큐륨(III) 산화물
Curium(III) oxide | |
| 이름 | |
|---|---|
| IUPAC 이름 큐륨(III) 산화물 | |
| 체계적 IUPAC 이름 큐륨(3+) 산화물 | |
| 기타 이름 큐릭 산화물 세스키옥사이드 쿠륨 | |
| 식별자 | |
3D 모델(JSmol) | |
펍켐 CID | |
CompTox 대시보드 (EPA) | |
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| 특성. | |
| CM2O3 | |
| 어금질량 | 542 g·190−1 |
| 구조 | |
| 육각형, hP5, 차체 중심 큐빅, 단색체 | |
| P-3m1, 164번 | |
| 관련 화합물 | |
기타 양이온 | 가돌리늄(III) 산화물, 큐륨 수산화물, 큐륨 트리플루오리드, 큐륨 테트라플루오리드, 큐륨 트리클로라이드, 큐륨 트리클로라이드, 큐륨 트리오디드 |
달리 명시된 경우를 제외하고, 표준 상태(25°C [77°F], 100 kPa)의 재료에 대한 데이터가 제공된다. | |
 NVERIFI (?란  ? | |
| Infobox 참조 자료 | |
큐륨(III)산화물은 화학식을 가진 큐륨과 산소로 구성된 화합물이다.CmO23. 큐륨 원자 2개와 산소 원자 3개가 들어 있는 단위 셀을 가진 결정체 고체다.가장 간단한 합성 방정식은 큐륨의 반응을 포함한다.III)[1] O2−: 2 Cm3+ + 32− O --> CmO가23 있는 금속삼산화 쿠륨은 5가지 다형성 형태로 존재할 수 있다.[2][3]그 중 두 가지 형태는 극도로 높은 온도에서 존재하기 때문에 그들의 구조 형성에 대한 실험 연구가 이루어지기 어렵다.큐륨 세스키오사이드의 다른 가능한 세 가지 형태는 신체 중심의 입방형, 단핵형, 육각형이다.[3][4]큐륨(Curium)III) 산화물은 흰색 또는 연한 황갈색을 띠며, 물에서는 용해되지 않지만 무기산과 미네랄산에 용해된다.[5][6]그것의 합성은 1955년에 처음 인정되었다.[7]
합성
쿠륨 세스키오크사이드도 다양한 방법으로 준비될 수 있다.cioxide)는 다양한 방법으로 준비될 수 있다.(참고: 아래 나열된 방법에는 그것이 생산될 수 있는 모든 가능한 방법이 포함되어 있지 않다는 것을 명심하십시오.)
O를2 사용한 점화: Curium()III) 황산염은 모세관을 통해 침전된다.침전물은 400 °C에서 기체 산소에 의해 점화되며, 결과 제품은 600 °C와 10−4 mm의 압력을 통해 열적으로 분해된다.[8]
Aerosolized Curium Sesquioxide:CmO의23 에어로졸레이션 공정은 여러 실험 과정을 통해 할 수 있다.일반적으로 CmO는23 생물학적 시스템 내에서 큐륨 금속의 효과를 발견하기 위한 실험 절차를 위해 에어로졸링된다.[6][9]
경로 1: 전통적인 에어로졸레이션 반응은 큐륨 금속을 출발 재료로 활용한다.큐륨 금속은 대부분의 큐륨(Aerosolized synthesis)에서 Cm 87.4%, Cm 8.4%, 기타 큐륨 동위원소 3.9% 및 플루토늄 딸 핵종의 ~0.3%가 혼합되어 자연적으로 존재하는 것으로 밝혀졌다.III) 질산 큐륨 및 비스(2-에틸헥실) 인산을 톨루엔에 용매 추출하여 플루토늄을 제거한다.[6]그런 다음 질산염 정제 큐륨에 NHOH를3 첨가하고, 그 결과 침전물을 채취하여 탈이온수로 헹군다.침전물(CmO23)은 용매에 다시 매달리고 고출력 에어로졸 제너레이터(예: 러블레이스 분무기)로 에어로졸 처리된다.[6]
경로 2: 기타 에어로졸레이션에서는 질산정화3 큐륨에 NHOH를 첨가하는 대신 수산화암모늄을 사용하여 용액의 pH 값을 9로 조정한다.용액의 기본성이 증가하면 수산화 쿠륨 침전물이 생성된다.이 침전물은 여과물을 통해 수집되어 탈이온수에 다시 고정되며, 분무기는 제품을 에어로졸링하는 데 사용된다.[9]
수소 가스에 의한 감소: 트리클로라이드 퀴륨 용액은 순수한 질산 으로 건조하게 증발되어 질산 쿠륨을 만든다.그 후 질산 큐륨은 공기 중에 점화되어 CmO와2 CmO의23 형성 사이에 중간 구조로 추정되는 산화 큐륨을 생성한다.중간은 진공 시스템에 부착된 모세관 안으로 긁혀 들어가 기체 수소로 감소한다. 이는 UH의3 연소로 인한 것이다.[8]
큐륨-244 획득: 위에서 설명한 많은 반응에 대해 큐륨 금속은 외부 소매업자에 의해 제공된다.큐륨 금속을 얻기 위해, Pu 금속은 아래의 방사성 붕괴 과정에 의해 기술된 말뚝 조사 과정을 통해 보내질 수 있다(참고: 중성자는 문자 "n"으로, 베타-미너스 입자는 "β-"로 표시됨).
