ಕ್ಯೂರಿಯಮ್

ಕ್ಯೂರಿಯಮ್ ಒಂದು ವಿಕಿರಣಶೀಲ ಮೂಲಧಾತು. ಇದನ್ನು ಅಮೆರಿಕದ ಗ್ಲೆನ್ ಟಿ.ಸೀಬರ್ಗ್, ರಾಲ್ಫ್ ಎ.ಜೇಮ್ಸ್ ಹಾಗೂ ಅಲ್ಬರ್ಟೋ ಗಿಯಾರ್ಸೊ ಎಂಬ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಪ್ಲುಟೋನಿಯಮ್ ಪರಮಾಣುವನ್ನು ಹೀಲಿಯಮ್ ಅಯಾನುವಿನಿಂದ ತಾಡಿಸಿ ಸೃಷ್ಟಿಸಿದರು. ವಿಕಿರಣಪಟು ಧಾತುಗಳಿಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದಂತೆ ಚಿರಸ್ಮರಣೀಯ ಸಂಶೋಧನೆಗಳನ್ನು ನಡೆಸಿದ ಪ್ರಖ್ಯಾತ ವಿಜ್ಞಾನಿ ಫ್ರಾನ್ಸ್‌ನ ಮೇರಿ ಕ್ಯೂರಿ ಮತ್ತು ಆಕೆಯ ಪತಿ ಪಿಯರಿ ಕ್ಯೂರಿಯವರ ಗೌರವಾರ್ಥ ಈ ಧಾತುವನ್ನು ಕ್ಯೂರಿಯಮ್ ಎಂದು ಹೆಸರಿಸಲಾಯಿತು. ಇದರ ೧೪ ಸಮಸ್ಥಾನಿಗಳು ಇಷ್ಟರವರೆಗೆ ತಿಳಿದಿದೆ.

ಇದರ ಸಂಕೇತ Cm. ಆವರ್ತ ಕೋಷ್ಟಕದಲ್ಲಿ ವಿಕಿರಣಪಟು ಧಾತುಗಳದೇ ಒಂದು ಸಾಲಿದೆ. ಇದಕ್ಕೆ ಆಕ್ಟೀನಿಯಂ ಶ್ರೇಣಿಯೆಂದು ಹೆಸರು. ಕ್ಯೂರಿಯಂ ಈ ಶ್ರೇಣಿಯ ಸದಸ್ಯ. ಇದರ ಪರಮಾಣು ಸಂಖ್ಯೆ ೯೬. ಕ್ಯೂರಿಯಂ ನಿಸರ್ಗದಲ್ಲಿ ದೊರೆಯದು. ಇದರ ಎಲ್ಲ ಸಮಸ್ಥಾನಿಗಳಿಗೂ (ಐಸೊಟೋಪ್ಸ್) ವಿಕಿರಣಪಟುತ್ವ ಉಂಟು. ಇವುಗಳಲ್ಲಿ ಅತ್ಯಂತ ಸ್ಥಿರವಾದುದೆಂದು ಪರಿಗಣಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿರುವ ಸಮಸ್ಥಾಯಿಯ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ ೨೪೭. ಈ ಸಮಸ್ಥಾನಿಯ ಅರ್ಧಾಯು ೧೦^೬ ವರ್ಷಗಳಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚು. ಕ್ಯೂರಿಯಂ ಧಾತುವಿನ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ವಿನ್ಯಾಸ ಹೀಗಿದೆ: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 4f¹⁴ 5s² 5p⁶ 5d¹⁰ 5f⁷ 6s² 6p⁶ 6d¹ 7s². ದ್ರವನ ಬಿಂದು ೧೩೪೦^೦ ಸೆಂ. Cm³⁺ ಅಯಾನಿನ ತ್ರಿಜ್ಯ ೧.೦೦ A.

