Curium(IV)-oxid
Curium(IV)-oxid (auch Curiumdioxid) ist eine chemische Verbindung der Elemente Curium und Sauerstoff. Es besitzt die Summenformel CmO2. Da alle Isotope des Curiums nur künstlich hergestellt sind, besitzt es keine natürlichen Vorkommen. Es entsteht unter anderem implizit in Kernreaktoren beim Bestrahlen von Urandioxid (UO2) bzw. Plutoniumdioxid (PuO2) mit Neutronen.
| Kristallstruktur | |||||||||||||
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| _ Cm4+ _ O2− | |||||||||||||
| Kristallsystem | |||||||||||||
| Raumgruppe |
Fm3m (Nr. 225) | ||||||||||||
| Gitterparameter |
a = 536 pm | ||||||||||||
| Koordinationszahlen |
Cm[8], O[4] | ||||||||||||
| Allgemeines | |||||||||||||
| Name | Curium(IV)-oxid | ||||||||||||
| Andere Namen |
Curiumdioxid | ||||||||||||
| Verhältnisformel | CmO2 | ||||||||||||
| Kurzbeschreibung |
schwarzer Feststoff[1] | ||||||||||||
| Externe Identifikatoren/Datenbanken | |||||||||||||
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| Eigenschaften | |||||||||||||
| Molare Masse | je nach Isotop: 270–284 g·mol−1 | ||||||||||||
| Aggregatzustand |
fest | ||||||||||||
| Schmelzpunkt | |||||||||||||
| Gefahren- und Sicherheitshinweise | |||||||||||||
 Radioaktiv | |||||||||||||
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| Thermodynamische Eigenschaften | |||||||||||||
| ΔHf0 |
167 ± 5 J·(mol·K)−1[4] | ||||||||||||
| Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa). | |||||||||||||
Darstellung
BearbeitenCurium(IV)-oxid kann direkt aus den Elementen dargestellt werden. Hierzu wird metallisches Curium an Luft oder in einer Sauerstoffatmosphäre geglüht.[5]
![{\displaystyle {\ce {Cm + O2 ->[\Delta T] CmO2}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/d46ff3d0ced7dfbbc28d3abd37b5362af12d0782)
Für Kleinstmengen bietet sich das Glühen von Salzen des Curiums an. Meistens werden hierzu Curium(III)-oxalat (Cm2(C2O4)3) oder Curium(III)-nitrat (Cm(NO3)3) herangezogen.
Eine weitere Möglichkeit stellt die Umsetzung von Curium(III)-oxid (Cm2O3) unter Sauerstoffatmosphäre bei 650 °C dar.[6]
![{\displaystyle {\ce {2 Cm2O3 + O2 ->[\Delta T] 4 CmO2}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/d3ad302409428ad21aff1d0b37d5564a4ab617d9)
Eigenschaften
BearbeitenPhysikalische Eigenschaften
BearbeitenCurium(IV)-oxid ist ein schwarzer Feststoff. Es kristallisiert im kubischen Kristallsystem in der Fluorit-Struktur in der Raumgruppe Fm3m (Raumgruppen-Nr. 225) und die Koordinationszahlen sind Cm[8], O[4]. Der Gitterparameter beträgt 536 pm.[7] Die Bildungsenthalpie bei 25 °C wird auf 167 ± 5 J/(mol·K) geschätzt.[4]
Chemische Eigenschaften
BearbeitenDie Verbindung beginnt ab etwa 380 °C sich zu zersetzen. Hierbei wird zunächst unter Sauerstoffabgabe eine Verbindung der Summenformel CmO1,95 gebildet, aus welcher ab 430 °C unter Reduktion Curium(III)-oxid entsteht.[2] Unter Sauerstoffatmosphäre ist Curiumdioxid jedoch auch bei höheren Temperaturen stabil (siehe auch Darstellung).
Sicherheitshinweise
BearbeitenEinstufungen nach der CLP-Verordnung liegen nicht vor, weil diese nur die chemische Gefährlichkeit umfassen und eine völlig untergeordnete Rolle gegenüber den auf der Radioaktivität beruhenden Gefahren spielen. Auch Letzteres gilt nur, wenn es sich um eine dafür relevante Stoffmenge handelt.
Einzelnachweise
Bearbeiten- ↑ Gregg J. Lumetta, Major C. Thompson, Robert A. Penneman, P. Gary Eller: Curium ( vom 17. Juli 2010 im Internet Archive), in: Lester R. Morss, Norman M. Edelstein, Jean Fuger (Hrsg.): The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements, Springer, Dordrecht 2006; ISBN 1-4020-3555-1, S. 1397–1443 (doi:10.1007/1-4020-3598-5_9).
- ↑ a b W. C. Mosley: Phases and Transformations in the Curium-Oxygen System, in: J. Inorg. Nucl. Chem., 1972, 34 (2), S. 539–555 (doi:10.1016/0022-1902(72)80434-2).
- ↑ Die von der Radioaktivität ausgehenden Gefahren gehören nicht zu den einzustufenden Eigenschaften nach der GHS-Kennzeichnung. In Bezug auf weitere Gefahren wurde dieser Stoff entweder noch nicht eingestuft oder eine verlässliche und zitierfähige Quelle hierzu wurde noch nicht gefunden.
- ↑ a b R. J. M. Konings: Thermochemical and Thermophysical Properties of Curium and its Oxides, in: J. Nucl. Mater., 2001, 298 (3), S. 255–268 (doi:10.1016/S0022-3115(01)00652-3).
- ↑ L. B. Asprey, F. H. Ellinger, S. Fried, W. H. Zachariasen: Evidence for Quadrivalent Curium: X-Ray Data on Curium Oxides, in: J. Am. Chem. Soc., 1955, 77 (6), S. 1707–1708 (doi:10.1021/ja01611a108).
- ↑ M. Noé, J. Fuger: Self-radiation effects on the lattice parameter of 244CmO2, in: Inorg. Nucl. Chem. Lett., 1971, 7 (5), S. 421–430 (doi:10.1016/0020-1650(71)80177-0).
- ↑ J. C. Wallmann: A Structural Transformation of Curium Sesquioxide, in: J. Inorg. Nucl. Chem., 1964, 26 (12), S. 2053–2057 (doi:10.1016/0022-1902(64)80149-4).
Literatur
Bearbeiten- Gregg J. Lumetta, Major C. Thompson, Robert A. Penneman, P. Gary Eller: Curium, in: Lester R. Morss, Norman M. Edelstein, Jean Fuger (Hrsg.): The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements, Springer, Dordrecht 2006; ISBN 1-4020-3555-1, S. 1397–1443 (doi:10.1007/1-4020-3598-5_9).