Curi

Curi
96Cm
americi ← curi → berkeli Gd ↑ Cm ↓ (Uqo) Taula periòdica
Aspecte
Platejat Curi fluorescent Línies espectrals del curi
Propietats generals
Nom, símbol, nombre	Curi, Cm, 96
Categoria d'elements	Actínids
Grup, període, bloc	n/d, 7, f
Pes atòmic estàndard	(247)
Configuració electrònica	[Rn] 5f7 6d1 7s2 2, 8, 18, 32, 25, 9, 2
Propietats físiques
Fase	Sòlid
Densitat (prop de la t. a.)	13,51 g·cm−3
Punt de fusió	1.613 K, 1.340 °C
Punt d'ebullició	3.383 K, 3.110 °C
Entalpia de fusió	? 15 kJ·mol−1
Pressió de vapor
P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k a T (K) 1.788 1.982
Propietats atòmiques
Estats d'oxidació	4, 3 (òxid amfòter)
Electronegativitat	1,3 (escala de Pauling)
Energia d'ionització	1a: 581 kJ·mol−1
Radi atòmic	174 pm
Radi covalent	169±3 pm
Miscel·lània
Estructura cristal·lina	Hexagonal empaquetada compacta
Ordenació magnètica	Antiferromagnètic→transició paramagnètica a 52 K
Resistivitat elèctrica	1,25 µΩ·m
Nombre CAS	7440-51-9
Isòtops més estables
Article principal: Isòtops del curi
Iso AN Semivida MD ED (MeV) PD 242Cm traça 160 d SF - - α 6,1 238Pu 243Cm traça 29,1 a α 6,169 239Pu ε 0,009 243Am FE - - 244Cm traça 18,1 a SF - - α 5,8048 240Pu 245Cm traça 8.500 a SF - - α 5,623 241Pu 246Cm traça 4.730 a α 5,475 242Pu SF - - 247Cm traça 1,56×107 a α 5,353 243Pu 248Cm traça 3,40×105 a α 5,162 4 244Pu SF - - 250Cm sin 9.000 a SF - - α 5,169 246Pu β− 0,037 250Bk

El curi és l'element químic de símbol Cm i nombre atòmic 96. Es tracta d'un actinoide i fou anomenat en honor de Marie i Pierre Curie, pioners en la recerca sobre la radioactivitat. Fou descobert el 1944, essent el tercer transurànid a ser sintetitzat.

Estat natural

Malgrat el llarg període de semidesintegració d'alguns isòtops (${\ce {^247Cm}}$ i ${\ce {^248Cm}}$), de l'ordre de milions d'anys, aquests temps són molt curts si se'ls compara en l'edat de la Terra (4.540 milions d'anys), per la qual cosa el curi primordial que podria haver existit en formar-se la Terra ja s'hauria desintegrat completament. Tanmateix hi ha la possibilitat de l'existència de petites quantitats de curi en dipòsits d'urani com a conseqüència d'una seqüència de captures de neutrons i emissions beta. Però encara no s'ha pogut confirmar.

Història

El curi fou descobert pels científics estatunidencs Glenn T. Seaborg, Ralph A. James i Albert Ghiorso el 1944 en el Laboratori Metal·lúrgic de la Universitat de Chicago quan treballaven pel Projecte Manhattan, com a resultat d'un experiment que havien dut a terme al Laboratori Nacional de Lawrence Berkeley, de la Universitat de Califòrnia a Berkeley. Aquests investigadors bombardejaren plutoni 239 amb partícules alfa al ciclotró de 150 cm d'aquest centre de recerca. La reacció nuclear duta a terme es pot simbolitzar com:

$${\ce {^239Pu + ^4He -> ^242Cm + ^1n}}$$

També bombardejarem americi 241 amb neutrons i aconseguiren el mateix isòtop segons les reaccions:

Hidròxid de curi(III) obtingut per Werner i Perlman

$${\ce {^241Am + ^1n -> ^242Am + \gamma}}$$

$${\ce {^242Am -> ^242Cm + e^-}}$$

El 1947 Louis Werner i Isadore Perlman, a la Universitat de Califòrnia a Berkeley, aconseguiren obtindre 30 μg d'hidròxid de curi(III) de l'isòtop curi 242. El 1950, Crane, Wallmann i Cunningham determinaren que la susceptibilitat magnètica del fluorur de curi(III) era igual a la del fluorur de gadolini(III) –el gadolini està situat just damunt del curi a la taula periòdica–. Un anys després el mateixos investigadors aconseguiren aïllar curi elemental.

Propietats

El curi és un metall blanc platejat, de densitat 13,51 g/cm³ (calculada) i punt de fusió 1.345 °C. El seu estat d'oxidació més comú és el +3, com ara al catió ${\ce {Cm^3+}}$, de color groc pàl·lid en dissolució aquosa, com l'òxid de curi(III) ${\ce {Cm2O3}}$ i els trihalurs ${\ce {CmF3}}$, ${\ce {CmCl3}}$, ${\ce {CmBr3}}$ i ${\ce {CmI3}}$. Les seves propietats són semblants als altres elements actinoides tripositius i als lantanoides. L'estat d'oxidació +4 apareix a l'òxid de curi(IV) negre ${\ce {CmO2}}$ i al catió ${\ce {Cm^4+}}$ complexat amb l'anió fluorur.

Isòtops

Del curi s'han obtingut setze isòtops. El més estable és el curi 247 que té un període de semidesintegració de 16 milions d'anys. El curi 242 i el curi 244 es produeixen i estan disponibles per a la recerca. El curi 248 també s'obté, però en quantitats menors.

Compostos

Els compostos més habituals del curi contenen brom, clor, fluor, hidrogen, iode, oxigen, sulfur i seleni, en són exemples CmCl₃, CmF₃, CmF₄, CmI₃, CmO, CmO₂, i Cm₂O₃.

Aplicacions

RTG de la sonda New Horizons

Generadors termoelèctrics de radioisòtops

El curi s'utilitza com a combustible en alguns generadors termoelèctrics de radioisòtops (RTG) emprats en satèl·lits i vehicles d'exploració espacial. Els RTG són generadors elèctrics que produeixen energia a partir de la desintegració radioactiva. Normalment, la calor alliberada per la descomposició d'un material radioactiu adequat es converteix en electricitat per l'efecte Seebeck –on es genera un corrent elèctric a les cruïlles entre dos metalls diferents– mitjançant una sèrie de termoparells. Per a l'ús espacial, el combustible ha de ser prou radioactiu per produir grans quantitats d'energia per unitat de massa i volum. El radioisòtop ${\ce {^242Cm}}$ produeix aproximadament 3 W/g d'energia tèrmica, semblant a les que produeixen els radioisòtops de plutoni que s'empren més habitualment.

APXS del Mars Curiosity Rover

Espectròmetres de raigs X de partícules alfa

També s'empra com a font de partícules alfa en espectròmetres de raigs X de partícules alfa (APXS), que són dispositius que analitzen la composició d'elements químics d'una mostra a partir de la dispersió de partícules alfa. Es basa en l'experiment de Rutherford i s'empren en les missions espacials. Els APXs tenen una llarga història en l'exploració espacial des de les missions Surveyor a missions com Mars Pathfinder, Mars 96, Rosetta i els Mars Exploration Rovers.

Altres

Finalment el curi s'utilitza en la producció d'elements transuranids i transactínids superiors.

Toxicitat

Els organismes que absorbeixen curi l'acumulen als ossos. La seva radiació destrueix el mecanisme de formació dels glòbuls vermells de la sang. La màxima dosi de curi-244 en els humans és de 0,3 μCi.

Referències

Viccionari