ಹೀಗೆಯೇ ವಿರಳ ಭಸ್ಮಧಾತುಗಳ (ರೇರ್ ಅರ್ತ್ ಎಲಿಮೆಂಟ್ಸ್) ಪೈಕಿ ಒಂದಕ್ಕೆ ಗಾಡೊಲಿನಿಯಂ ಎಂದು ಹೆಸರಿಟ್ಟದ್ದು ಆ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ ದುಡಿದ ರಸಾಯನ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳಲ್ಲಿ ಫಿನ್ಲೆಂಡಿನ ಜೆ. ಗಾಡೊಲಿನ್ ಪ್ರಮುಖನಾಗಿದ್ದುದರಿಂದ.^[೧] ಅಮೆರಿಕಿಯಂ ಧಾತುವಿಗಿಂತ ಮುಂಚೆಯೇ ಕ್ಯೂರಿಯಂ ಧಾತುವಿನ ಶೋಧವಾಯಿತು (೧೯೪೪).^[೨]^[೩]

ತಯಾರಿಕೆ

ಸೈಕ್ಲೊಟ್ರಾನಿನಿಂದ ಆಲ್ಫಕಣಗಳ ವೇಗವನ್ನು ಸಾಕಷ್ಟು ಹೆಚ್ಚಿಸಿ ೨೩೯ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯುಳ್ಳ ಪ್ಲೂಟೋನಿಯಂ ಸಮಸ್ಥಾನಿಯನ್ನು ಅವುಗಳಿಂದ ತಾಡಿಸಿದಾಗ ಮುಂದೆ ಬರೆದಿರುವ ಬೀಜಕ್ರಿಯೆ ನಡೆಯಿತು. ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ ಬಿಡುಗಡೆಯಾಯಿತು.^[೪]

{\ce {^{239}_{94}Pu + ^{4}_{2}He -> ^{242}_{96}Cm + ^{1}_{0}n}}

ಉಂಟಾದ ಉತ್ಪನ್ನದಲ್ಲಿ 242 ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯುಳ್ಳ ಕ್ಯೂರಿಯಂ ಸಮಸ್ಥಾನಿ ಇರುವುದು ಕಂಡುಬಂದಿತು. ಅಮೆರಿಕಿಯಂ ಧಾತುವಿನ 242 ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯುಳ್ಳ ಸಮಸ್ಥಾನಿ 16 ಗಂಟೆಗಳ ಅವಧಿಯಲ್ಲಿ ಬೀಟಕಣಗಳನ್ನು ಕಳೆದುಕೊಂಡಾಗಲೂ ²⁴²Cm ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುತ್ತದೆ.

${\ce {^{242}_{95}Am -> ^{242}_{96}Cm + ^{0}_{-1}e}}$

ಯಾವುದೇ ಪರಮಾಣುವಿನಿಂದ ಅತ್ಯಲ್ಪ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯ ಬೀಟಕಣಗಳು ಹೊರ ಬಿದ್ದಾಗ ಮೂಲ ಪರಮಾಣುವಿನ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯಲ್ಲಿ ಯಾವ ಗಣನೀಯ ವ್ಯತ್ಯಾಸವೂ ಆಗದು. ದೊರೆತ ಕ್ಯೂರಿಯಂ ಸಮಸ್ಥಾನಿಯ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ ಸಹ 242 ಆಗಿರಲು ಇದೇ ಕಾರಣ. ಇದರ ಅರ್ಧಾಯ 150 ದಿವಸಗಳು. ಸ್ವಾಭಾವಿಕವಾಗಿ ಇದು ಆಲ್ಫಕಣಗಳನ್ನು ಉಗುಳುತ್ತದೆ. ಈ ಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ವಾಸ್ತವವಾಗಿ ಒದಗುವುದು ಕ್ಯೂರಿಯಂ ಅಲ್ಲ. ಅದರ ಸೆಸ್ಕ್ವಿ ಆಕ್ಸೈಡ್ (Cm₂O₃). 1947ರ ಸೆಪ್ಟೆಂಬರ್ ತಿಂಗಳಲ್ಲಿ ಎಲ್.ಬಿ.ವರ್ನರ್ ಮತ್ತು ಐ.ಪರ್ಲ್‌ಮನ್ನರು ಸಂಯುಕ್ತಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ಕ್ಯೂರಿಯಮ್ಮನ್ನು ತಯಾರಿಸಿದುದು ಹೀಗೆಯೇ.

