คูเรียม  ₉₆ซม.

ชิ้นส่วนโลหะคูเรียมในหลอดควอตซ์
คูเรียม
การออกเสียง	/ ˈ k j ʊər i ə m /ⓘ ​( KURE -ee-əm )
รูปร่าง	สีเงินเมทัลลิก เรืองแสงสีม่วงในที่มืด
เลขมวล	[247]
คูเรียมในตารางธาตุ
ไฮโดรเจน ฮีเลียม ลิเธียม เบริลเลียม โบรอน คาร์บอน ไนโตรเจน ออกซิเจน ฟลูออรีน นีออน โซเดียม แมกนีเซียม อะลูมิเนียม ซิลิคอน ฟอสฟอรัส กำมะถัน คลอรีน อาร์กอน โพแทสเซียม แคลเซียม สแกนเดียม ไทเทเนียม วาเนเดียม โครเมียม แมงกานีส เหล็ก โคบอลต์ นิกเกิล ทองแดง สังกะสี แกลเลียม เจอร์เมเนียม สารหนู ซีลีเนียม โบรมีน คริปทอน รูบิเดียม สตรอนเทียม อิตเทรียม เซอร์โคเนียม ไนโอเบียม โมลิบเดนัม เทคนีเทียม รูทีเนียม โรเดียม แพลเลเดียม เงิน แคดเมียม อินเดียม ดีบุก พลวง เทลลูเรียม ไอโอดีน ซีนอน ซีเซียม แบเรียม แลนทานัม ซีเรียม พราเซโอดีเมียม นีโอไดเมียม โพรมีเทียม ซาแมเรียม ยูโรเปียม แกโดลิเนียม เทอร์เบียม ดิสโพรเซียม โฮลเมียม เออร์เบียม ทูเลียม อิตเทอร์เบียม ลูทีเซียม แฮฟเนียม แทนทาลัม ทังสเตน รีเนียม ออสเมียม อิริเดียม แพลทินัม ทอง ปรอท (ธาตุ) แทลเลียม ตะกั่ว บิสมัท พอโลเนียม แอสทาทีน เรดอน แฟรนเซียม เรเดียม แอกทิเนียม ธอร์เรียม โปรแทคติเนียม ยูเรเนียม เนปทูเนียม พลูโตเนียม อเมริเซียม คูเรียม เบอร์คีเลียม แคลิฟอร์เนียม ไอน์สไตเนียม เฟอร์เมียม เมนเดเลเวียม โนเบลียม ลอว์เรนเซียม รัทเทอร์ฟอร์เดียม ดับเนียม ซีบอร์เจียม โบห์เรียม ฮัสเซียม ไมท์เนเรียม ดาร์มสตัดเทียม รังสีเอกซ์ โคเปอร์นิเซียม นิโฮเนียม เฟลโรเวียม มอสโกเวียม ลิเวอร์โมเรียม เทนเนสซี โอกาเนสสัน Gd ↑ Cm ↓ — อะเมริเซียม ← คูเรียม → เบอร์คีเลียม
เลขอะตอม( Z )	96
กลุ่ม	กลุ่ม f-block (ไม่มีหมายเลข)
ระยะเวลา	คาบเรียนที่ 7
ปิดกั้น	บล็อก f
การจัดเรียงอิเล็กตรอน	[ Rn ] 5f 7 6d 1 7s 2
อิเล็กตรอนต่อเปลือก	2, 8, 18, 32, 25, 9, 2
คุณสมบัติทางกายภาพ
เฟสที่  STP	แข็ง
จุดหลอมเหลว	1613  K (1340 °C, 2444 °F)
จุดเดือด	3383 เคลวิน (3110 องศาเซลเซียส, 5630 องศาฟาเรนไฮต์)
ความหนาแน่น(ใกล้  อุณหภูมิห้อง )	13.51 กรัม/ซม³
ความร้อนของการหลอมเหลว	13.85  กิโลจูล/โมล
ความดันไอ พี  (ปาสคาล) 1 10 100 1 กก. 10k 100 กก. ที่  T  (K) 1788 พ.ศ. 2525
คุณสมบัติของอะตอม
สถานะออกซิเดชัน	ทั่วไป: +3 +2, [ 1 ] +4, [ 4 ] +5, [ 2 ] +6 [ 3 ]
ค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตี	ระดับของพอลลิง: 1.3
พลังงานไอออนไนเซชัน	อันดับ 1: 581 กิโลจูล/โมล
รัศมีอะตอม	เชิงประจักษ์: 174  น.
รัศมีโควาเลนต์	169±3 น.
เส้นสเปกตรัมของคูเรียม
คุณสมบัติอื่นๆ
ปรากฏการณ์ทางธรรมชาติ	สังเคราะห์
โครงสร้างผลึก	โครงสร้างผลึกแบบหกเหลี่ยม คู่(dhcp)
ความต้านทานไฟฟ้า	1.25 µΩ⋅m [ 5 ]
การจัดเรียงแม่เหล็ก	การเปลี่ยนผ่านแอนติเฟอร์โรแมกเนติก-พาราแมกเนติกที่ 52 K [ 5 ]
หมายเลข CAS	7440-51-9
ประวัติศาสตร์
การตั้งชื่อ	ตั้งชื่อตามมารี สกโลโดว์สกา-คูรีและปิแอร์ คูรี
การค้นพบ	เกล็น ที. ซีบอร์ก , ราล์ฟ เอ. เจมส์ , อัลเบิร์ต จิออร์โซ(1944)
ไอโซโทปของคูเรียม วี อี
ไอโซโทปหลัก[ 6 ] การผุพัง ไอโซโทป ความอุดมสมบูรณ์ ครึ่งชีวิต( t 1/2 ) โหมด ผลิตภัณฑ์ 242ซม. ซินธ์ 162.8 วัน α 238พู เอสเอฟ – ซีดี 208พีบี 243ซม. ซินธ์ 29.1 ปี α 239พู ε 243ม. เอสเอฟ – 244ซม. ซินธ์ 18.11 ปี α 240พู เอสเอฟ – 245ซม. ซินธ์ 8250 หลา α 241พู เอสเอฟ – 246ซม. ซินธ์ 4706 ย. α 242พู เอสเอฟ – 247ซม. ซินธ์ 1.56 × 10 7  ปี α 243พู 248ซม. ซินธ์ 3.48 × 10 5  ปี α 244พู เอสเอฟ – 250ซม. ซินธ์ 8300 หลา เอสเอฟ – α 246พู เบต้า− 250บีเค

คิวเรียมเป็นธาตุเคมีสังเคราะห์มีสัญลักษณ์Cmและเลขอะตอม96ธาตุแอคติไนด์ทรานส์ยูเรเนียมนี้ได้รับการตั้งชื่อตามนักวิทยาศาสตร์ผู้มีชื่อเสียงมารี และ ปิแอร์ คิวรี ซึ่งทั้งสองเป็นที่รู้จักจากงานวิจัยด้านกัมมันตภาพรังสี คิวเรียมถูกสร้างขึ้นโดยเจตนาเป็นครั้งแรกโดยทีมงานของ เกล็น ที. ซีบอร์ก, ราล์ฟเอ.เจมส์และอัลเบิร์ต จิออร์โซในปี 1944 โดยใช้ไซโคลตรอนที่เบิร์กลีย์ พวกเขา ใช้ รังสี อัลฟาโจมตีธาตุพลูโทเนียม ที่เพิ่งค้นพบ (ไอโซโทป^239Pu )จากนั้นส่งไปยังห้องปฏิบัติการโลหะวิทยาที่มหาวิทยาลัยชิคาโกซึ่งในที่สุดก็สามารถแยกและระบุตัวอย่างคิวเรียมขนาดเล็กได้ การค้นพบนี้ถูกเก็บเป็นความลับจนกระทั่งสิ้นสุดสงครามโลกครั้งที่สองข่าวนี้ถูกเปิดเผยต่อสาธารณชนในเดือนพฤศจิกายน 1947 คิวเรียมส่วนใหญ่ผลิตโดยการโจมตียูเรเนียมหรือพลูโทเนียมด้วยนิวตรอนในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ โดย เชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้วหนึ่งตันมีคิวเรียมประมาณ 20 กรัม

