Curio: proprietà, preparazione, isotopi, usi

Il curio è un elemento radioattivo appartenente alla serie degli attinidi che ha numero atomico 96 e simbolo Cm.
Appartiene al blocco f e al 7° Periodo e ha configurazione elettronica [Rn] 5f7, 6d1, 7s2

Sebbene il curio segua l’americio nella Tavola Periodica, in realtà è stato il terzo elemento transuranico ad essere scoperto. Nel 1944 gli scienziati Stanley Thompson, Albert Ghiorso e Glenn Seaborg ottennero per la prima volta l’elemento presso l’Università della California a Berkeley.

Il curio, che deve il suo nome a Pierre e Marie Curie, pionieri nel campo della radioattività, fu ottenuto bombardando il plutonio-239 con particelle α:
23994 Pu + 42He → 24296Cm + 10n

La divulgazione della scoperta avvenne solo nel 1945, finita la Seconda Guerra Mondiale, poiché gli studi sui nuovi elementi come curio e americio erano strettamente correlata al Progetto Manhattan.

Preparazione del curio

Può essere ottenuto da una reazione nucleare analoga a quella fatta per la sua scoperta:

23994 Pu + 42He → 24096Cm + 3 10n

Proprietà

Si trova, nella Tavola Periodica, tra l’americio e il berkelio e sotto il gadolinio con cui condivide alcune proprietà.

Il curio  è un metallo argenteo, lucente e malleabile che si appanna lentamente all’aria secca a temperatura ambiente e può trovarsi in piccolissime quantità nei depositi naturali di uranio

È chimicamente reattivo e meno elettronegativo dell’alluminio. Esiste  in due forme cristalline, una doppia struttura esagonale compatta a una temperatura inferiore a 1277°C e un reticolo cubico a facce centrate a temperature maggiori. Ha numeri di ossidazione +3, +4, +5 e +6 e, come per gli altri attinidi, quello più stabile è +3.

Lo stato di ossidazione +4 si osserva principalmente in poche fasi solide, come nel biossido CmO2 e tetrafluoruro CmF4

In soluzione acquosa, lo ione Cm3+ è da incolore a verde pallido mentre Cm4+ è giallo pallido.

Le superfici metalliche si ossidano rapidamente all’aria per formare un film sottile che inizia con la formazione di Cm2O3 fino a formare il biossido CmO2 stabile.

Reazioni

Si  dissolve rapidamente in acido diluito liberando idrogeno gassoso e formando Cm (III)
2 Cm + 6 HCl → 2 CmCl3 + 3 H2

In acqua dà luogo alla formazione dell’idrossido:
2 Cm + 6 H2O → 2 Cm(OH)3 + 3 H2

Come gli altri attinidi forma composti con gli alogeni e, in particolare, cloruro, ioduro e fluoruro ottenuti aggiungendo l’alogeno a soluzioni contenenti lo ione Cm3+. Il tetrafluoruro si ottiene dalla reazione tra il trifluoruro e fluoro:
2 CmF3 + F2 → 2 CmF4

Lo  ione Cm3+ forma composti di coordinazione con molti composti organici come ATP, fluoresceina e urea

Isotopi

Poiché è un elemento artificiale non ha isotopi stabili

Il curio ha 19 isotopi che vanno da 233Cm a 251Cm e 10 isomeri nucleari; quello che ha un tempo di dimezzamento maggiore è 247mCm con un’emivita di 15.6 milioni di anni. Questo isotopo ha il maggior tempo di dimezzamento di qualsiasi altro isotopo conosciuto. L’isotopo con il tempo di dimezzamento minore è 246mCm con un’emivita di 1.12 secondi

Usi

Alcuni isotopi 242Cm e 244Cm sono utilizzati, sotto forma di ossido, nei generatori termoelettrici di radioisotopi come quelli dei veicoli spaziali.

Il 242Cm è usato per ottenere 238Pu per generatori termoelettrici come nei pacemaker cardiaci.
Inoltre il 248Cm  è usato come materiale di partenza comune per la produzione di elementi transuranici e superpesanti

Può essere utilizzato per produrre batterie che venivano utilizzate nei pacemaker cardiaci fino a quando non è stata sviluppata la batteria al litio.

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