Кюрий (Cm)
АктиноидТвердое вещество
Стандартный атомный вес
[247]Электронная конфигурация
[Rn] 7s2 5f7 6d1Температура плавления
1344.85 °C (1618 K)Температура кипения
3126.85 °C (3400 K)Плотность
1.351000e+4 kg/m³Степени окисления
+3, +4, +5, +6Электроотрицательность (Полинг)
1.3Энергия ионизации (1-я)
Год открытия
1944Атомный радиус
N/AДополнительно
Кюрий — синтетический трансплутониевый актинид, названный в честь Марии и Пьера Кюри. Он производится в ядерных реакторах последовательным захватом нейтронов в плутонии и америции, и все его изотопы радиоактивны. Химически это типичный поздний актинид, в воде определяемый степенью окисления +3 и соединениями, сходными с соединениями америция и лантаноидов. Его наиболее важная практическая особенность — интенсивное альфа-излучение отдельных изотопов, особенно ²⁴⁴Cm.
Кюрий не встречается в природе в земной коре. Впервые он был синтезирован в 1944 году Гленном Т. Сиборгом и его группой в Калифорнийском университете в Беркли с использованием реакции 239Pu (4He, n) 242Cm. Элемент был назван в честь Пьера и Марии Кюри, открывших радий и полоний.
Следовые количества кюрия, вероятно, существуют в природных залежах урана в результате последовательности захватов нейтронов и бета-распадов, поддерживаемой очень низким потоком нейтронов, естественно присутствующих в урановых рудах. Однако присутствие природного кюрия никогда не было обнаружено. 242Cm и 244Cm доступны в количествах от нескольких граммов до десятков граммов. 248Cm был получен лишь в количествах порядка миллиграммов. Кюрий в некоторых отношениях подобен гадолинию, своему редкоземельному гомологу, но имеет более сложную кристаллическую структуру. Металлический кюрий блестящий, ковкий, серебристого цвета, химически активный и более электроположительный, чем алюминий. Металлический кюрий существует в двух кристаллических формах: с двойной гексагональной плотноупакованной структурой (dhcp) и высокотемпературной гранецентрированной кубической плотноупакованной структурой (fcc). Металлический кюрий быстро растворяется в разбавленной кислоте с образованием растворов Cm(III). Поверхности металлического кюрия быстро окисляются на воздухе с образованием тонкой плёнки, возможно, начинающейся с CmO; далее окисление переходит в Cm2O3 и, в конечном счёте, приводит к образованию стабильного CmO2. Однако следует отметить, что образование двухвалентных соединений кюрия, таких как CmO, никогда не наблюдалось в объёмной форме. Большинство соединений и растворов трёхвалентного кюрия весьма стабильны и имеют бледно-жёлтую или жёлто-зелёную окраску. Стабильность трёхвалентного состояния кюрия обусловлена наполовину заполненной электронной оболочкой 5f7. Кюрий в четырёхвалентном состоянии является метастабильным в концентрированных фторидных растворах, но очень стабилен в твёрдом состоянии, главным образом в виде оксидов и фторидов. Поскольку изотопы кюрия доступны в макроколичествах, был приготовлен и охарактеризован ряд соединений кюрия, большинство из которых находится в трёхвалентном состоянии.
242Cm выделяет около трёх ватт тепловой энергии на грамм. Для сравнения, для 238Pu это половина ватта на грамм. Как 242Cm, так и 244Cm использовались как источники энергии для космических и медицинских применений. 244Cm теперь предлагается к продаже по цене 100 долл./мг. Кюрий, попавший в организм, накапливается в костях и поэтому является весьма токсичным, поскольку его излучение разрушает механизм образования красных клеток крови. Максимально допустимая общая нагрузка 244Cm (растворимого) в организме человека составляет 0,3 микрокюри.
Этот элемент был рассмотрен и обновлён д-ром Дэвидом Хобартом, 2011
Кюрий впервые был получен Гленном Т. Сиборгом, Ральфом А. Джеймсом и Альбертом Гиорсо, работавшими в Калифорнийском университете в Беркли, в 1944 году. Они бомбардировали атомы плутония-239, изотопа плутония, альфа-частицами, ускоренными в устройстве, называемом циклотроном. Это привело к образованию атомов кюрия-242 и одного свободного нейтрона. Кюрий-242 имеет период полураспада около 163 дней и распадается в плутоний-238 через альфа-распад либо распадается путем спонтанного деления. Наиболее стабильный изотоп кюрия, кюрий-247, имеет период полураспада около 15 600 000 лет. Он распадается в плутоний-243 через альфа-распад.
