Curium(III) oxide
क्यूरियम (III) ऑक्साइड रासायनिक सूत्र के साथ क्यूरियम और ऑक्सीजन से बना एक यौगिक है। यह एक इकाई कोशिका के साथ एक क्रिस्टलीय ठोस है जिसमें दो क्यूरियम परमाणु और तीन ऑक्सीजन परमाणु होते हैं। सबसे सरल संश्लेषण समीकरण में O2 −: 2Cm3 + + 3O2 −----> Cm2O3 के साथ क्यूरियम (III) धातु की प्रतिक्रिया शामिल है। क्यूरियम ट्राइऑक्साइड पाँच बहुरूपी रूपों में मौजूद हो सकता है। इनमें से दो रूप अत्यधिक उच्च तापमान पर मौजूद होते हैं, जिससे उनकी संरचनाओं के निर्माण पर प्रयोगात्मक अध्ययन करना मुश्किल हो जाता है। तीन अन्य संभावित रूप जो क्यूरियम सेस्क्वाइऑक्साइड ले सकते हैं, वे हैं शरीर-केंद्रित घन रूप, मोनोक्लिनिक रूप और षट्कोणीय रूप। क्यूरियम (III) ऑक्साइड या तो सफेद या हल्के टैन रंग का होता है और पानी में अघुलनशील होने के बावजूद अकार्बनिक और खनिज एसिड में घुलनशील होता है। इसके संश्लेषण को पहली बार 1955 में पहचाना गया था। संश्लेषण क्यूरियम सेस्क्वाइऑक्साइड को विभिन्न तरीकों से तैयार किया जा सकता है। (नोटः ध्यान रखें कि नीचे सूचीबद्ध तरीकों में वे सभी संभावित तरीके शामिल नहीं हैं जिनसे इसका उत्पादन किया जा सकता है।) O2 के साथ प्रज्वलनः क्यूरियम (III) ऑक्सलेट को एक केशिका नली के माध्यम से अवक्षेपित किया जाता है। अवक्षेप को 400 डिग्री सेल्सियस पर गैसीय ऑक्सीजन द्वारा प्रज्वलित किया जाता है, और परिणामी उत्पाद को 600 डिग्री सेल्सियस और 10−4 मिमी दबाव के माध्यम से तापीय रूप से विघटित किया जाता है। एरोसोलाइज्ड क्यूरियम सेस्क्वाइऑक्साइडः सी. एम. 2. ओ. 3 की एरोसोलाइजेशन प्रक्रिया को कई प्रयोगात्मक प्रक्रियाओं के माध्यम से किया जा सकता है। आमतौर पर, सी. एम. 2. ओ. 3 को प्रयोगात्मक प्रक्रियाओं के लिए एयरोसोलाइज किया जाता है जो एक जैविक प्रणाली के भीतर क्यूरियम धातु के प्रभावों की खोज करने के लिए निर्धारित होते हैं। मार्ग 1: पारंपरिक एरोसोलाइजेशन प्रतिक्रिया प्रारंभिक सामग्री के रूप में क्यूरियम धातु का उपयोग करती है। जबकि क्यूरियम धातु प्राकृतिक रूप से क्यूरियम (III) ऑक्साइड के अधिकांश एरोसोलाइज्ड संश्लेषणों में 87.4% 244Cm, 8.4% 243Cm, 3.9% अन्य क्यूरियम आइसोटोप, और डॉटर न्यूक्लिड, प्लूटोनियम के ~0.3% के मिश्रण के रूप में मौजूद पाई गई है, क्यूरियम धातु को क्यूरियम नाइट्रेट और बिस (2-एथिलहेक्सिल) फॉस्फोरिक एसिड के विलायक निष्कर्षण के माध्यम से शुद्ध किया जाता है ताकि प्लूटोनियम को हटाया जा सके। फिर एन. एच. 3. ओ. एच. को शुद्ध क्यूरियम नाइट्रेट में मिलाया जाता है, और परिणामी अवक्षेप को एकत्र किया जाता है और डीयोनाइज्ड पानी से धोया जाता