239Pu + n --> Pu + n --> Pu + n --> Pu + n --> Pu+ β- ----> Am + n -> Am + β- ---> Cu.[10]
단, 큐륨은 더욱 불안정한 큐륨 동위원소 중 하나이므로 Cm을 함유한 화합물에 대해 얻은 모든 구조 데이터는 구조적 손상의 결과로 예상에서 벗어날 수 있다.[3]하루 안에 CmO의2 격자 매개변수가 0.[3]2% 증가한다는 것이 실험적으로 결정되었다.이것은 큐륨 사이의 원자간 상호작용 약화의 결과라고 가정되어 왔다.IV) 및 알파-데케이의 결과로서 인접한 산화물 그룹.이것은 산화물 큐륨의 열전도도에 영향을 미치며 알파-데케이의 효과가 강화되면서 시간이 지남에 따라 기하급수적으로 감소하게 된다.[11]비정상적인 위상 전환도 보고되었으며 Cm에 의해 또는 불완전한 방사능 붕괴로 인한 잔류 Am의 존재에 의해 유도된 자기방사선의 결과라고 이론화되었다.[3][11]
구조
체중 중심의 입방체 및 단핵체 형태는 삼산화 큐륨의 가장 일반적인 다형성 형태로서, 위에서 상세히 설명한 화학 반응에 의해 생성된다.그들의 결정 구조는 매우 비슷하다.삼산화 큐륨의 폴리모프 중 하나인 체 중심 입방 형태는 몇 주 후에 자연적으로 육각 형태로 변형된다.[8]이러한 변환은 자발적인 Cm 알파 붕괴를 통해 이루어지며, 이는 입방 결정 격자 내에서 방사선 손상 효과를 생성하여 육각으로 왜곡한다.[3]실험적으로 증명되지는 않았지만, 입방형에서 육각형으로의 변환 사이에 삼산화 단핵 큐륨이 중간 형태일 수 있다는 추측이 있다.삼산화 큐륨의 체 중심 입방 형태는 800 °C 이하의 온도, 800 °C~1615 °C 사이의 단핵 형태, 1615 °C 이상의 육각형 형태가 존재한다.[8]
결정학
큐륨 세스키오화체의 다형성 구조 중 세 가지에 대한 격자 매개변수는 다음과 같다.