Хотя кюрий следует за америцием в периодической системе, фактически он был третьим открытым трансурановым элементом. Он был идентифицирован Сиборгом, Джеймсом и Гиорсо в 1944 году в военной металлургической лаборатории Чикагского университета в результате бомбардировки 239Pu ионами гелия в 60-дюймовом циклотроне Беркли, Калифорния. Видимые количества (30 мкг) 242Cm в форме гидроксида были впервые выделены Вернером и Перлманом из Калифорнийского университета в 1947 году. В 1950 году Крейн, Уоллманн и Каннингем обнаружили, что магнитная восприимчивость микрограммовых образцов CmF3 имеет ту же величину, что и у GdF3. Это дало прямое экспериментальное подтверждение присвоению электронной конфигурации Cm+3. В 1951 году те же исследователи впервые приготовили кюрий в элементарной форме. В настоящее время известно четырнадцать изотопов кюрия с массовыми числами от 237 до 251. Наиболее стабильный, 247Cm, с периодом полураспада 16 миллионов лет, настолько краткоживущ по сравнению с возрастом Земли, что любой первичный кюрий должен был давно исчезнуть из природной среды.
Изображения
Свойства
Физические
- Ковалентный радиус
- 169 pm
- Радиус Ван-дер-Ваальса
- 245 pm
- Плотность
- Молярный объём
- 0.01828 L/mol
- Агрегатное состояние (НУ)
- solid
- Температура плавления
- 1344.85 °C
- Температура кипения
- 3126.85 °C
Химические
- Электроотрицательность (Полинг)
- 1.3
- Сродство к электрону
- Энергия ионизации (1-я)
- Энергия ионизации (2-я)
- Энергия ионизации (3-я)
- Энергия ионизации (4-я)
- Энергия ионизации (5-я)
- Степени окисления
- +3, +4, +5, +6
- Валентные электроны
- 3
- Электронная конфигурация
Термодинамические
- Теплота возгонки
- 4.145722 eV
- Теплота атомизации
- 4.145722 eV
- Энтальпия атомизации
Ядерные
- Протоны
- 96
- Нейтроны
- 151
- Известные изотопы
- 22
- Стабильные изотопы
- 0
- Массовое число (наиб. стабильного)
- 247
- Наиболее стабильный изотоп
- Cm-247
- Год открытия
- 1944
Распространённость
N/A
Кристаллическая структура
N/A
Электронная структура
- Электронов на оболочке
- 2, 8, 18, 32, 25, 9, 2
Идентификаторы
- Номер CAS
- 7440-51-9
- Термный символ
- InChI
- InChI=1S/Cm
- InChI Key
- NIWWFAAXEMMFMS-UHFFFAOYSA-N
Электронная конфигурация Измерено
Cm: 5f⁷ 6d¹ 7s²[Rn] 5f⁷ 6d¹ 7s²1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 5s² 5p⁶ 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² 6p⁶ 5f⁷ 6d¹ 7s²Модель атома
Изотопы меняют число нейтронов, массу и стабильность — но не электронную конфигурацию нейтрального атома.
Схематическая модель атома, не в масштабе.
Атомный отпечаток
Спектр испускания / поглощения
Распределение изотопов
Нет стабильных изотопов.
| Массовое число | Атомная масса (а.е.м.) | Природная распространённость | Период полураспада |
|---|---|---|---|
| 250 Радиоактивный | 250,078358 ± 0,000012 | N/A | 8300 лет |
| 248 Радиоактивный | 248,0723499 ± 0,0000056 | N/A | 348 ky |
| 242 Радиоактивный | 242,058836 ± 0,0000019 | N/A | 162.8 дней |
| 249 Радиоактивный | 249,0759548 ± 0,0000056 | N/A | 64.15 минут |
| 234 Радиоактивный | 234,05016 ± 0,00002 | N/A | 52 секунд |
Фазовое состояние
Причина: на 3101.8 °C ниже точки сублимации (3126.85 °C)
Схематично, не в масштабе
Точки фазовых переходов
Энергии переходов
Энергия для возгонки 1 моля при tвозг
Плотность
При нормальных условиях
При нормальных условиях
Атомные спектры
Показано 10 из 96 Атомные спектры. Сортировка по заряду иона (по возрастанию).