है। अवक्षेप (सी. एम. 2. ओ. 3) को विलायक में फिर से निलंबित किया जाता है और किसी प्रकार के उच्च उत्पादन वाले एरोसोल जनरेटर (उदाः लवलेस नेबुलाइज़र) के साथ एयरोसोलाइज़ किया जाता है। मार्ग 2: अन्य एयरोसोलाइजेशन में, शुद्ध क्यूरियम नाइट्रेट में NH3OH को जोड़ने के बजाय, अमोनियम हाइड्रॉक्साइड का उपयोग घोल के pH मान को 9 में समायोजित करने के लिए किया जाता है। विलयन की बढ़ी हुई क्षारता एक क्यूरियम हाइड्रॉक्साइड अवक्षेप पैदा करती है। इस अवक्षेप को फिर निस्पंदन के माध्यम से एकत्र किया जाता है और डीयोनाइज्ड पानी में फिर से निलंबित किया जाता है, और फिर उत्पाद को एयरोसोलाइज़ करने के लिए एक नेबुलाइज़र का उपयोग किया जाता है। हाइड्रोजन गैस द्वारा कमीः क्यूरियम ट्राइक्लोराइड के एक घोल को क्यूरियम नाइट्रेट का उत्पादन करने के लिए शुद्ध नाइट्रिक एसिड के साथ सूख जाने के लिए वाष्पित किया जाता है। फिर क्यूरियम नाइट्रेट को हवा में प्रज्वलित किया जाता है, जिससे क्यूरियम ऑक्साइड का उत्पादन होता है, जिसे CmO2 और Cm2O3 के गठन के बीच एक मध्यवर्ती संरचना माना जाता है। मध्यवर्ती को निर्वात प्रणाली से जुड़ी केशिका नलिकाओं में स्क्रैप किया जाता है और गैसीय हाइड्रोजन के साथ कम किया जाता है-यू. एच. 3 के दहन का परिणाम। क्यूरियम-244 प्राप्त करनाः ऊपर वर्णित कई प्रतिक्रियाओं के लिए, क्यूरियम धातु एक बाहरी खुदरा विक्रेता द्वारा प्रदान की जाती है। क्यूरियम धातु प्राप्त करने के लिए, 239Pu धातु को नीचे दी गई रेडियोधर्मी क्षय प्रक्रियाओं द्वारा वर्णित ढेर विकिरण प्रक्रिया के माध्यम से भेजा जा सकता है (ध्यान दें कि न्यूट्रॉन को "n" अक्षर और बीटा-माइनस कणों द्वारा "β−" द्वारा इंगित किया जाता है): 239Pu + n-----> 240Pu + n------> 241Pu + n------> 242Pu + n---------> 243Pu + β−--------> 244Am + β−------> 244Cu। हालांकि, 244क्यूरियम अधिक अस्थिर क्यूरियम समस्थानिकों में से एक है, इसलिए 244 सेमी वाले यौगिकों के लिए प्राप्त कोई भी संरचनात्मक डेटा संरचनात्मक क्षति के परिणामस्वरूप अपेक्षित से विचलित हो सकता है। यह प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित किया गया है कि, एक दिन के भीतर, 244CmO2 का जाली मापदंड 0.20% के कारक से बढ़ जाता है। यह अल्फा-क्षय के परिणामस्वरूप क्यूरियम (IV) और पड़ोसी ऑक्साइड समूहों के बीच कमजोर अंतरपरमाण्विक अंतःक्रियाओं का परिणाम होने की परिकल्पना की गई है। यह क्यूरियम ऑक्साइड की तापीय चालकता को प्रभावित करता है, जिससे समय के साथ यह तेजी से कम हो जाता है क्योंकि अल्फा-क्षय के प्रभाव मजबूत होते हैं। असामान्य चरण संक्रमणों की भी सूचना