คูเรียมเป็น โลหะสีเงินแข็งและหนาแน่นมีจุดหลอมเหลวและจุดเดือดสูงเมื่อเทียบกับธาตุในกลุ่มแอกทิไนด์ชนิดอื่น มีคุณสมบัติเป็นพาราแมกเนติกที่อุณหภูมิห้องแต่จะเปลี่ยนเป็นแอนติเฟอร์โรแมกเนติกเมื่อเย็นตัวลง และยังพบการเปลี่ยนแปลงทางแม่เหล็กอื่นๆ ในสารประกอบของคูเรียมหลายชนิด ในสารประกอบ คูเรียมมักมีวาเลนซ์ +3 และบางครั้ง +4 โดยวาเลนซ์ +3 จะเด่นกว่าในสารละลาย คูเรียมออกซิไดซ์ได้ง่าย และออกไซด์ของคูเรียมเป็นรูปแบบหลักของธาตุนี้ มันสามารถสร้าง สารประกอบ เชิงซ้อนที่มีการเรืองแสง สูง กับสารประกอบอินทรีย์ต่างๆ หากเข้าสู่ร่างกายมนุษย์ คูเรียมจะสะสมอยู่ในกระดูก ปอด และตับ ซึ่งเป็นสาเหตุของการเกิด มะเร็ง

ไอโซโทป ของคูเรียม ที่รู้จักทั้งหมดเป็นกัมมันตรังสีและมีมวลวิกฤต น้อย สำหรับการเกิดปฏิกิริยาลูกโซ่นิวเคลียร์ไอโซโทปที่เสถียรที่สุดคือ²⁴⁷ Cm มีครึ่งชีวิต 15.6 ล้านปี ไอโซโทปของคูเรียมที่มีอายุยืนยาวที่สุดส่วนใหญ่จะปล่อยอนุภาคอัลฟาเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเทอร์โมอิเล็กทริกจากไอโซโทปรังสีสามารถใช้ความร้อนจากกระบวนการนี้ได้ แต่ถูกจำกัดด้วยความหายากและราคาสูงของคูเรียม คูเรียมใช้ในการผลิตแอคติไนด์ที่หนักกว่าและนิวไคลด์กัมมันตรังสี²³⁸ Pu สำหรับแหล่งพลังงานในเครื่องกระตุ้นหัวใจเทียมและเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเทอร์โม อิเล็กทริกจากไอโซโทปรังสี สำหรับยานอวกาศ มันถูกใช้เป็นแหล่งกำเนิดอัลฟาในเครื่องสเปกโทรเมตรเอ็กซ์เรย์อนุภาคอัลฟาของยานสำรวจอวกาศหลายลำ รวมถึงยานสำรวจดาวอังคารSojourner , Spirit , OpportunityและCuriosityและยานลงจอด Philaeบนดาวหาง67P/Churyumov–Gerasimenkoเพื่อวิเคราะห์องค์ประกอบและโครงสร้างของพื้นผิว

คูเรียมได้รับการสังเคราะห์แยก และระบุโดยเจตนาเป็นครั้งแรกในปี พ.ศ. 2487 ที่มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เบิร์กลีย์โดยGlenn T. Seaborg , Ralph A. JamesและAlbert Ghiorso ในการทดลองของพวกเขา พวกเขาใช้ ไซโคลตรอนขนาด60 นิ้ว (150 ซม.) ^{[ 7 ]}

คูเรียมได้รับการระบุทางเคมีที่ห้องปฏิบัติการโลหะวิทยา (ปัจจุบันคือห้องปฏิบัติการแห่งชาติอาร์กอน ) มหาวิทยาลัยชิคาโกถือเป็นธาตุทรานส์ยูเรเนียมลำดับ ที่สาม ที่ถูกค้นพบ แม้ว่าจะเป็นธาตุลำดับที่สี่ในอนุกรมก็ตาม โดยธาตุอะเมริเซียม ซึ่งเบากว่า ยังไม่เป็นที่รู้จัก^{[ 8 ] [ 9 ]}

ตัวอย่างถูกเตรียมดังนี้: ขั้นแรก สารละลาย พลูโทเนียมไนเตรตถูกเคลือบลงบน แผ่นฟอยล์ แพลทินัมที่มีพื้นที่ประมาณ 0.5 cm² จากนั้น^{สารละลาย}ถูกระเหย และสารตกค้างถูกเปลี่ยนเป็นพลูโทเนียม(IV) ออกไซด์ (PuO₂ ₎โดยการอบร้อนหลังจากฉายรังสีไซโคลตรอนลงบนออกไซด์แล้ว สารเคลือบจะถูกละลายด้วยกรดไนตริก จากนั้นตกตะกอนเป็นไฮดรอก ไซด์โดยใช้ สารละลายแอมโมเนียเข้มข้น สารตกค้าง ถูกละลายในกรดเปอร์คลอริกและทำการแยกเพิ่มเติมโดยการแลกเปลี่ยนไอออนเพื่อให้ได้ไอโซโทปของคูเรียม การแยกคูเรียมและอะเมริเซียมนั้นต้องใช้ความพยายามอย่างมากจนกลุ่มเบิร์กลีย์เรียกธาตุเหล่านั้นในตอนแรกว่าแพนเดโมเนียม (จากภาษากรีกที่แปลว่าปีศาจทั้งหมดหรือนรก ) และเดลิเรียม (จากภาษาละตินที่แปลว่าความบ้าคลั่ง ) ^{[ 10 ] [ 11 ]}

²⁴² Cm ถูกสร้างขึ้นในเดือนกรกฎาคม-สิงหาคม พ.ศ. 2487 โดยการยิง²³⁹ Pu ด้วยอนุภาคอัลฟาเพื่อผลิตคูเรียมพร้อมกับการปล่อยนิวตรอน : ^{[ 8 ] [ 12 ]}

${\displaystyle {\ce {^{239}_{94}ปู่ + ^{4}__{2}เขา -> ^{242}_{96}Cm + ^{1}_{0}n}}}$

²⁴² Cm ได้รับการระบุอย่างชัดเจนโดยพลังงานลักษณะเฉพาะของอนุภาคอัลฟาที่ปล่อยออกมาในระหว่างการสลายตัว:

${\displaystyle {\ce {^{242__{96}Cm -> ^{238}_{94}ปู่ + ^{4}__{2}เขา}}}$

ครึ่งชีวิต ของ การสลายตัวของอัลฟานี้ถูกวัดครั้งแรกเป็น 5 เดือน (150 วัน) ^{[ 8 ]}จากนั้นจึงแก้ไขเป็น 162.8 วัน^{[ 6 ]}

ไอโซโทปอีกชนิดหนึ่งคือ²⁴⁰ Cm ถูกผลิตขึ้นจากปฏิกิริยาที่คล้ายกันในเดือนมีนาคม พ.ศ. 2488:

${\displaystyle {\ce {^{239__{94}ปู + ^{4__{2}เขา -> ^{240}_{96}Cm + 3^{1__{0}n}}}$

ครึ่งชีวิตของการสลายตัวของ α ของ²⁴⁰ Cm ถูกกำหนดไว้ที่ 26.8 วัน^{[ 8 ]}และต่อมาได้รับการแก้ไขเป็น 30.4 วัน^{[ 6 ]}

การค้นพบคูเรียมและอะเมริเซียมในปี 1944 มีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับโครงการแมนฮัตตันดังนั้นผลลัพธ์จึงเป็นความลับและเปิดเผยเฉพาะในปี 1945 เท่านั้น ซีบอร์กได้เปิดเผยการสังเคราะห์ธาตุ 95 และ 96 ในรายการวิทยุสำหรับเด็กของสหรัฐฯ ชื่อQuiz Kidsห้าวันก่อนการนำเสนออย่างเป็นทางการใน การประชุม สมาคมเคมีอเมริกันในวันที่ 11 พฤศจิกายน 1945 เมื่อผู้ฟังคนหนึ่งถามว่ามีการค้นพบธาตุทรานส์ยูเรเนียมใหม่นอกเหนือจากพลูโตเนียมและเนปทูเนียมในช่วงสงครามหรือไม่^{[ 10 ]}การค้นพบคูเรียม ( ²⁴² Cm และ²⁴⁰ Cm ) การผลิต และสารประกอบของมันได้รับการจดสิทธิบัตรในภายหลังโดยระบุชื่อซีบอร์กเป็นผู้ประดิษฐ์เพียงคนเดียว^{[ 13 ]}

มารีและปิแอร์ กูรี

ธาตุนี้ได้รับการตั้งชื่อตามมารี คูรีและสามีของเธอปิแอร์ คูรีซึ่งเป็นที่รู้จักจากการค้นพบเรเดียมและผลงานของพวกเขาในด้านกัมมันตภาพรังสีโดยยึดตามแบบอย่างของแกโดลิเนียมซึ่งเป็น ธาตุ แลนทานัมที่อยู่เหนือคูเรียมในตารางธาตุ ซึ่งได้รับการตั้งชื่อตามนักสำรวจธาตุหายากโยฮัน แกโดลิน : ^{[ 14 ]}

