Curium

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 20 juli 2022; verifiering kräver 1 redigering .
Curium
←  Americium | Berkeley  →
96 Gd
↑
Cm
↓
(Upn)		 Periodiska system av element96 cm _
Utseendet av en enkel substans
curium prov
Atomegenskaper
Namn, symbol, nummer Curium / Curium (Cm), 96
Grupp , punkt , block 3 (föråldrad 3), 7,
f-element
Atommassa
( molmassa )		 247.0703  a. e. m.  ( g / mol )
Elektronisk konfiguration [Rn] 5f 7 6d 1 7s 2
Atomradie 299 pm
Kemiska egenskaper
Elektronnegativitet 1,3 (Pauling skala)
Elektrodpotential Cm←Cm 3+ -2,06V
Cm←Cm 2+ -1,2V
Oxidationstillstånd +3, +4
Joniseringsenergi
(första elektron)		 581(6,02)  kJ / mol  ( eV )
Termodynamiska egenskaper hos ett enkelt ämne
Densitet (vid ej ) 13,51 g/cm³
Smält temperatur 1613K _
Koktemperatur 3383K _
Molär värmekapacitet 27 [1]  J/(K mol)
Molar volym 18,28  cm³ / mol
Kristallgittret av en enkel substans
Gallerstruktur Hexagonal
Gitterparametrar a=3,496 c=11,33 [2]
c / a -förhållande 3.24
CAS-nummer 7440-51-9
96 Curium
centimeter(247)
5f 7 6d 1 7s 2

Curium ( kemisk symbol - Cm , från lat.  Curium ) - ett kemiskt element av den 3: e gruppen (enligt den föråldrade klassificeringen - en sidoundergrupp av den tredje gruppen, IIIB) av den sjunde perioden av det periodiska systemet av kemiska element av D. I. Mendelejev , med atomnummer 96.

Tillhör aktinidfamiljen .

Det enkla ämnet curium är en silvrig syntetiserad radioaktiv transuranmetall .

Historik

Efter avslutat arbete relaterat till plutonium vändes uppmärksamheten hos forskare vid Metallurgical Laboratory (nu Argonne National Laboratory ) till syntesen och identifieringen av nya transuranelement [3] . G. Seaborg , A. Ghiorso , L. O. Morgan och R. A. James deltog i detta arbete . Under en ganska lång period var det inte möjligt att syntetisera och identifiera grundämnen nr 95 och nr 96 eftersom man antog att de skulle likna plutonium och ganska lätt oxidera till sexvärt tillstånd. Men 1944 , när det konstaterades att dessa element är analoger till lantaniderna och ingår i en speciell grupp som kallas aktinider , ägde upptäckten rum. Curium var den första som upptäcktes 1944. Den erhölls genom att bombardera 239 Pu med a-partiklar .

Separationen av americium och curium var förenad med stora svårigheter, eftersom de är kemiskt mycket lika. Svårigheten med separation återspeglas i de ursprungliga namnen på elementen "pandemonium" och "delirium", som på latin betyder "helvete" och "nonsens". De separerades genom jonbyte med användning av Dowex-50 jonbytarharts och ammonium-a-hydroxiisobutyrat som elueringsmedel .

Curium isolerades av L. V. Werner och I. Perlman 1947 som en hydroxid erhållen från americiumhydroxid utsatt för neutronbestrålning .

Namnets ursprung

Uppkallad efter Pierre och Marie Curie , efter exemplet med gadolinium som  ligger direkt ovanför det i det periodiska systemet , uppkallat efter kemisten Johan Gadolin [4] . I elementsymbolen (Cm) i dess latinska namn betecknar den första bokstaven efternamnet Curie, den andra namnet Mary och den sista bokstaven i dess fullständiga namn Curium [5] .

Fysiska egenskaper

Den fullständiga elektroniska konfigurationen av curiumatomen är: 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 2 s 7 d 7 s 7

Curium är en silverfärgad radioaktiv metall. Den mest stabila isotopen är 247 cm.

Kemiska egenskaper

Det mest stabila oxidationstillståndet för curium i vattenlösning är +3 [6] . Oxidationstillståndet +4 har observerats i den fasta fasen i form av föreningar som curium(IV)oxid och curium(IV) fluorid [7] . I en vattenlösning har Cm 3+ -jonen färger från vitt till ljusgrönt [8] .

Studiet av curiums kemi kompliceras av dess höga radioaktivitet: lösningar av dess salter utsätts för intensiv uppvärmning och radiolys .

Får

Vissa isotoper av curium produceras i kärnreaktorer. Genom sekventiell infångning av neutroner av kärnorna i målelementen uran eller plutonium sker ansamling av curiumatomer. Ett ton använt kärnbränsle innehåller cirka 20 gram curium. Efter ackumulering av curium i tillräckliga mängder, isoleras det med kemiska bearbetningsmetoder, koncentreras och curiumoxid produceras.

Curium är en extremt dyr metall. För 2014 används den endast inom kärnteknikens viktigaste områden. Ändå finns det så kallade curium-program i USA och Ryssland, vars huvuduppgift är [9] :

Detta beror på att efterfrågan på curium inom dess huvudsakliga användningsområden är många gånger större än utbudet. Att erhålla tillräckliga mängder curium kan lösa problemet med att producera kompakta rymdreaktorer, flygplan med kärnkraftsmotorer etc.

Enligt rapporten från kommissionen för den ryska vetenskapsakademin under ledning av akademikern V. A. Tartakovsky daterad den 23 april 2010 skapades en unik teknik för produktion av curium-244 vid forskningsreaktorerna i State Scientific Center RIAR ( Dimitrovgrad ) [ 10] .

