Societății Americane de Chimie . 83 (17): 3719. doi : 10.1021 /ja01478a039 .
8. ↑ Greenwood, p. 1265
9. ↑ Elementiad . Data accesului: 25 decembrie 2015. Arhivat din original pe 25 decembrie 2015. (nedefinit)
10. ↑ Raportul comisiei de examinare a lucrărilor lui Petrik V.I. Consultat la 23 aprilie 2010. Arhivat din original pe 3 mai 2010. (nedefinit)
11. ↑ 1 2 3 4 5 6 Kondev FG , Wang M. , Huang WJ , Naimi S. , Audi G. Evaluarea Nubase2020 a proprietăților nucleare  // Chinese Physics C  . - 2021. - Vol. 45 , iss. 3 . - P. 030001-1-030001-180 . - doi : 10.1088/1674-1137/abddae .
12. ↑ 1 2 3 Curium Arhivat 14 martie 2013 la Wayback Machine (în germană)
13. ↑ Hammond CR „Elementele” în Template:RubberBible86th

Literatură

• Gol'danskii V. I. Elementul Nr. 96 - Curium // Elemente noi în sistemul periodic al lui D. I. Mendeleev / Ed. ed. K. V. Astahov. - M . : Editura Academiei de Științe a URSS, 1953. - S. 144-145. — 168 p. — (Seria științifică populară).
• Kuznetsov V.I. Al 96-lea element este curium. Utilizarea practică a curiumului // Elementele transuranium. - M . : Cunoașterea, 1969. - S. 17-19. — 48 s. — (Fizică, astronomie).
• Leenson, Ilya. Limbajul chimiei. Etimologia numelor chimice . - M. : Corpus, 2017. - 464 p. — ISBN 978-5-17-095739-2 .
• Bogați V. I. Cai și călăreți (curium, americiu) // În căutarea elementelor. - M .: Chimie, 1985. - S. 115-117. — 168 p.
• Fișe de date Curium , ORNL 1966
• Fișe de date Curium , ORNL 1973

Link -uri

•  Curium pe Webelements
• Curium în Biblioteca Populară a Elementelor Chimice , Editura Nauka, 1977.

Dicționare și enciclopedii	mare danez Mare norvegian Rusă mare Britannica (online) Catolică (1997—…) Treccani Universalis
În cataloagele bibliografice	GND : 4148404-6 J9U : 987007538486405171 LCCN : sh85034863 NDL : 00575294

Sistem periodic de elemente chimice a lui D. I. Mendeleev

unu 2                             3 patru 5 6 7 opt 9 zece unsprezece 12 13 paisprezece cincisprezece 16 17 optsprezece unu H   El 2 Li Fi   B C N O F Ne 3 N / A mg   Al Si P S Cl Ar patru K Ca   sc Ti V Cr Mn Fe co Ni Cu Zn Ga GE La fel de Se Br kr 5 Rb Sr   Y Zr Nb lu Tc Ru Rh Pd Ag CD În sn Sb Te eu Xe 6 Cs Ba La Ce Relatii cu publicul Nd P.m sm UE Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb lu hf Ta W Re Os Ir Pt Au hg Tl Pb Bi Po La Rn 7 pr Ra AC Th Pa U Np Pu A.m cm bk cf Es fm md Nu lr RF Db Sg bh hs Mt Ds Rg Cn Nh fl Mc Lv Ts Og   Metale alcaline metale alcalino-pământoase Lantanide Actinide metale de tranziție metale ușoare Semimetale nemetale Halogeni gaze nobile