ในฐานะชื่อของธาตุที่มีเลขอะตอม 96 เราขอเสนอชื่อว่า "คูเรียม" โดยมีสัญลักษณ์ Cm หลักฐานบ่งชี้ว่าธาตุ 96 มีอิเล็กตรอน 5f เจ็ดตัว และจึงคล้ายคลึงกับธาตุแกโดลิเนียม ซึ่งมีอิเล็กตรอน 4f เจ็ดตัวในอนุกรมธาตุหายากปกติ บนพื้นฐานนี้ ธาตุ 96 จึงได้รับการตั้งชื่อตามตระกูลคูรีในลักษณะที่คล้ายคลึงกับการตั้งชื่อแกโดลิเนียม ซึ่งตั้งชื่อเพื่อเป็นเกียรติแก่นักเคมีแกโดลิน^{[ 8 ]}

ตัวอย่างคูเรียมชุดแรกแทบมองไม่เห็น และถูกระบุโดยกัมมันตภาพรังสี หลุยส์ เวอร์เนอร์ และอิซาดอร์ เพิร์ลแมนสร้างตัวอย่างคูเรียม-242 ไฮดรอกไซด์ 30 ไมโครกรัมชุดแรกที่มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เบิร์กลีย์ ในปี 1947 โดยการยิงอะเมริเซียม -241 ด้วยนิวตรอน^{[ 15 ] [ 16 ] [ 17 ]}คูเรียม(III) ฟลูออไรด์ในปริมาณมากถูกค้นพบในปี 1950 โดย WWT Crane, JC Wallmann และ BB Cunningham ความไวต่อสนามแม่เหล็กของมันใกล้เคียงกับ GdF _{3 มาก ซึ่งเป็น} ^{หลักฐาน}เชิงทดลองแรกสำหรับวาเลนซ์ +3 ของคูเรียมในสารประกอบของมัน^{[ 15 ]}โลหะคูเรียมถูกผลิตขึ้นในปี 1950 เท่านั้น โดยการลด CmF ₃ด้วยแบเรียม^{[ 18 ]} [ ^{19 ]}

คูเรียมเป็นธาตุสังเคราะห์กัมมันตรังสี เป็นโลหะแข็งและหนาแน่น มีลักษณะสีเงินขาว และมีคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีคล้ายกับแกโดลิเนียมจุดหลอมเหลวของคูเรียมอยู่ที่ 1344 °C ซึ่งสูงกว่าธาตุเนปทูเนียม (637 °C) พลูโทเนียม (639 °C) และอะเมริเซียม (1176 °C) อย่างมาก ในขณะที่แกโดลิเนียมมีจุดหลอมเหลวที่ 1312 °C ส่วนคูเรียมมีจุดเดือดที่ 3556 °C ความหนาแน่นของคูเรียมอยู่ที่ 13.52 g/cm³ ซึ่ง^เบากว่าเนปทูเนียม (20.45 g/cm³ ⁾และพลูโทเนียม (19.8 g/cm³ ⁾แต่หนักกว่าโลหะอื่นๆ ส่วนใหญ่ คูเรียมมีผลึกสองรูปแบบ โดยรูปแบบ α-Cm มีความเสถียรมากกว่าในสภาวะแวดล้อมปกติ มีสมมาตรหกเหลี่ยมกลุ่มอวกาศ P6 ₃ /mmc พารามิเตอร์แลตติสa  = 365  pmและc  = 1182 pm และหน่วยสูตร สี่หน่วย ต่อเซลล์หน่วย [ ^{20 ] ผลึก}ประกอบด้วยการบรรจุแบบหกเหลี่ยม คู่แบบแน่น ด้วยลำดับชั้น ABAC ดังนั้นจึงเป็นไอโซไทป์กับ α-แลนทานัม ที่ความดัน >23  GPaที่อุณหภูมิห้อง α-Cm จะกลายเป็น β-Cm ซึ่งมี สมมาตร ลูกบาศก์แบบศูนย์กลางหน้ากลุ่มอวกาศ Fm 3 m และค่าคงที่แลตติสa  = 493 pm ^{[ 20 ]}เมื่อบีบอัดต่อไปถึง 43 GPa คูเรียมจะกลายเป็น โครงสร้าง γ-Cm แบบออร์โธรอมบิกที่คล้ายกับ α-ยูเรเนียม โดยไม่มีการเปลี่ยนผ่านเพิ่มเติมที่สังเกตได้จนถึง 52 GPa เฟสคูเรียมทั้งสามนี้เรียกอีกอย่างว่า Cm I, II และ III ^{[ 21 ] [ 22 ]}

คูเรียมมีคุณสมบัติทางแม่เหล็กที่แปลกประหลาด ธาตุข้างเคียงอย่างอะเมริเซียมไม่แสดงการเบี่ยงเบนจากพาราแมกเนติซึมแบบคูรี-ไวส์ ในช่วงอุณหภูมิทั้งหมด แต่ α-Cm เปลี่ยนไปเป็น สถานะ แอนติเฟอร์โรแมกเนติกเมื่อเย็นลงถึง 65–52 K ^{[ 23 ] [ 24 ]}และ β-Cm แสดง การเปลี่ยน ผ่านเฟอร์ริแมกเนติกที่ประมาณ 205 K คูเรียมพนิคไทด์แสดง การเปลี่ยน ผ่านเฟอร์โรแมกเนติกเมื่อเย็นลง: ²⁴⁴ CmN และ²⁴⁴ CmAs ที่ 109 K, ²⁴⁸ CmP ที่ 73 K และ²⁴⁸ CmSb ที่ 162 K อะนาล็อกแลนทานัมของคูเรียมอย่างแกโดลิเนียมและพนิคไทด์ของมันก็แสดงการเปลี่ยนผ่านทางแม่เหล็กเมื่อเย็นลงเช่นกัน แต่ลักษณะการเปลี่ยนผ่านนั้นแตกต่างกันเล็กน้อย: Gd และ GdN กลายเป็นเฟอร์โรแมกเนติก และ GdP, GdAs และ GdSb แสดงการเรียงตัวแบบแอนติเฟอร์โรแมกเนติก^{[ 25 ]}

จากข้อมูลทางแม่เหล็ก ความต้านทานไฟฟ้าของคูเรียมจะเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิ โดยเพิ่มขึ้นประมาณสองเท่าระหว่าง 4 ถึง 60 เคลวิน จากนั้นจะคงที่เกือบตลอดจนถึงอุณหภูมิห้อง ความต้านทานจะเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเวลาผ่านไป (~10 μΩ·cm/h ) เนื่องจากการเสียหายของโครงผลึกเองจากการสลายตัวของอัลฟา ทำให้ความต้านทานที่แท้จริงของคิวเรียมไม่แน่นอน (~125 μΩ·cm ) ความต้านทาน ^ของคูเรียมคล้ายกับของแกโดลิเนียม และแอคติไนด์พลูโตเนียมและเนปทูเนียม แต่สูงกว่าของอะเมริเซียม ยูเรเนียมโพลoniumและทอเรียม อย่างมีนัยสำคัญ [ ^{5 ]}

ภายใต้แสงอัลตราไวโอเลต ไอออนคูเรียม(III) จะแสดง การเรืองแสงสีเหลืองส้มที่แรงและเสถียรโดยมีค่าสูงสุดในช่วง 590–640 นาโนเมตร ขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อม^{[ 26 ]}การเรืองแสงนี้เกิดจากการเปลี่ยนสถานะจากสถานะกระตุ้นแรก⁶ D _7/2และสถานะพื้นฐาน⁸ S _7/2การวิเคราะห์การเรืองแสงนี้ช่วยให้สามารถตรวจสอบปฏิสัมพันธ์ระหว่างไอออน Cm(III) ในสารประกอบอินทรีย์และอนินทรีย์ได้^{[ 27 ]}