Состав спектральных линий ?
| Ион | Заряд | Всего линий | Вероятности переходов | Обозначения уровней |
|---|---|---|---|---|
| Cm I | 0 | 140 | 0 | 0 |
| Cm II | +1 | 32 | 0 | 0 |
Состав энергетических уровней ?
| Ion | Заряд | Уровни |
|---|---|---|
| Cm I | 0 | 2 |
| Cm II | +1 | 2 |
| Cm III | +2 | 2 |
| Cm IV | +3 | 2 |
| Cm V | +4 | 2 |
| Cm VI | +5 | 2 |
| Cm VII | +6 | 2 |
| Cm VIII | +7 | 2 |
| Cm IX | +8 | 2 |
| Cm X | +9 | 2 |
Данные о кристаллической структуре недоступны
Ионные радиусы
| Заряд | Координация | Спин | Радиус |
|---|---|---|---|
| +3 | 6 | N/A | 97 пм |
| +3 | 9 | N/A | 114.7 пм |
| +4 | 6 | N/A | 85 пм |
| +4 | 8 | N/A | 95 пм |
Соединения
Изотопы (5)
| Массовое число | Атомная масса (а.е.м.) | Природная распространённость | Период полураспада | Режим распада | |
|---|---|---|---|---|---|
| 250 Радиоактивный | 250,078358 ± 0,000012 | N/A | 8300 лет | SF ≈74%α ?β- ? | |
| 248 Радиоактивный | 248,0723499 ± 0,0000056 | N/A | 348 ky | α =91.61±1.6%SF =8.39±1.6%2β- ? | |
| 242 Радиоактивный | 242,058836 ± 0,0000019 | N/A | 162.8 дней | α =100%SF =6.2e-6±0.3%34Si =1.1e-14±0.4% | |
| 249 Радиоактивный | 249,0759548 ± 0,0000056 | N/A | 64.15 минут | β- =100% | |
| 234 Радиоактивный | 234,05016 ± 0,00002 | N/A | 52 секунд | β+ ≈71%α ≈27%SF ≈2% |
Расширенные свойства
Ковалентные радиусы (расш.)
- Ковалентный радиус (Пюккё)
- Ковалентный радиус (Пюккё, двойная связь)
Радиусы Ван-дер-Ваальса
- Alvarez
- UFF
Атомные и металлические радиусы
- Атомный радиус (Рам)
Шкалы нумерации
- Mendeleev
- Pettifor
- Glawe
Шкалы электроотрицательности
- Ghosh
Поляризуемость и дисперсия
- Дипольная поляризуемость
- Дипольная поляризуемость (погр.)
Фазовые переходы и аллотропы
| Температура плавления | 1618.15 K |
Категории степеней окисления
Расширенные справочные данные
Детализация кристаллических радиусов (4)
| Заряд | CN | Спин | rcrystal (pm) | Источник |
|---|---|---|---|---|
| 3 | VI | 111 | from r^3 vs V plots, | |
| 4 | VI | 99 | from r^3 vs V plots, | |
| 4 | VIII | 109 | from r^3 vs V plots, | |
| 3 | IX | — | 128.7 |
Режимы распада изотопов (50)
| Изотоп | Режим | Интенсивность |
|---|---|---|
| 231 | B+ | — |
| 231 | A | — |
| 232 | B+ | — |
| 232 | A | — |
| 233 | A | 20% |
| 233 | B+ | 80% |
| 234 | B+ | 71% |
| 234 | A | 27% |
| 234 | SF | 2% |
| 235 | B+ | — |
Дополнительные данные
Estimated Crustal Abundance
The estimated element abundance in the earth's crust.
Not Applicable
Источники (1)
Estimated Oceanic Abundance
The estimated element abundance in the earth's oceans.
Not Applicable
Источники (1)
Источники
(9)
Data deposited in or computed by PubChem
The half-life and atomic mass data was provided by the Atomic Mass Data Center at the International Atomic Energy Agency.
Element data are cited from the Atomic weights of the elements (an IUPAC Technical Report). The IUPAC periodic table of elements can be found at https://iupac.org/what-we-do/periodic-table-of-elements/. Additional information can be found within IUPAC publication doi:10.1515/pac-2015-0703 Copyright © 2020 International Union of Pure and Applied Chemistry.
The information are cited from Pure Appl. Chem. 2018; 90(12): 1833-2092, https://doi.org/10.1515/pac-2015-0703.
Thomas Jefferson National Accelerator Facility (Jefferson Lab) is one of 17 national laboratories funded by the U.S. Department of Energy. The lab's primary mission is to conduct basic research of the atom's nucleus using the lab's unique particle accelerator, known as the Continuous Electron Beam Accelerator Facility (CEBAF). For more information visit https://www.jlab.org/
The periodic table at the LANL (Los Alamos National Laboratory) contains basic element information together with the history, source, properties, use, handling and more. The provenance data may be found from the link under the source name.
The periodic table contains NIST's critically-evaluated data on atomic properties of the elements. The provenance data that include data for atomic spectroscopy, X-ray and gamma ray, radiation dosimetry, nuclear physics, and condensed matter physics may be found from the link under the source name. Ref: https://www.nist.gov/pml/atomic-spectra-database
This section provides all form of data related to element Curium.
The element property data was retrieved from publications.