दी गई है और उन्हें प्रेरित आत्म-विकिरण का परिणाम माना गया है, या तो 244Cm या अपूर्ण रेडियोधर्मी क्षय से बचे हुए 244Am की उपस्थिति। संरचना शरीर-केंद्रित घन और मोनोक्लिनिक रूप क्यूरियम ट्राइऑक्साइड के सबसे आम बहुरूपी रूप हैं, जो ऊपर वर्णित रासायनिक प्रतिक्रियाओं द्वारा उत्पादित होते हैं। उनकी क्रिस्टलीय संरचनाएँ बहुत समान हैं। क्यूरियम ट्राइऑक्साइड के बहुरूपों में से एक-शरीर-केंद्रित घन रूप-कई हफ्तों के बाद स्वतः ही षट्कोणीय रूप में बदल जाता है। यह परिवर्तन सहज 244 सेमी अल्फा क्षय पर होता है, जो घन क्रिस्टल जाली के भीतर विकिरण क्षति प्रभाव पैदा करता है और इसे षट्कोणीय में विकृत करता है। हालांकि प्रयोगात्मक रूप से सिद्ध नहीं किया गया है, यह अनुमान है कि मोनोक्लिनिक क्यूरियम ट्राइऑक्साइड घन रूप के षट्कोणीय रूप में परिवर्तन के बीच एक मध्यवर्ती रूप हो सकता है। क्यूरियम ट्राइऑक्साइड का शरीर-केंद्रित घन रूप 800 डिग्री सेल्सियस के तापमान से नीचे, मोनोक्लिनिक रूप 800 डिग्री सेल्सियस और 1615 डिग्री सेल्सियस के बीच और षट्कोणीय रूप 1615 डिग्री सेल्सियस से ऊपर मौजूद है। क्रिस्टलोग्राफी क्यूरियम सेस्क्वाइऑक्साइड की तीन बहुरूपी संरचनाओं के लिए जाली मापदंड नीचे दिए गए हैं। हेक्सागोनलः (*: दूसरी पंक्ति में सूचीबद्ध लंबाई का उत्पादन करने के लिए कोई विशिष्ट तापमान नहीं कहा गया है। मोनोक्लिनिकः (* *: अनिश्चितताओं को देखते हुए इनमें से कोई भी लंबाई शामिल नहीं है।) क्यूबिकः 248 सेमी की खोज (और अलगाव) के बाद से, सबसे स्थिर क्यूरियम आइसोटोप, क्यूरियम सेस्क्वाइऑक्साइड (और अन्य क्यूरियम यौगिकों) के ऊष्मागतिकीय गुणों पर प्रयोगात्मक कार्य अधिक प्रचलित हो गया है। हालांकि, 248 सेमी केवल मिलीग्राम नमूनों में प्राप्त किया जा सकता है, इसलिए 248 सेमी युक्त यौगिकों के लिए डेटा संग्रह उन यौगिकों की तुलना में अधिक समय लेता है जिनमें मुख्य रूप से अन्य क्यूरियम आइसोटोप होते हैं। नीचे दी गई डेटा तालिका विशेष रूप से क्यूरियम सेस्क्वाइऑक्साइड के लिए एकत्र किए गए डेटा की एक बड़ी विविधता को दर्शाती है, जिनमें से कुछ विशुद्ध रूप से सैद्धांतिक हैं, लेकिन जिनमें से अधिकांश 248 सेमी-यौगिकों से प्राप्त किए गए हैं। (*: क्यूरियम ट्राइऑक्साइड के विभिन्न संश्लेषणों को विभिन्न प्रयोगात्मक पिघलने वाले बिंदुओं वाले यौगिकों का उत्पादन करने के लिए दिखाया गया है। इस डेटा तालिका में दिया गया पिघलने का बिंदु केवल संदर्भों से एकत्र किए गए लोगों का औसत है।) (* *: मोनोक्लिनिक रूप की विशेषता।) (* * *: विभिन्न प्रयोगों ने क्यूरियम ट्राइऑक्साइड के लिए मानक मोलर एन्ट्रापी के विभिन्न