Isotoper och deras tillämpningar

Curium - cm/11,75 gcadensitet(oxidav242 i form Trots den relativt korta halveringstiden är produkten av dess alfa-sönderfall den märkbart längre livslängden plutonium-238 , på grund av vilken värmekällan baserad på curium-242 kommer att hålla märkbart längre än till exempel polonium, men samtidigt tid kommer det märkbart att förlora i värmeavgivning (eftersom dottern sönderfallsprodukten är märkbart mindre specifik aktivitet, och följaktligen specifik värmeavgivning). Den integrerade alfasönderfallsenergin för ett gram curium-242 per år är cirka 480 kWh .

Ett annat viktigt tillämpningsområde för curium-242 är produktionen av högeffekts neutronkällor för "antändning" (lansering) av speciella kärnreaktorer.

Den tyngre isotopen av curium, curium-244, har liknande egenskaper (halveringstid 18,11 år [11] ). Det är också en alfasändare, men dess uteffekt är lägre, runt 2,83 watt/gram. Med någon liten sannolikhet (1,37·10 −6 [11] ) genomgår curium-244 spontan fission, vilket ger ett betydande bidrag till neutronstrålningsbakgrunden från det använda kärnbränslet i vissa reaktorer.

Curium-245 (halveringstid 8,25 tusen år [11] ) är lovande för skapandet av kompakta kärnreaktorer med ultrahög energiutsläpp. Man letar efter sätt att på ett kostnadseffektivt sätt producera denna isotop, som är en nästan ren alfasändare (sannolikhet för spontan fission 6.1·10 −9 ) [11] .

Den längstlivade isotopen av curium är den alfaaktiva (utan tecken på andra typer av radioaktivt sönderfall) curium-247, som har en halveringstid på 15,6 miljoner år [11] .

Säkerhet

Vid användning av curium absorberas endast 0,05% av det i kroppen, av denna mängd deponeras 45% i levern ( halveringstiden  är cirka 20 år), 45% finns i benen (halveringstiden är cirka 50 år) , de återstående 10% utsöndras från kroppen [12] . När curium andas in tas det upp i kroppen mycket bättre [13] . Intravenös administrering av lösningar av curiumsalter till råttor ledde till bentumörer , och inandning av curium ledde till lungcancer och levercancer [12] .

Vissa sönderfallsprodukter av curium avger stark beta- och gammastrålning [12] .

Isotoperna curium-242 och curium-244 har extremt hög radiotoxicitet, medan curium-242 med kortare halveringstid är ett extremt starkt gift, mycket farligare än curium-244. Toxiciteten hos curium, liksom för alla transuranelement , beror på isotopsammansättningen och ökar med andelen relativt kortlivade alfa-emitterande nuklider.

Anteckningar

  1. ↑ Ledare: Knunyants I. L. (chefredaktör). Chemical Encyclopedia: i 5 vol. - Moskva: Soviet Encyclopedia, 1990. - T. 2. - S. 560. - 671 sid. — 100 000 exemplar.
  2. ↑ WebElements periodiska system för grundämnen | curium | kristallstrukturer . Hämtad 10 augusti 2010. Arkiverad från originalet 17 juli 2010.
  3. ↑ Rich, 1985 , sid. 115.
  4. ↑ Goldansky, 1953 , sid. 144.
  5. ↑ Leenson, 2017 , Curium.
  6. ↑ Penneman, sid. 24
  7. ↑ Keenan, Thomas K. (1961). "Första observation av vattenhaltigt tetravalent curium". Journal of the American Chemical Society . 83 (17): 3719. doi : 10.1021 /ja01478a039 .
  8. ↑ Greenwood, sid. 1265
  9. ↑ Elementiad . Tillträdesdatum: 25 december 2015. Arkiverad från originalet 25 december 2015.
  10. ↑ Rapport från kommissionen för granskning av verken av Petrik V.I. Hämtad 23 april 2010. Arkiverad från originalet 3 maj 2010.
  11. ↑ 1 2 3 4 5 6 Kondev FG , Wang M. , Huang WJ , Naimi S. , Audi G. Nubase2020-utvärderingen av nukleära egenskaper  // Kinesisk fysik  C. - 2021. - Vol. 45 , iss. 3 . - P. 030001-1-030001-180 . - doi : 10.1088/1674-1137/abddae .Fri tillgång
  12. ↑ 1 2 3 Curium Arkiverad 14 mars 2013 på Wayback Machine (på tyska)
  13. ↑ Hammond CR "The elements" i Mall: RubberBible86th

Litteratur

Länkar

  Gå till Wikidata-objektet  Ordböcker och uppslagsverk
I bibliografiska kataloger
 Periodiskt system av kemiska element av D. I. Mendeleev
  ett 2                             3 fyra 5 6 7 åtta 9 tio elva 12 13 fjorton femton 16 17 arton
ett H   han
2 Li Vara   B C N O F Ne
3 Na mg   Al Si P S Cl Ar
fyra K Ca   sc Ti V Cr Mn Fe co Ni Cu Zn Ga Ge Som Se Br kr
5 Rb Sr   Y Zr Obs Mo Tc Ru Rh Pd Ag CD I sn Sb Te jag Xe
6 Cs Ba La Ce Pr Nd Pm sm Eu Gd Tb Dy Ho Eh Tm Yb Lu hf Ta W Re Os Ir Pt Au hg Tl Pb Bi Po På Rn
7 Fr Ra AC Th Pa U Np Pu Am centimeter bk jfr Es fm md Nej lr RF Db Sg bh hs Mt Ds Rg Cn Nh fl Mc Lv Ts Og
 
alkaliska metaller alkaliska jordartsmetaller Lantanider Aktinider övergångsmetaller
lättmetaller _ Halvmetaller icke-metaller Halogener ädelgaser