ไอออนคิวเรียมในสารละลายเกือบทุกครั้ง จะ มี สถานะออกซิเดชัน +3 ซึ่งเป็นสถานะออกซิเดชันที่เสถียรที่สุดสำหรับคิวเรียม^{[ 28 ]}สถานะออกซิเดชัน +4 พบได้ส่วนใหญ่ในเฟสของแข็งบางชนิด เช่น CmO ₂และ CmF ₄ ^{[ 29 ] [ 30 ]}คิวเรียม(IV) ในสารละลายน้ำจะพบได้เฉพาะเมื่อมีสารออกซิไดซ์ที่แรง เช่นโพแทสเซียมเปอร์ซัลเฟตและจะถูกรีดิวซ์เป็นคิวเรียม(III) ได้ง่ายโดยการฉายรังสีและแม้กระทั่งโดยน้ำเอง^{[ 31 ]}พฤติกรรมทางเคมีของคิวเรียมแตกต่างจากธาตุแอคติไนด์อย่างธอร์เรียมและยูเรเนียม และคล้ายกับอะเมริเซียมและแลนทาไนด์ หลายชนิด ในสารละลายน้ำ ไอออน Cm ³⁺จะมีสีใสถึงสีเขียวอ่อน^{[ 32 ]} ไอออน Cm ⁴⁺จะมีสีเหลืองอ่อน^{[ 33 ]}การดูดกลืนแสงของไอออน Cm ³⁺ประกอบด้วยยอดแหลม 3 ยอดที่ 375.4, 381.2 และ 396.5 นาโนเมตร และความแรงของยอดแหลมเหล่านี้สามารถแปลงเป็นความเข้มข้นของไอออนได้โดยตรง^{[ 34 ]}สถานะออกซิเดชัน +6 ได้รับการรายงานเพียงครั้งเดียวในสารละลายในปี 1978 ในรูปของไอออนคิวริล ( CmO )²⁺ ₂): สารนี้เตรียมได้จากการสลายตัวแบบเบตาของอะเมริเซียม-242ในไอออนอะเมริเซียม(V)²⁴²อามโอ⁺ ₂[ ^{3 ]}ความล้มเหลวในการได้รับ Cm(VI) จากการออกซิเดชันของ Cm(III) และ Cm(IV) อาจเนื่องมาจากศักยภาพการแตกตัวเป็นไอออนของ^{Cm 4+} /Cm ³⁺ ที่สูง และความไม่เสถียรของ Cm(V) ^{[ 31 ]}

ไอออนคิวเรียมเป็นกรดลูอิสที่แข็งและจึงสร้างสารเชิงซ้อนที่เสถียรที่สุดกับเบสที่แข็ง^{[ 35 ]}พันธะส่วนใหญ่เป็นแบบไอออนิก โดยมีส่วนประกอบโคเวเลนต์เล็กน้อย^{[ 36 ]}คิวเรียมในสารเชิงซ้อนของมันมักแสดงสภาพแวดล้อมการประสานงานแบบ 9 เท่า โดยมีรูปทรงโมเลกุลแบบปริซึมสามเหลี่ยมปิดสามด้าน^{[ 37 ]}

เป็นที่ทราบกันว่ามีไอโซโทปรังสีประมาณ 19 ชนิดและไอโซเมอร์นิวเคลียร์ 7 ชนิด ตั้งแต่²³³ Cm ถึง^{251 Cm ซึ่งไม่มีชนิดใด} เสถียรครึ่งชีวิตที่ยาวที่สุดคือ 15.6 ล้านปี ( ²⁴⁷ Cm) และ 348,000 ปี ( ²⁴⁸ Cm) ไอโซโทปที่มีอายุยืนยาวอื่นๆ ได้แก่²⁵⁰ Cm (~8300 ปี), ²⁴⁵ Cm (8250 ปี) และ²⁴⁶ Cm (4706 ปี) คูเรียม-250 นั้นผิดปกติ คือส่วนใหญ่สลายตัวโดยการแตกตัวแบบสปอนเทเนียส (โหมดเดียวที่สังเกตได้) ^{[ 6 ]}ไอโซโทปที่พบได้บ่อยที่สุดคือ²⁴² Cm และ²⁴⁴ Cm ซึ่งมีครึ่งชีวิต 162.8 วันและ 18.11 ปี ตามลำดับ

ไอโซโทปทั้งหมดตั้งแต่²⁴² Cm ถึง²⁴⁸ Cm รวมถึง^{250 Cm จะเกิด} ปฏิกิริยาลูกโซ่นิวเคลียร์ที่ยั่งยืนได้เองดังนั้นในทางทฤษฎีจึงสามารถเป็นเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ในเครื่องปฏิกรณ์ได้ เช่นเดียวกับธาตุทรานส์ยูเรเนียมส่วนใหญ่ ภาคตัดขวาง การแตกตัวของนิวเคลียร์จะสูงเป็นพิเศษสำหรับไอโซโทปคูเรียมมวลคี่²⁴³ Cm, ²⁴⁵ Cm และ²⁴⁷ Cm ซึ่งสามารถใช้ในเครื่องปฏิกรณ์นิวตรอนความร้อนได้ในขณะที่ส่วนผสมของไอโซโทปคูเรียมเหมาะสำหรับเครื่องปฏิกรณ์แบบเร่งปฏิกิริยาเร็ว เท่านั้น เนื่องจากไอโซโทปมวลคู่ไม่สามารถแตกตัวได้ในเครื่องปฏิกรณ์ความร้อนและจะสะสมเมื่อการเผาไหม้เพิ่มขึ้น^{[ 41 ]}เชื้อเพลิงออกไซด์ผสม (MOX) ซึ่งจะใช้ในเครื่องปฏิกรณ์พลังงาน ควรมีคูเรียมน้อยหรือไม่มีเลย เนื่องจากนิวตรอนแอคติเวชันของ²⁴⁸ Cm จะสร้างแคลิฟอร์เนียม แคลิฟอร์เนียมเป็น ตัวปล่อย นิวตรอน ที่รุนแรง และจะทำให้ส่วนท้ายของวงจรเชื้อเพลิงปนเปื้อนและเพิ่มปริมาณรังสีให้กับบุคลากรของเครื่องปฏิกรณ์ ดังนั้น หาก จะใช้ แอกทิไนด์รองเป็นเชื้อเพลิงในเครื่องปฏิกรณ์นิวตรอนความร้อน ควรแยกคูเรียมออกจากเชื้อเพลิงหรือใส่ไว้ในแท่งเชื้อเพลิงพิเศษที่มีแอกทิไนด์เพียงชนิดเดียว^{[ 42 ]}

ตารางที่อยู่ติดกันแสดงมวลวิกฤตสำหรับไอโซโทปคูเรียมสำหรับทรงกลม โดยไม่มีตัวหน่วงหรือตัวสะท้อนแสง เมื่อใช้ตัวสะท้อนแสงโลหะ (เหล็ก 30 ซม.) มวลวิกฤตของไอโซโทปคี่จะอยู่ที่ประมาณ 3–4 กก. เมื่อใช้น้ำ (ความหนาประมาณ 20–30 ซม.) เป็นตัวสะท้อนแสง มวลวิกฤตอาจมีขนาดเล็กเพียง 59 กรัมสำหรับ²⁴⁵ Cm, ​​155 กรัมสำหรับ²⁴³ Cm และ 1550 กรัมสำหรับ²⁴⁷ Cm มีความไม่แน่นอนอย่างมากในค่ามวลวิกฤตเหล่านี้ แม้ว่าโดยทั่วไปจะอยู่ในระดับประมาณ 20% แต่ค่าสำหรับ²⁴² Cm และ²⁴⁶ Cm ถูกระบุไว้ว่ามีขนาดใหญ่ถึง 371 กก. และ 70.1 กก. ตามลำดับ โดยกลุ่มวิจัยบางกลุ่ม^{[ 41 ] [ 44 ]}

ปัจจุบันคูเรียมไม่ได้ถูกนำมาใช้เป็นเชื้อเพลิงนิวเคลียร์เนื่องจากมีปริมาณน้อยและราคาสูง^{[ 45 ] 245} Cm และ²⁴⁷ Cm มีมวลวิกฤตน้อยมาก จึงสามารถใช้ในอาวุธนิวเคลียร์ทางยุทธวิธีได้ แต่ยังไม่มีรายงานว่ามีการผลิตอาวุธดังกล่าว คูเรียม-243 ไม่เหมาะสมสำหรับการใช้งานดังกล่าว เนื่องจากมีครึ่งชีวิตสั้นและการปล่อยรังสีอัลฟาที่รุนแรง ซึ่งจะทำให้เกิดความร้อนสูงเกินไป^{[ 46 ]} คูเรียม-247 จะเหมาะสมอย่างยิ่งเนื่องจากมีครึ่งชีวิตยาวนาน ซึ่งยาวนานกว่า พลูโทเนียม-239 (ที่ใช้ในอาวุธนิวเคลียร์ ที่มีอยู่หลายชนิด ) ถึง 647 เท่า

