Curium(IV)-oxid

Vorlage:Infobox Chemikalie

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.

Darstellung

Curium(IV)-oxid kann direkt aus den Elementen dargestellt werden. Hierzu wird metallisches Curium an Luft oder in einer Sauerstoffatmosphäre geglüht.<ref>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 (Vorlage:DOI).</ref>

<chem>Cm + O2 ->[\Delta T] CmO2</chem>

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.<ref>M. Noé, J. Fuger: Self-radiation effects on the lattice parameter of ²⁴⁴CmO₂, in: Inorg. Nucl. Chem. Lett., 1971, 7 (5), S. 421–430 (Vorlage:DOI).</ref>

<chem>2 Cm2O3 + O2 ->[\Delta T] 4 CmO2</chem>

Eigenschaften

Physikalische Eigenschaften

Curium(IV)-oxid ist ein schwarzer Feststoff. Es kristallisiert im kubischen Kristallsystem in der Fluorit-Struktur in der Vorlage:Raumgruppe und die Koordinationszahlen sind Cm[8], O[4]. Der Gitterparameter beträgt 536 pm.<ref>J. C. Wallmann: A Structural Transformation of Curium Sesquioxide, in: J. Inorg. Nucl. Chem., 1964, 26 (12), S. 2053–2057 (Vorlage:DOI).</ref> Die Bildungsenthalpie bei 25 °C wird auf 167 ± 5 J/(mol·K) geschätzt.<ref name="KONINGS">R. J. M. Konings: Thermochemical and Thermophysical Properties of Curium and its Oxides, in: J. Nucl. Mater., 2001, 298 (3), S. 255–268 (Vorlage:DOI).</ref>

Chemische Eigenschaften

Die Verbindung beginnt ab etwa 380 °C sich zu zersetzen. Hierbei wird zunächst unter Sauerstoffabgabe eine Verbindung der Summenformel CmO_1,95 gebildet, aus welcher ab 430 °C unter Reduktion Curium(III)-oxid entsteht.<ref name=mosley/> Unter Sauerstoffatmosphäre ist Curiumdioxid jedoch auch bei höheren Temperaturen stabil (siehe auch Darstellung).

Sicherheitshinweise

Einstufungen 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

Literatur

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 (Vorlage:DOI).