Оксид кюрия(III)

Оксид кюрия(III) (триоксид кюрия, трёхокись кюрия) — бинарное неорганическое соединение кюрия и кислорода. Представляет собой кристаллы от белого до рыжевато-коричневого цвета, малорастворимые в воде.

Оксид кюрия​(III)​
Гексагональная структура
Общие
Систематическое наименование	Оксид кюрия​(III)​
Традиционные названия	Кюрия окись(III)
Хим. формула	Cm2O3
Физические свойства
Состояние	белые/рыжевато-коричневые кристаллы
Молярная масса	542,16 г/моль
Термические свойства
Температура
• плавления	2260 ± 25 °C
Энтальпия
• образования	для моноклинной сингонии: -1684 ± 14 кДж/моль
Классификация
Рег. номер CAS	12371-27-6
PubChem	18415183
SMILES	[O-2].[O-2].[O-2].[Cm].[Cm]
InChI	InChI=1S/2Cm.3O/q;;3*-2 NZJXGMKAUPJTGP-UHFFFAOYSA-N
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.

ПолучениеПравить

• Термическое разложение диоксида кюрия при температуре 600 °C и давлении 10^-4 мм рт. ст.:

$\mathsf{4}\mathsf{C}\mathsf{m}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\stackrel{{\mathsf{600}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }\mathsf{2}\mathsf{C}{\mathsf{m}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\uparrow <!--\; \uparrow \; -->$${\mathsf {4CmO_{2}\ {\xrightarrow {600^{o}C}}\ 2Cm_{2}O_{3}+O_{2}\uparrow }}$ 

• Восстановление диоксида кюрия водородом при повышенной температуре:

$\mathsf{2}\mathsf{C}\mathsf{m}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\stackrel{\mathsf{t}}{\to }\mathsf{C}{\mathsf{m}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$${\mathsf {2CmO_{2}+H_{2}\ {\xrightarrow {t}}\ Cm_{2}O_{3}+H_{2}O}}$ 

• Сгорание металлического кюрия на воздухе:

$\mathsf{4}\mathsf{C}\mathsf{m}\mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\stackrel{\mathsf{t}}{\to }\mathsf{2}\mathsf{C}{\mathsf{m}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}$${\mathsf {4Cm+3O_{2}\ {\xrightarrow {t}}\ 2Cm_{2}O_{3}}}$ 

Данный способ не находит практического применения ввиду сомнительной чистоты продукта, загрязнённого диоксидом кюрия и другими соединениями этого металла нестехиометрического состава.

Физические свойстваПравить

Оксид кюрия(III) образует кристаллы нескольких модификаций:

1. Кристаллы кубической сингонии. Параметр ячейки a = 1,101 нм. Оливковый цвет. Изоструктурны кристаллам кубической сингонии оксида марганца(III). Пространственная группа $Ia3$$Ia3$ . Образуются при термическом разложении диоксида кюрия. Переходят в моноклинную форму при температуре выше 800 °C.
2. Кристаллы моноклинной сингонии. Параметры ячейки a = 1,4282 нм, b = 0,3652 нм, c = 0,8900 нм, угол β = 100,29°. Изоструктурны кристаллам моноклинной сингонии оксида лантана(III). Пространственная группа $C2/m$$C2/m$ . Образуются при восстановлении диоксида кюрия водородом. Энтропия образования данной модификации оксида кюрия(III) оценивается в 167 ± 5 Дж/(К*моль).
3. Кристаллы гексагональной сингонии. Параметры ячейки a = 0,380 нм, c = 0,600 нм. Изоструктурны кристаллам гексагональной сингонии оксида лантана(III). Пространственная группа $P\stackrel{¯<!--\; ¯\; -->}{3}m1$$P{\bar {3}}m1$ . Постепенно образуются при комнатной температуре из кристаллов кубической сингонии под действием собственного излучения.

Исследование фазовой диаграммы металл-кислород показало большое её сходство с аналогичными системами плутония, празеодима и тербия, что указывает на возможное существование ещё двух фаз оксида кюрия(III), которые на данный момент на выделены.

Малорастворим в воде.

Химические свойстваПравить

• При нагревании до 650 °C в кислороде при давлении 1 атм переходит в оксид кюрия(IV):

$\mathsf{2}\mathsf{C}{\mathsf{m}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\stackrel{{\mathsf{650}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }\mathsf{4}\mathsf{C}\mathsf{m}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}$${\mathsf {2Cm_{2}O_{3}+O_{2}\ {\xrightarrow {650^{o}C}}\ 4CmO_{2}}}$ 

• При нагревании с оксидом алюминия образует смешанный оксид:

$\mathsf{C}{\mathsf{m}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{A}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\stackrel{\mathsf{t}}{\to }\mathsf{2}\mathsf{C}\mathsf{m}\mathsf{A}\mathsf{l}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}$${\mathsf {Cm_{2}O_{3}+Al_{2}O_{3}\ {\xrightarrow {t}}\ 2CmAlO_{3}}}$ 

• При обработке безводным хлороводородом при температуре 400—600 °C переходит в хлорид кюрия(III):

$\mathsf{C}{\mathsf{m}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{6}\mathsf{H}\mathsf{C}\mathsf{l}\stackrel{\mathsf{400}\mathsf{-<!--\; -\; -->}{\mathsf{600}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }\mathsf{2}\mathsf{C}\mathsf{m}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\uparrow <!--\; \uparrow \; -->$${\mathsf {Cm_{2}O_{3}+6HCl\ {\xrightarrow {400-600^{o}C}}\ 2CmCl_{3}+3H_{2}O\uparrow }}$ 

ЛитератураПравить

• Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И.Л. и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1990. — Т. 2. — 673 с. — ISBN 5-85270-035-5.
• Вейгель Ф., Кац Д., Сиборг Г. и др. Химия актиноидов. — М.: Мир, 1997. — Т. 2. — 654 с. — ISBN 5-03-001885-9.
• Химические свойства неорганических веществ / под ред. Р.А. Лидина. — 3-е изд., испр. — М.: Химия, 2000. — 480 с. — ISBN 5-7245-1163-0.