ไอโซโทปที่มีอายุยืนยาวที่สุดคือ²⁴⁷ Cm ซึ่งมีครึ่งชีวิต 15.6 ล้านปี ดังนั้น คูเรียม ดั้งเดิม ใดๆ ที่มีอยู่บนโลกเมื่อโลกก่อตัวขึ้น ควรจะสลายตัวไปแล้ว การปรากฏตัวในอดีตของมันในฐานะนิวไคลด์กัมมันตรังสีที่สูญพันธุ์สามารถตรวจพบได้ในรูปของส่วนเกินของลูกสาวดั้งเดิมที่มีอายุยืนยาวคือ²³⁵ U ^{[ 47 ]}ร่องรอยของ²⁴² Cm อาจเกิดขึ้นตามธรรมชาติในแร่ยูเรเนียมเนื่องจากการจับนิวตรอนและการสลายตัวแบบเบตา ( ²³⁸ U → ²³⁹ Pu → ²⁴⁰ Pu → ²⁴¹ Am → ²⁴² Cm) ​​แม้ว่าปริมาณจะน้อยมากและยังไม่ได้รับการยืนยัน: แม้จะมีการประมาณการที่ "เอื้อเฟื้ออย่างมาก" สำหรับความเป็นไปได้ในการดูดซับนิวตรอน ปริมาณของ²⁴² Cm ที่มีอยู่ใน 1 × 10 ⁸  กก. ของยูเรเนียมพิชเบลนด์ 18% ก็จะไม่ถึงหนึ่งอะตอมด้วยซ้ำ^{[ 48 ] [ 49 ] [ 50 ]}ร่องรอยของ²⁴⁷ Cm อาจถูกนำมายังโลกโดยรังสีคอสมิกแต่สิ่งนี้ก็ยังไม่ได้รับการยืนยันเช่นกัน^{[ 48 ]} นอกจากนี้ ยังมีความเป็นไปได้ที่²⁴⁴ Cm จะถูกผลิตขึ้นเป็น ลูกสาวของ การสลายตัวแบบเบต้าคู่ของ²⁴⁴ Pu ตามธรรมชาติ ^{[ 48 ] [ 51 ]}

คูเรียมถูกผลิตขึ้นโดยเทียมในปริมาณเล็กน้อยเพื่อวัตถุประสงค์ในการวิจัย นอกจากนี้ยังพบเป็นหนึ่งในของเสียจากเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ที่ใช้แล้ว [ ^{52 ] [ 53 ] คูเรียม}มีอยู่ในธรรมชาติในบางพื้นที่ที่ใช้สำหรับการทดสอบอาวุธนิวเคลียร์ [ ^{54 ] การ}วิเคราะห์เศษซากที่สถานที่ทดสอบอาวุธเทอร์โมนิวเคลียร์ลูกแรกของสหรัฐอเมริกาไอวีไมค์ (1 พฤศจิกายน 1952 เกาะเอเนเวตัก ) นอกจากไอน์สไตเนียมเฟอร์เมียมพลูโตเนียมและอะเมริเซียมแล้ว ยังพบไอโซโทปของเบอร์เคเลียม แคลิฟอร์เนียม และคูเรียม โดยเฉพาะ²⁴⁵ Cm, ^​​246 Cm และปริมาณที่น้อยกว่าของ²⁴⁷ Cm , ²⁴⁸ Cm และ²⁴⁹ Cm ^{[ 55 ]}

สารประกอบคูเรียมในบรรยากาศละลายได้น้อยในตัวทำละลายทั่วไปและส่วนใหญ่จะเกาะติดกับอนุภาคดิน การวิเคราะห์ดินเผยให้เห็นว่าความเข้มข้นของคูเรียมในอนุภาคดินทรายสูงกว่าในน้ำที่อยู่ในรูพรุนของดินประมาณ 4,000 เท่า และวัดได้ในดินร่วนปนทราย ได้อัตราส่วนที่สูงกว่ามากถึงประมาณ 18,000 เท่า ^{[ 56 ]}

ธาตุทรานส์ยูเรเนียมจนถึงเฟอร์เมียมรวมทั้งคูเรียม น่าจะมีอยู่ในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ฟิสชันตามธรรมชาติที่โอคโลแต่ปริมาณที่ผลิตได้ในเวลานั้นคงสลายตัวไปนานแล้ว^{[ 57 ]}

คูเรียมถูกผลิตในปริมาณเล็กน้อยในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์และในปัจจุบันมีการสะสมคูเรียม²⁴² Cm และ^{244 Cm เพียงไม่กี่กิโลกรัม และไอโซโทปที่หนักกว่าเพียงไม่กี่กรัมหรือแม้แต่ไม่กี่มิลลิกรัม ดังนั้นราคาคูเรียมจึงสูง โดยมีราคาที่อ้างอิงไว้ที่ 160–185} ดอลลาร์ สหรัฐ ต่อมิลลิกรัม^{[ 15 ]}และมีการประมาณการล่าสุดที่ 2,000 ดอลลาร์สหรัฐต่อกรัมสำหรับ²⁴² Cm และ 170 ดอลลาร์สหรัฐต่อกรัมสำหรับ²⁴⁴ Cm ^{[ 58 ]}ในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ คูเรียมถูกสร้างขึ้นจาก²³⁸ U ในชุดปฏิกิริยานิวเคลียร์ ในห่วงโซ่แรก²³⁸ U จับนิวตรอนและเปลี่ยนเป็น²³⁹ U ซึ่งผ่านการสลายตัวแบบ β ⁻เปลี่ยนเป็น²³⁹ Np และ²³⁹ Pu

${\displaystyle {\ce {^{238}_{92}U->[{\ce {(n,\gamma )}}]{^{239}_{92}U}->[\beta ^{-}][23.5\ {\ce {min}}]_{93}^{239}Np->[\beta ^{-}][2.3565\ {\ce {d}}]_{94}^{239}ปู}}}$( ช่วงเวลาดังกล่าวคือครึ่งชีวิต )

1

การจับนิวตรอนเพิ่มเติมตามด้วยการสลายตัวแบบ β ⁻จะให้ผลเป็นอะเมริเซียม ( ²⁴¹ Am) ซึ่งจะกลายเป็น²⁴² Cm ต่อไป

${\displaystyle {\ce {^{239}_{94}Pu->[{\ce {2(n,\gamma )}}]_{94}^{241}Pu->[\beta ^{-}][14.35\ {\ce {yr}}]{^{241}_{95}Am}->[{\ce {(n,\gamma )}]_{95}^{242}แอม->[\beta ^{-}][16.02{\ce {h}}]_{96}^{242}ซม.}}}$.

2

เพื่อวัตถุประสงค์ในการวิจัย คูเรียมได้มาจากการฉายรังสีไม่ใช่ยูเรเนียม แต่เป็นพลูโทเนียม ซึ่งมีอยู่เป็นจำนวนมากจากเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้ว มีการใช้ฟลักซ์นิวตรอนที่สูงกว่ามากสำหรับการฉายรังสีซึ่งส่งผลให้เกิดปฏิกิริยาลูกโซ่ที่แตกต่างกันและการก่อตัวของ²⁴⁴ Cm: ^{[ 9 ]}

${\displaystyle {\ce {^{239}_{94}Pu->[{\ce {4(n,\gamma )}}]_{94}^{243}Pu->[\beta ^{-}][4.956\ {\ce {h}}]_{95}^{243}Am->[({\ce {n}},\gamma )]_{95}^{244}แอม->[\beta ^{-}][10.1{\ce {h}}]_{96}^{244}Cm->[\alpha ][18.11\ {\ce {yr}}]_{94}^{240}Pu}}}$

3

คูเรียม-244 สลายตัวแบบอัลฟาเป็น²⁴⁰ Pu แต่ก็ยังดูดซับนิวตรอนด้วย ดังนั้นจึงมีไอโซโทปคูเรียมที่หนักกว่าจำนวนเล็กน้อย ในบรรดาไอโซโทปเหล่านั้น²⁴⁷ Cm และ²⁴⁸ Cm เป็นที่นิยมในการวิจัยทางวิทยาศาสตร์เนื่องจากมีครึ่งชีวิตที่ยาวนาน แต่ปริมาณการผลิต²⁴⁷ Cm ในเครื่องปฏิกรณ์นิวตรอนความร้อนนั้นต่ำ เนื่องจากมีแนวโน้มที่จะเกิดการแตกตัวเนื่องจากนิวตรอนความร้อน^{[ 59 ]}การสังเคราะห์²⁵⁰ Cm โดยการจับนิวตรอน นั้น ไม่น่าจะเกิดขึ้นได้เนื่องจากครึ่งชีวิตที่สั้นของ²⁴⁹ Cm ตัวกลาง (64 นาที) ซึ่งสลายตัวแบบ β ⁻เป็นไอโซโทปเบอร์คีเลียม²⁴⁹ Bk ^{[ 59 ]}

${\displaystyle {\ce {^{\mathit {A}}_{96}Cm{}+_{0}^{1}n->_{96}^{{\mathit {A}}+1}Cm{}+\gamma }}\ ({\text{สำหรับ }}244\leq A\leq 248)}$