육각형:
| 데이터 테이블[8][12] | 온도(°C) | A의 길이(å) | 불확실성(å) | c 길이(å) | 불확실성(å) |
|---|---|---|---|---|---|
| 1615 | 3.845 | 0.005 | 6.092 | 0.005 | |
| --* | 3.496 | 0.003 | 11.331 | 0.005 |
(*: 두 번째 행에 열거된 길이를 생성하기 위한 특정 온도가 명시되지 않았다.)[8][12]
모노클린어:
| 데이터 테이블[13] | 온도(°C) | A의 길이(å) | b의 길이(å) | c 길이(å) |
|---|---|---|---|---|
| 21 | 14.257** | 8.92** | 3.65** |
(**: 주어진 불확실성을 포함하는 길이 없음)[13]
입방체:
| 데이터 테이블[8] | 온도(°C) | A의 길이(å) | 불확실성(å) |
|---|---|---|---|
| 21 | 10.97 | 0.01 |
데이터
가장 안정적인 큐륨 동위 원소인 Cm의 발견(및 격리) 이후, 큐륨 세스키오사이드(및 다른 큐륨 화합물)의 열역학적 특성에 대한 실험이 더욱 보편화되었다.단, Cm은 mg 샘플에서만 얻을 수 있으므로 Cm 함유 화합물의 데이터 수집은 주로 다른 큐륨 동위원소를 포함하는 화합물의 데이터 수집보다 시간이 오래 걸린다.[3]아래의 데이터 표는 특히 큐륨 세스키오사이드에 대해 수집된 다양한 데이터를 반영하고 있으며, 그 중 일부는 순수하게 이론적이지만 대부분은 Cm-compounds에서 얻은 것이다.[3][4][7][14][15][16]
| 접지 상태 금속의 F-구성 | 대략적인 용해점(°C) | 자기수용성(μb) | 불확도(μb) | 형성 엔탈피(kJ/mol) | 불확도(kJ/mol) | 평균 표준 몰 엔트로피(J/molK) | 불확도(J/molK) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| f7 (Cm3+) | 2265* | 7.89** | 0.04** | -400** | 5** | 157*** | 5*** |
(*: 삼산화 큐륨의 다른 합성물은 실험 용해점이 다른 화합물을 생성하는 것으로 나타났다.이 데이터 표에 제시된 용해점은 참조에서 수집된 용해점의 평균에 불과하다.)[15][16]
(**: 단핵 형태의 특징)
(****: 다양한 실험에서 삼산화 큐륨에 대한 표준 어금니 엔트로피의 서로 다른 추정치를 계산했다.모스킨은 144.3 J/molK의 표준 어금니 엔트로피(주어진 불확실성 없음)를 보고했다.Westrum과 Grønvold는 160.7 J/molK(주어진 불확실성 없음)의 값을 보고했으며, 코닝스의 값은 167 +/- 5 J/molK인 것으로 보고되었다.)[14]
독성학
큐륨 금속은 방사성핵종이며 방사능 붕괴 시 알파 입자를 방출한다.[14]비록 반감기가 34 ms이지만, 쿠륨 세스키오사이드(curium sesquioxide)를 포함한 많은 쿠륨산화물은 반감기가 수천 년 가까이 된다.[7]큐륨은 세스키오화(curium sesquioxide)의 형태로 체내에 흡입될 수 있어 많은 생물학적 결함을 유발할 수 있다.큐륨의 LD50은 섭취와 흡입으로 3마이크로Ci, 피부를 통한 흡수로 1마이크로Ci이다.[17]한 실험에서, 쥐가 큐륨의 에어로졸화 미립자에 도입되었다.III) 산화물.이 실험에서 흡입된 CMO가23 흡입된 PuO에2 비해 발암성의 절반이라는 것이 증명되었지만, 쥐들은 여전히 피부 병변, 악성 종양, 폐 종양과 같은 많은 생물학적 기형을 앓았다.[9]쥐의 소수는 입자 큐륨 세퀴오화물을 폐에서 제거할 수 있었고, 이는 큐륨 세퀴오화물이 폐액에 부분적으로 용해된다는 것을 암시한다.[9]
적용들
큐륨(III) 산화물은 산업용 등급 재조치와 시약에 많이 사용된다.[15]2009년까지만 해도, 광·공기 민감 핵분열 및 투과 표적 물질의 수송을 위해 (고내구성 세라믹 유리기의 형태로) 저장용으로 큐륨 세스퀴오화이드와 같은 액티나이드 산화물이 검토되고 있다.[15]
기타반응
쿠륨 세스키오화물은 고온에서 기체 산소와 자연적으로 반응한다.[12]낮은 온도에서는 일정 기간 동안 자발적인 반응이 일어날 것이다.물과 반응하는 삼산화 쿠륨은 수화 반응을 할 수 있도록 가설을 세워왔지만, 그 가설을 증명하기 위한 실험은 거의 이루어지지 않았다.[12]쿠륨 세스키오화물은 자연적으로 또는 비자발적으로 질소 가스와 반응하지 않는 것으로 나타났다.[12]
참고 항목
참조
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