№96 Кюрий   

История открытия:

Кюрий был синтезирован в 1944 году в Металлургической лаборатории Чикагского университета группой ученых (А. Гиорсо, Р. Джеймс и Л. Морган) по руководством Гленна Сиборга. Его открытие, как и произошедшее несколько позднее открытие его предшественника америция, подтвердило справедливость актинидной концепции Сиборга, о том, что с актиния начинается семейство элементов, у которых происходит заполнение f-подуровня электронной оболочки. Это семейство аналогично семейству лантаноидов, и элемент №96 в нем оказался по строению электронной оболочки и по свойствам аналогичен элементу №64, гадолинию.
Первое чистое соединение кюрия (гидроксид) получили в 1947 американцы Л. Вернер и И. Перлмен. Первый образец металлического кюрия был получен в 1951 американцем Дж. Уолменом.
Элемент был назван в честь Пьера и Марии Кюри.

Нахождение в природе и получение:

Кюрий практически отсутствует в природной среде, и синтезируется в ядерных реакциях. Впервые кюрий был получен при облучении a-частицами изотопа плутония-239, в соответствии с реакцией:
²³⁹₉₄Pu + ⁴₂He = ²⁴¹₉₆Cm + ¹₀n
При работе ядерных реакторов кюрий постепенно накапливается в существенных количествах за счет длительного облучения нейтронами урана или плутония и последующих процеесов бетта-распада. Сырьем для получения кюрия могут служить и изотопы америция, например:
²⁴¹₉₅Am + ¹₀n => ²⁴²₉₅Am => ²⁴²₉₆Cm + b ^-
Большую сложность представляет выделение соединений кюрия из образующейся при этом смеси изотопов различных элементов, особенно отделение его от очень похожих соединений америция. Разделение может быть достигнуто путем обработки озоном суспензии их гидроксидов в водном растворе бикарбоната натрия, кюрий при этом остается в степени окислению +3, а америций окисляется до растворимых комплексов Cm(IV).
Как и многие другие актиноиды металлический кюрий получают восстановлением фторида кюрия(III) парами бария при 1600 К: 2CmF₃ +3Ba = 2Cm+3BaF₂

Физические свойства:

Кюрий - металл серебристо-белого цвета, хрупкий. За счёт собственного a-излучения выделяет так много энергии, что без дополнительного охлаждения постоянно находится в раскаленном состоянии. Температура плавления - 1345 °C. Температура кипения - 3110°С.
Известно около 15 изотопов кюрия с массовыми числами 238-250. Наиболее долгоживущим являются ²⁴⁷Cm имеющий период полураспада 16,4 млн. лет. Изотопы ²⁴²Cm и ²⁴⁴Cm находят наиболее широкое применение.
Кюрий практически чистый альфа-излучатель, например: ²⁴²Cm = ²³⁸Pu + a. Это существенно облегчает защиту от радиоактивного излучения при работе с ним.

Химические свойства:

Кюрий с сухим воздухом реагирует медлено, покрывается оксидной плёнкой, при нагревании быстро окисляется до CmO₂.
Растворяется в соляной и азотной кислотах, с образованием солей кюрия(III)
В соединениях наиболее устойчива степень окисления +3, получены также некоторые соединения в степенях окисления +2, +4, +6.
Исследование химических свойств кюрия весьма затрудняется сильной радиоактивностью. Растворы солей кюрия, благодаря его радиоактивности, светятся в полной темноте, сильно нагреваются, вода разлагается на водород и кислород.

Важнейшие соединения:

Оксид кюрия(III) - Cm₂O₃ - оливкового цвета твердое вещество, растворимое в соляной и азотной кислотах. Ему соответствует нерастворимый в воде гидроксид Cm(OH)₃
Оксид кюрия(IV), CmO₂ - черное вещество, устойчиво, основное применяемое твердое соединение кюрия. Может быть получен разложением гидроксида или оксалата кюрия(IV). При нагревании разлагается, переходя в Cm₂O₃. Растворяется в кислотах, восстанавливаясь при этом с образованием солей Cm(III).
Фториды кюрия Трифторид CmF₃, бесцветный, получают действием газообразного HF на СmО₂ при 400-450°С или осаждением фтористоводородной к-той из водного р-ра в виде гидрата с послед. обезвоживанием над Р₂О₅. Тетрафторид CmF₄ получают фторированием CmF₃ фтором при 400°С. Известны комплексные фториды и летучий CmF₆.

Применение:

Сильное выделение тепла в препаратах Кюрия, обусловленное его радиоактивным распадом, дает возможность использовать изотопы ²⁴²Cm, ²⁴⁴Cm и других для создания малогабаритных источников электрического тока. Срок непрерывной работы таких генераторов достигает нескольких месяцев.
Другой важной областью применения кюрия является производство нейтронных источников высокой мощности для "поджигания" (запуска) специальных атомных реакторов.

Хотя для защиты от альфа-излучения достаточно листа бумаги, при попадании непосредственно в организм соединения кюрия обладают высокой радиотоксичностью. Кюрий накапливается в костях и его излучение разрушает механизм формирования красных кровяных клеток.