4

ปฏิกิริยาแบบลูกโซ่ (n,γ) ข้างต้นทำให้เกิดไอโซโทปของคูเรียมหลายชนิดผสมกัน การแยกไอโซโทปเหล่านี้หลังการสังเคราะห์ทำได้ยาก ดังนั้นจึงต้องการการสังเคราะห์แบบเลือกได้ คูเรียม-248 เป็นที่นิยมสำหรับการวิจัยเนื่องจากมีครึ่งชีวิตยาวนาน วิธีที่มีประสิทธิภาพที่สุดในการเตรียมไอโซโทปนี้คือการสลายตัวแบบอัลฟาของไอโซโทปแคลิฟอร์เนียม²⁵² Cf ซึ่งมีอยู่ในปริมาณมากพอสมควรเนื่องจากมีครึ่งชีวิตยาวนาน (2.65 ปี) ด้วยวิธีนี้จะได้ ²⁴⁸ Cm ประมาณ 35–50 มิลลิกรัมต่อปี ปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องจะผลิต²⁴⁸ Cm ที่มีความบริสุทธิ์ของไอโซโทป 97% ^{[ 59 ]}

${\displaystyle {\begin{matrix}{}\\{\ce {^{252}_{98}Cf ->[\alpha][2.645\ {\ce {yr}}] ^{248}_{96}Cm}}\\{}\end{matrix}}}$

5

ไอโซโทปอีกชนิดหนึ่งคือ²⁴⁵ Cm สามารถหาได้สำหรับการวิจัยจากการสลายตัวแบบอัลฟาของ²⁴⁹ Cf โดยไอโซโทปชนิดหลังนี้ผลิตได้ในปริมาณเล็กน้อยจากการ สลายตัว ^แบบ เบตา ของ²⁴⁹ Bk

${\displaystyle {\ce {^{249}_{97}Bk ->[\beta^-][330\ {\ce {d}}] ^{249}_{98}Cf ->[\alpha][351\ {\ce {yr}}] ^{245}_{96}Cm}}}$

6

ขั้นตอนการสังเคราะห์ส่วนใหญ่จะให้ผลลัพธ์เป็นส่วนผสมของไอโซโทปแอคติไนด์ในรูปออกไซด์ซึ่งจำเป็นต้องแยกไอโซโทปของคูเรียมออกมา ตัวอย่างขั้นตอนอาจเป็นการละลายเชื้อเพลิงเครื่องปฏิกรณ์ที่ใช้แล้ว (เช่นเชื้อเพลิง MOX ) ในกรดไนตริกและกำจัดยูเรเนียมและพลูโทเนียมส่วนใหญ่โดยใช้ การสกัดแบบ PUREX ( Plutonium – UR anium EX traction) ด้วยไตรบิวทิลฟอสเฟตในไฮโดรคาร์บอน จากนั้นแลนทานัมและแอคติไนด์ที่เหลือจะถูกแยกออกจากสารตกค้างในน้ำ ( ราฟฟิเนต ) โดยการสกัดแบบไดอะไมด์เพื่อให้ได้ส่วนผสมของแอคติไนด์และแลนทานัมไตรวาเลนต์หลังจากแยกออก จากนั้นสารประกอบคูเรียมจะถูกสกัดอย่างเลือกสรรโดยใช้เทคนิค โครมาโทกราฟีหลายขั้นตอนและการปั่นเหวี่ยงด้วยรีเอเจนต์ที่เหมาะสม^{[ 60 ]} คอมเพล็กซ์ บิส-ไตรอะซินิลไบไพริดีนได้รับการเสนอเมื่อเร็ว ๆ นี้ว่าเป็นรีเอเจนต์ดังกล่าวซึ่งมีความเลือกสรรสูงต่อคูเรียม^{[ 61 ]}การแยกคูเรียมออกจากอะเมริเซียมซึ่งมีโครงสร้างทางเคมีคล้ายกันมาก สามารถทำได้โดยการบำบัดสารละลายแขวนลอยของไฮดรอกไซด์ของสารทั้งสองในโซเดียมไบคาร์บอเนต ในน้ำ ด้วยโอโซนที่อุณหภูมิสูงขึ้น ทั้งอะเมริเซียมและคูเรียมมีอยู่ในสารละลายส่วนใหญ่อยู่ในสถานะวาเลนซ์ +3 อะเมริเซียมจะถูกออกซิไดซ์เป็นสารเชิงซ้อน Am(IV) ที่ละลายได้ แต่คูเรียมยังคงไม่เปลี่ยนแปลง ดังนั้นจึงสามารถแยกได้โดยการปั่นเหวี่ยงซ้ำๆ^{[ 62 ]}

คูเรียมโลหะได้มาจากการลดสารประกอบของมัน ในขั้นต้น คูเรียม(III) ฟลูออไรด์ถูกใช้เพื่อจุดประสงค์นี้ ปฏิกิริยาเกิดขึ้นในสภาพแวดล้อมที่ปราศจากน้ำและออกซิเจน ในอุปกรณ์ที่ทำจากแทนทาลัมและทังสเตนโดยใช้ธาตุแบเรียมหรือลิเธียมเป็นตัวรีดิวซ์^{[ 9 ] [ 18 ] [ 63 ] [ 64 ] [ 65 ]}

${\displaystyle \mathrm {CmF_{3}\ +\ 3\ Li\ \longrightarrow \ Cm\ +\ 3\ LiF} }$

ความเป็นไปได้อีกประการหนึ่งคือการลดคูเรียม(IV) ออกไซด์โดยใช้โลหะผสมแมกนีเซียม-สังกะสีในสารละลายแมกนีเซียมคลอไรด์และแมกนีเซียมฟลูออไรด์^{[ 66 ]}

คิวเรียมทำปฏิกิริยากับออกซิเจนได้ง่าย โดยส่วนใหญ่จะเกิดเป็นออกไซด์ Cm ₂ O ₃และ CmO ₂ ^{[ 54 ]}แต่ออกไซด์ CmO ที่มีวาเลนซ์สองก็เป็นที่รู้จักเช่นกัน^{[ 67 ]} CmO ₂ สีดำ สามารถได้มาจากการเผาคิวเรียมออกซาเลต ( Cm₂(ซี₂โอ₄)₃), ไนเตรต ( Cm(NO )₃)₃) หรือไฮดรอกไซด์ในออกซิเจนบริสุทธิ์^{[ 30 ] [ 68 ]}เมื่อให้ความร้อนถึง 600–650 °C ในสุญญากาศ (ประมาณ 0.01  Pa ) มันจะเปลี่ยนเป็น Cm ₂ O ₃ สีขาว : ^{[ 30 ] [ 69 ]}

4CmO ₂ → 2Cm ₂ O ₃ + O ₂ .

หรือ Cm ₂ O ₃สามารถได้มาจากการรีดิวซ์ CmO ₂ด้วยไฮโดรเจน โมเลกุล : ^{[ 70 ]}

2CmO ₂ + H ₂ → Cm ₂ O ₃ + H ₂ O

นอกจากนี้ ยังพบออกไซด์สามองค์ประกอบจำนวนหนึ่งในรูปแบบ M(II)CmO ₃ซึ่ง M หมายถึงโลหะสองวาเลนซ์ เช่น แบเรียม^{[ 71 ]}

มีรายงานว่าการออกซิเดชันด้วยความร้อนของคูเรียมไฮไดรด์ (CmH _{2–3 ) ในปริมาณเล็กน้อยจะให้ CmO 2 ในรูปแบบระเหยได้ และ CmO 3}ไตรออกไซด์ระเหยได้ซึ่งเป็นหนึ่งในสองตัวอย่างที่ทราบของสถานะ +6 ที่หายากมากสำหรับคูเรียม^{[ 3 ]}มีรายงานว่าสปีชีส์ที่สังเกตอีกชนิดหนึ่งมีพฤติกรรมคล้ายกับพลูโทเนียมเตตรอกไซด์ที่คาดไว้ และมีลักษณะเบื้องต้นเป็น CmO ₄โดยมีคูเรียมอยู่ในสถานะ +8 ที่หายากมาก^{[ 72 ]}แต่การทดลองใหม่ดูเหมือนจะบ่งชี้ว่า CmO ₄ไม่มีอยู่จริง และทำให้เกิดข้อสงสัยเกี่ยวกับการมีอยู่ของ PuO ₄เช่นกัน^{[ 73 ]}

คิวเรียม(III) ฟลูออไรด์ที่ไม่มีสี (CmF ₃ ) สามารถทำได้โดยการเติมไอออนฟลูออไรด์ลงในสารละลายที่มีคิวเรียม(III) ในทางกลับกัน คิวเรียม(IV) ฟลูออไรด์สี่วาเลนต์สีน้ำตาล (CmF _{4 ) จะได้มาจากการทำปฏิกิริยาของคิวเรียม(III) ฟลูออไรด์กับฟลูออรีน} โมเลกุลเท่านั้น: ^{[ 9 ]}

2 CmF ₃ + F ₂ → 2 CmF ₄

ฟลูออไรด์ไตรนารีชุดหนึ่งเป็นที่รู้จักในรูปแบบ A ₇ Cm ₆ F ₃₁ (A = โลหะอัลคาไล ) ^{[ 74 ]}