अनुमानों की गणना की हैः मोस्किन ने 144.3 J/molK की एक मानक मोलर एन्ट्रापी की सूचना दी है (कोई अनिश्चितता नहीं दी गई है)। वेस्ट्रम और ग्रोनवोल्ड ने 160.7 J/molK (कोई अनिश्चितता नहीं दी गई है) का मान बताया है, और कोनिंग्स का मान 167 +/- 5 J/molK बताया गया है।) विष विज्ञान क्यूरियम धातु एक रेडियोन्यूक्लाइड है और रेडियोधर्मी क्षय पर अल्फा कणों का उत्सर्जन करती है। हालाँकि इसका आधा जीवन 34 एमएस है, लेकिन कई क्यूरियम ऑक्साइड, जिनमें क्यूरियम सेस्क्वाइऑक्साइड भी शामिल है, का आधा जीवन हजारों वर्षों के करीब है। क्यूरियम, क्यूरियम सेस्क्वाइऑक्साइड के रूप में, शरीर में साँस लिया जा सकता है, जिससे कई जैविक दोष हो सकते हैं। क्यूरियम का एल. डी. 50 अंतर्ग्रहण और श्वास के माध्यम से 3 माइक्रो-सी. आई. और त्वचा के माध्यम से अवशोषण के माध्यम से 1 माइक्रो-सी. आई. होता है। एक प्रयोग में, चूहों को क्यूरियम (III) ऑक्साइड के एरोसोलाइज्ड कणों से परिचित कराया गया था। हालांकि प्रयोग ने साबित किया कि साँस द्वारा ली गई 244Cm2O3 सांस द्वारा ली गई 239PuO2 की तुलना में आधी कार्सिनोजेनिक है, चूहे अभी भी कई जैविक विकृतियों से पीड़ित हैं, जैसे कि त्वचा के घाव, घातक ट्यूमर और फेफड़ों के नियोप्लाज्म। चूहों की आबादी की एक छोटी मात्रा फेफड़ों से पार्टिकुलेट क्यूरियम सेस्क्वाइऑक्साइड को साफ करने में सक्षम थी, यह सुझाव देते हुए कि क्यूरियम सेस्क्वाइऑक्साइड फेफड़ों के तरल पदार्थ में आंशिक रूप से घुलनशील है। अनुप्रयोग क्यूरियम (III) ऑक्साइड का औद्योगिक श्रेणी-प्रतिक्रियाओं और अभिकर्मकों में भारी उपयोग किया जाता है। हाल ही में 2009 में, प्रकाश और हवा के संवेदनशील विखंडन और संचरण लक्ष्य पदार्थों के परिवहन के लिए क्यूरियम सेस्क्वाइऑक्साइड जैसे एक्टिनाइड ऑक्साइड के भंडारण उपयोग (भारी टिकाऊ सिरेमिक कांच के बर्तन के रूप में) पर विचार किया जा रहा है। अन्य प्रतिक्रियाएँ क्यूरियम सेस्क्वाइऑक्साइड उच्च तापमान पर गैसीय ऑक्सीजन के साथ अनायास प्रतिक्रिया करेगी। कम तापमान पर, समय के साथ एक सहज प्रतिक्रिया होगी। क्यूरियम ट्राइऑक्साइड ने पानी के साथ प्रतिक्रिया की है जो एक जलयोजन प्रतिक्रिया को वहन करने के लिए परिकल्पना की गई है, लेकिन परिकल्पना को साबित करने के लिए बहुत कम प्रयोग किए गए हैं। क्यूरियम सेस्क्वाइऑक्साइड को नाइट्रोजन गैस के साथ अनायास या गैर-स्वतःस्फूर्त रूप से प्रतिक्रिया नहीं करने के लिए दिखाया गया है। क्यूरियम हाइड्रॉक्साइड क्यूरियम ऑक्साइड अकार्बनिक रसायन विज्ञान रेडियोन्यूक्लाइड विकिरण संदर्भ बाहरी लिंक www.webelements.com क्यूरियम यौगिक सेस्क्विऑक्साइड भी देखें।