История открытия Элемент кюрий (Cm, атомный номер 96) был открыт в 1944 году в результате бомбардировки плутония альфа-частицами. Назван в честь Мари и Пьера Кюри, пионеров исследования радиоактивности. Кюрий относится к актиноидам и характеризуется высокой радиоактивностью и редкостью в природе. Естественные изотопы не обнаружены; все известные изотопы получены искусственным путём в лабораторных условиях.
Физические свойства Кюрий — металл серебристо-белого цвета, который со временем темнеет из-за образования оксидной пленки. Он обладает высокой плотностью (около 13,51 г/см³), сравнительно низкой пластичностью и твёрдостью. Температура плавления составляет приблизительно 1340 °C, температура кипения — около 3110 °C. Металл химически активен и легко окисляется на воздухе, особенно при повышенных температурах.
Химические свойства Кюрий проявляет типичные свойства актиноидов, образуя преимущественно соединения в степенях окисления +3 и +4, с преобладанием стабильного состояния +3.
Изотопы и радиоактивность Наиболее известные изотопы: Cm-242, Cm-244 и Cm-246. Периоды полураспада варьируются от нескольких месяцев до тысяч лет. Кюрий испускает α-частицы, γ-излучение и в меньшей степени β-частицы. Высокая активность и излучение определяют строгие меры радиационной безопасности при работе с элементом и его соединениями.
Методы получения Кюрий получают в основном из плутониевых мишеней в ядерных реакторах или путем облучения америция и плутония нейтронами. После облучения металл выделяют химическими методами: осаждением, экстракцией и ионным обменом. Чистый металл получают восстановлением соединений кюрия металлогенными восстановителями, например, литием или кальцием.
Применение Практическое использование кюрия ограничено из-за высокой радиоактивности, но его соединения находят применение в научных исследованиях:
Токсичность и безопасность Соединения кюрия крайне токсичны и радиоактивны. Попадание внутрь организма может вызвать тяжёлое радиоактивное облучение, а длительное воздействие ведёт к поражению костной и кроветворной систем. Работы с кюрием требуют специализированных лабораторий, экранирования, герметичных систем и средств индивидуальной защиты.
Химическая специфика и координационная химия Кюрий в состоянии окисления +3 склонен к образованию комплексов с кислородсодержащими и азотсодержащими лигандами. Геометрия координационных комплексов обычно октаэдрическая или девятикоординационная. Координационная химия кюрия служит важным инструментом для изучения периодичности в ряду актиноидов, сравнения с лантаноидами и прогнозирования свойств сверхтяжёлых элементов.
Соединения кюрия в растворах В водных растворах Cm³⁺ проявляет типичные свойства трёхвалентных актиноидов: он гидролизуется, образуя поликатионные гидроксо-комплексы и легко осаждается с анионами (карбонаты, фосфаты). Растворимые комплексы играют ключевую роль при разделении актиноидов и при изучении трансплантации ионов в радиохимии.
Особенности радиохимической обработки Из-за интенсивного α-излучения и самонагрева соединения кюрия подвергаются радиолитическому разложению. При хранении образуется газообразный водород и другие продукты разложения, что требует вентиляции и специальных контейнеров для безопасного хранения и работы.
Кюрий и его соединения занимают уникальное место среди актиноидов, сочетая высокую химическую активность, сложную радиохимию и значительные научные перспективы для изучения свойств тяжёлых элементов и радиационных процессов.