คูเรียม(III) คลอไรด์ (CmCl ₃ ) ที่ไม่มีสีนั้นทำขึ้นโดยการทำปฏิกิริยาของคูเรียมไฮดรอกไซด์ (Cm(OH) ₃ ) กับ ก๊าซ ไฮโดรเจนคลอไรด์ ที่ปราศจากน้ำ นอกจากนี้ยังสามารถเปลี่ยนเป็นเฮไลด์อื่นๆ เช่น คูเรียม(III) โบรไมด์ (ไม่มีสีถึงสีเขียวอ่อน) และคูเรียม(III) ไอโอไดด์ (ไม่มีสี) ได้อีกด้วย โดยการทำปฏิกิริยากับ เกลือ แอมโมเนียของเฮไลด์ที่เกี่ยวข้องที่อุณหภูมิประมาณ 400–450 °C: ^{[ 75 ]}

CmCl ₃ + 3 NH ₄ I → CmI ₃ + 3 NH ₄ Cl

หรืออาจให้ความร้อนแก่คิวเรียมออกไซด์ที่อุณหภูมิประมาณ 600 °C โดยใช้กรดที่เหมาะสม (เช่นกรดไฮโดรโบรมิกสำหรับคิวเรียมโบรไมด์) ^{[ 76 ] [ 77 ]}การไฮโดรไล ซิส เฟส ไอ ของคิวเรียม(III) คลอไรด์จะให้คิวเรียมออกซีคลอไรด์: ^{[ 78 ]}

CmCl ₃ + H ₂ O → CmOCl + 2 HCl

ซัลไฟด์ เซเลไนด์ และเทลลูไรด์ของคูเรียมได้มาจากการทำปฏิกิริยาคูเรียมกับก๊าซซัลเฟอร์ เซเลเนียม หรือเทลลูเรียมในสุญญากาศที่อุณหภูมิสูง [ 79 ] [ 80 ] คูเรียมพนิคไทด์ชนิด CmX เป็นที่รู้จักสำหรับไนโตรเจน ฟอสฟอรัส อาร์เซนิก และแอนติมอนี [ ^{9 ] สามารถเตรียมได้โดย}การทำปฏิกิริยาระหว่างคูเรียม( III )ไฮได^รด์( CmH ₃ ) หรือคูเรียมโลหะกับธาตุเหล่านี้ที่อุณหภูมิสูง^{[ 81 ]}

สารประกอบออร์กาโนเมทัลลิกที่คล้ายกับยูราโนซีนยังพบได้ในแอคติไนด์อื่นๆ เช่น ธอร์เรียม โปรแทคติเนียม เนปทูเนียม พลูโทเนียม และอะเมริเซียมทฤษฎีออร์บิทัลโมเลกุลทำนายสารประกอบ "คูโรซีน" ที่เสถียร (η ⁸ -C ₈ H ₈ ) ₂ Cm แต่ยังไม่มีรายงานการทดลอง^{[ 82 ] [ 83 ]}

การก่อตัวของสารเชิงซ้อนประเภทCm(nC₃ชม₇-บีทีพี)₃(BTP = 2,6-di(1,2,4-triazin-3-yl)pyridine) ในสารละลายที่มี nC ₃ H ₇ -BTP และไอออน Cm ³⁺ได้รับการยืนยันโดยEXAFSคอมเพล็กซ์ประเภท BTP เหล่านี้บางส่วนมีปฏิสัมพันธ์กับคิวเรียมอย่างเลือกสรร จึงมีประโยชน์สำหรับการแยกคิวเรียมออกจากแลนทานอยด์และแอคติไนด์อื่นๆ^{[ 26 ] [ 84 ]} ไอออน Cm ³⁺ ที่ละลาย จะจับกับสารประกอบอินทรีย์หลายชนิด เช่นกรดไฮดรอกซามิก^{[ 85 ]} ยูเรีย [ ^{86 ] ฟ}ลูออเรสซีน^{[ 87 ]}และอะดีโนซีนไตรฟอสเฟต [ ^{88 ] สารประกอบ}เหล่านี้หลายชนิดเกี่ยวข้องกับกิจกรรมทางชีวภาพของจุลินทรีย์ต่างๆ สารประกอบที่เกิดขึ้นแสดงการเปล่งแสงสีเหลืองส้มที่เข้มข้นภายใต้การกระตุ้นด้วยแสง UV ซึ่งสะดวกไม่เพียงแต่สำหรับการตรวจจับเท่านั้น แต่ยังสำหรับการศึกษาปฏิสัมพันธ์ระหว่างไอออน Cm ³⁺และลิแกนด์ผ่านการเปลี่ยนแปลงในครึ่งชีวิต (ประมาณ ~0.1 มิลลิวินาที) และสเปกตรัมของการเรืองแสง^{[ 27 ] [ 85 ] [ 86 ] [ 87 ] [ 88 ]}

มีรายงานไม่กี่ฉบับเกี่ยวกับการดูดซับทางชีวภาพของ Cm ³⁺โดยแบคทีเรียและอาร์เคีย [ ^{89 ] [ 90 ] และในห้องปฏิบัติการพบ ว่า}ทั้งอะเมริเซียมและคูเรียมสนับสนุนการเจริญเติบโตของเมทิลโทรฟ^{[ 91 ]}

คูเรียมเป็นหนึ่งในธาตุที่มีกัมมันตภาพรังสีสูงที่สุดที่สามารถแยกได้ ไอโซโทปที่พบมากที่สุดสองชนิดคือ²⁴² Cm และ²⁴⁴ Cm เป็นตัวปล่อยอนุภาคอัลฟาที่แรง (พลังงาน 6 MeV) มีครึ่งชีวิตค่อนข้างสั้น คือ 162.8 วันและ 18.1 ปี และให้ความร้อนได้มากถึง 120 W/g และ 3 W/g ตามลำดับ^{[ 15 ] [ 92 ] [ 93 ]}ดังนั้น คูเรียมจึงสามารถใช้ในรูปออกไซด์ทั่วไปในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเทอร์โมอิเล็กทริกไอโซโทปรังสีเช่นเดียวกับที่ใช้ในยานอวกาศ การใช้งานนี้ได้รับการศึกษาสำหรับ ไอโซโทป ²⁴⁴ Cm ในขณะที่²⁴² Cm ถูกยกเลิกเนื่องจากราคาสูงเกินไป ประมาณ 2000 USD/g ²⁴³ Cm ที่มีครึ่งชีวิตประมาณ 30 ปีและให้พลังงานที่ดีประมาณ 1.6 W/g อาจเป็นเชื้อเพลิงที่เหมาะสม แต่ให้รังสีแกมมาและเบตา ที่เป็นอันตรายจำนวนมาก จากผลิตภัณฑ์การสลายตัวของกัมมันตภาพรังสี เนื่องจาก ²⁴⁴ Cm เป็นตัวปล่อย α จึงต้องการการป้องกันรังสีน้อยกว่ามาก แต่มีอัตราการแตกตัวแบบสปอนเทเนียสสูง จึงปล่อยนิวตรอนและรังสีแกมมาออกมามาก เมื่อเปรียบเทียบกับไอโซโทปเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเทอร์โมอิเล็กทริกคู่แข่ง เช่น²³⁸ Pu ²⁴⁴ Cm ปล่อยนิวตรอนมากกว่าถึง 500 เท่า และการปล่อยรังสีแกมมาที่สูงขึ้นทำให้ต้องใช้แผ่นป้องกันที่หนากว่าถึง 20 เท่า คือตะกั่วหนา 2 นิ้ว (51 มม.) สำหรับแหล่งกำเนิด 1 กิโลวัตต์ เทียบกับ 0.1 นิ้ว (2.5 มม.) สำหรับ²³⁸ Pu ดังนั้น การใช้คูเรียมในลักษณะนี้จึงถือว่าไม่เหมาะสมในปัจจุบัน^{[ 58 ]}

การใช้²⁴² Cm ที่มีแนวโน้มดีกว่าคือการสร้าง²³⁸ Pu ซึ่งเป็นไอโซโทปรังสีที่ดีกว่าสำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเทอร์โมอิเล็กทริก เช่น ในเครื่องกระตุ้นหัวใจ เส้นทางอื่นในการสร้าง²³⁸ Pu ใช้ปฏิกิริยา (n,γ) ของ²³⁷ Np หรือการระดมยิงยูเรเนียมด้วยดิวเทอรอน แม้ว่าปฏิกิริยาทั้งสองจะสร้าง ²³⁶ Pu เป็นผลพลอยที่ไม่พึงประสงค์เสมอ เนื่องจากตัวหลังสลายตัวเป็น²³² U พร้อมกับการปล่อยรังสีแกมมาที่รุนแรง^{[ 94 ]}คูเรียมเป็นวัตถุดิบเริ่มต้นทั่วไปสำหรับการสร้างธาตุทรานส์ยูเรเนียมและ ธาตุหนักยิ่งยวดที่สูงกว่า ดังนั้น การระดมยิง²⁴⁸ Cm ด้วยนีออน ( ²² Ne), แมกนีเซียม ( ²⁶ Mg) หรือแคลเซียม ( ⁴⁸ Ca ) จะให้ไอโซโทปของซีบอร์เจียม ( ²⁶⁵ Sg), ฮัสเซียม ( ²⁶⁹ Hs และ²⁷⁰ Hs) และลิเวอร์โมเรียม ( ²⁹² Lv, ²⁹³ Lv และอาจเป็น²⁹⁴ Lv) ^{[ 95 ]}แคลิฟอร์เนียมถูกค้นพบเมื่อเป้าหมายขนาดไมโครกรัมของคูเรียม-242 ถูกฉายรังสีด้วยอนุภาคอัลฟา 35 MeV โดยใช้ไซโคลตรอนขนาด 60 นิ้ว (150 ซม.) ที่เบิร์กลีย์:

²⁴² ₉₆ซีเอ็ม +⁴ ₂เขา →²⁴⁵ ₉₈ซีเอฟ +¹ ₀n

ในการทดลองนี้ผลิตอะตอมของแคลิฟอร์เนียมได้เพียงประมาณ 5,000 อะตอมเท่านั้น^{[ 96 ]}

ไอโซโทปคูเรียมที่มีมวลคี่ ได้แก่ ²⁴³ Cm, ²⁴⁵ Cm และ²⁴⁷ Cm ล้วนมีปฏิกิริยาฟิชชัน สูง และสามารถปลดปล่อยพลังงานเพิ่มเติมในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ แบบสเปกตรัมความร้อน ไอโซโทปคูเรียมทั้งหมดสามารถเกิดฟิชชันได้ในเครื่องปฏิกรณ์นิวตรอนเร็ว นี่เป็นหนึ่งในแรงจูงใจสำหรับการแยกและแปรสภาพแอคติไนด์รอง ใน วัฏจักรเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ซึ่งช่วยลดความเป็นพิษทางรังสีในระยะยาวของเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ที่ใช้แล้วหรือเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้ว

การประยุกต์ใช้²⁴⁴ Cm ที่ใช้งานได้จริงมากที่สุด—แม้ว่าปริมาตรโดยรวมจะค่อนข้างจำกัด—คือการใช้เป็นแหล่งกำเนิดอนุภาคอัลฟาในเครื่องสเปกโตรมิเตอร์รังสีเอกซ์อนุภาคอัลฟา⁽ APXS) เครื่องมือเหล่านี้ได้รับการติดตั้งบนยานสำรวจSojourner , Mars , Mars 96 , Mars Exploration Roversและยานลงจอดดาวหาง Philae [ ^{97 ]}รวมถึงห้องปฏิบัติการวิทยาศาสตร์ดาวอังคารเพื่อวิเคราะห์องค์ประกอบและโครงสร้างของหินบนพื้นผิวของดาวเคราะห์ดาวอังคาร^{[ 98 ]} APXS ยังถูกใช้ใน ยานสำรวจดวงจันทร์ Surveyor 5–7แต่ใช้ แหล่งกำเนิด ²⁴² Cm แทน ^{[ 56 ] [ 99 ] [ 100 ]}

ชุด APXS ที่ซับซ้อนประกอบด้วยหัวเซ็นเซอร์ที่มีแหล่งกำเนิดคิวเรียม 6 แหล่ง โดยมีอัตราการสลายตัวรวมหลายสิบมิลลิคิวรี (ประมาณหนึ่งกิกะเบคเคอเรล ) แหล่งกำเนิดเหล่านี้ถูกจัดเรียงเป็นลำแสงบนตัวอย่าง และสเปกตรัมพลังงานของอนุภาคอัลฟาและโปรตอนที่กระเจิงจากตัวอย่างจะถูกวิเคราะห์ (การวิเคราะห์โปรตอนทำได้เฉพาะในสเปกโตรมิเตอร์บางเครื่องเท่านั้น) สเปกตรัมเหล่านี้มีข้อมูลเชิงปริมาณเกี่ยวกับธาตุหลักทั้งหมดในตัวอย่าง ยกเว้นไฮโดรเจน ฮีเลียม และลิเธียม^{[ 101 ]}

เนื่องจากกัมมันตภาพรังสี คูเรียมและสารประกอบของมันจึงต้องได้รับการจัดการในห้องปฏิบัติการที่เหมาะสมภายใต้การจัดการพิเศษ ในขณะที่คูเรียมเองส่วนใหญ่ปล่อยอนุภาคอัลฟาซึ่งถูกดูดซับโดยวัสดุทั่วไปบาง ๆ ผลิตภัณฑ์การสลายตัวบางส่วนของมันปล่อยรังสีเบตาและแกมมาในปริมาณมาก ซึ่งต้องใช้การป้องกันที่ซับซ้อนกว่า^{[ 54 ]}หากบริโภค คูเรียมจะถูกขับออกภายในไม่กี่วันและมีเพียง 0.05% เท่านั้นที่ถูกดูดซึมเข้าสู่กระแสเลือด จากนั้นประมาณ 45% จะไปที่ตับ 45% ไปที่กระดูก และอีก 10% ที่เหลือจะถูกขับออก ในกระดูก คูเรียมจะสะสมอยู่ภายในส่วนต่อประสานกับไขกระดูกและไม่กระจายตัวอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเวลาผ่านไป รังสีของมันทำลายไขกระดูกและทำให้การสร้างเม็ดเลือดแดง หยุดลง ครึ่งชีวิตทางชีวภาพของคูเรียมอยู่ที่ประมาณ 20 ปีในตับและ 50 ปีในกระดูก^{[ 54 ] [ 56 ]}คูเรียมถูกดูดซึมเข้าสู่ร่างกายได้ดีกว่ามากผ่านทางการสูดดม และปริมาณรวมที่อนุญาตของ²⁴⁴ Cm ในรูปแบบที่ละลายได้คือ 0.3 μCi [ ^{15 ] การ}ฉีดสารละลายที่ มี ²⁴² Cm และ²⁴⁴ Cm เข้าทางหลอดเลือดดำในหนูทดลองทำให้เกิดเนื้องอกในกระดูก^{เพิ่ม} ขึ้น และการสูดดมส่งเสริมให้เกิด มะเร็ง ปอดและตับ [ ^{54 ]}

ไอโซโทปของคูเรียมมีอยู่ในเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้วอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ (ประมาณ 20 กรัม/ตัน) ^{[ 102 ]}ไอโซโทป²⁴⁵ Cm– ²⁴⁸ Cm มีเวลาการสลายตัวหลายพันปีและต้องถูกกำจัดออกเพื่อทำให้เชื้อเพลิงเป็นกลางสำหรับการกำจัด^{[ 103 ]}กระบวนการดังกล่าวเกี่ยวข้องกับหลายขั้นตอน โดยคูเรียมจะถูกแยกออกก่อนแล้วจึงแปลงโดยการระดมยิงนิวตรอนในเครื่องปฏิกรณ์พิเศษให้เป็นนิวไคลด์ที่มีอายุสั้น กระบวนการนี้การเปลี่ยนแปลงทางนิวเคลียร์แม้ว่าจะมีการบันทึกไว้อย่างดีสำหรับธาตุอื่นๆ แต่ก็ยังอยู่ระหว่างการพัฒนาสำหรับคูเรียม^{[ 26 ]}

• กรีนวูด, นอร์แมน เอ็น. ; เอิร์นชอว์, อลัน (1997). เคมีของธาตุ (ฉบับที่ 2). บัตเตอร์เวิร์ธ-ไฮเนมันน์. doi : 10.1016/C2009-0-30414-6 . ISBN 978-0-08-037941-8.
• Holleman, Arnold F. และ Wiberg, Nils Lehrbuch der Anorganischen Chemie , ฉบับที่ 102, de Gruyter, Berlin 2007, ISBN 978-3-11-017770-1.
• Penneman, RA และ Keenan TK เคมีรังสีของอะเมริเซียมและคูเรียม , มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย, ลอสอาลามอส, แคลิฟอร์เนีย, 1960

วิกิมีเดียคอมมอน ส์มีสื่อเกี่ยวกับคูเรียม

ค้นหาคำว่า curiumใน Wiktionary ซึ่งเป็นพจนานุกรมออนไลน์ฟรี

• คูเรียมในตารางธาตุแห่งวิดีโอ (มหาวิทยาลัยนอตติงแฮม)
• ฐานข้อมูลสารอันตรายของ NLM – คูเรียม, สารกัมมันตรังสี