238, 240, 243, 244 ಮತ್ತು 245 ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಗಳಿರುವ ಕ್ಯೂರಿಯಂ ಸಮಸ್ಥಾನಿಗಳೂ ಇವೆಯೆಂದು ವರದಿಯಾಗಿದೆ. ಈ ಮುಂದಿನ ನಮೂನೆಯ ಬೀಜಕ್ರಿಯೆಗಳು ನಡೆದಾಗ ಇವು ಉಂಟಾಗುವುವು.

${\ce {^{239}_{94}Pu + ^{4}_{2}He -> ^{238}_{96}Cm + 5^{1}_{0}n}}$

${\ce {^{239}_{94}Pu + ^{4}_{2}He -> ^{240}_{96}Cm + 3^{1}_{0}n}}$

ಕ್ಯೂರಿಯಂ-240 ಸಹ ಆಲ್ಫಕಣ ವಿಸರ್ಜಕ. ಇದರ ಅರ್ಧಾಯು 27 ದಿವಸಗಳು. ಕ್ಯೂರಿಯಂ ಧಾತುವಿನ ಇತರ ಸಮಸ್ಥಾನಿಗಳ ಬಗ್ಗೆ ಮಾಹಿತಿ ಮುಂದಿನ ಪಟ್ಟಿಯಲ್ಲಿದೆ.

ಇತರ ಸಮಸ್ಥಾನಿಗಳು


ಸಮಸ್ಥಾನಿ	ಅರ್ಧಾಯು	ಉತ್ಪನ್ನ ವಿಧಾನ
243	100 ವರ್ಷಗಳು	Cm-242(n)
244	10 ವರ್ಷಗಳು	Bk-243 (K)
245	2 X 10⁴ ವರ್ಷಗಳು	Am-241 (a,P)
246	6,600 ವರ್ಷಗಳು	Am-244 (β)
248	4.2 x 10⁵ ವರ್ಷಗಳು	Bk-245 (K)

ರಾಸಾಯನಿಕ ಪ್ರಯೋಗಗಳಲ್ಲಿ ಬಳಸಲು 244 ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯ ಸಮಸ್ಥಾನಿ ಪ್ರಶಸ್ತ. ಏಕೆಂದರೆ ಅದು ಸಾಕಷ್ಟು ಸ್ಥಿರ. ಅಲ್ಲದೆ ಆಲ್ಫಕಣ ವಿಸರ್ಜನಪ್ರವೃತ್ತಿ ಅದಕ್ಕೆ ಅಷ್ಟಾಗಿಲ್ಲ. ಇದನ್ನು ತಯಾರಿಸುವುದು ಈ ಕೆಳಗಿನಂತೆ. ಮೊದಲು ²⁴¹Am ಸಮಸ್ಥಾನಿಯನ್ನು ನ್ಯೂಟ್ರಾನುಗಳಿಂದ ತಾಡಿಸಲಾಗುವುದು. ಆಗ ಪ್ಲೂಟೋನಿಯಂ-242 ದೊರೆಯುತ್ತದೆ.

${\ce {^{241}_{95}Am + ^{1}_{0}n -> ^{242}_{95}Am + \gamma}}$

${\ce {^{242}_{95}Am -> ^{242}_{94}Am + ^{0}_{1}e}}$

Pu-242ನ್ನು ರಾಸಾಯನಿಕ ವಿಧಾನಗಳಿಂದ ಪ್ರತ್ಯೇಕಿಸಿ ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ ತಾಡನಕ್ಕೆ ಒಳಪಡಿಸಿದರೆ ಅದು Am-243 ಸಮಸ್ಥಾನಿಗೆ ಪರಿವರ್ತಿತವಾಗುವುದು. ಇದನ್ನು ಬೇರ್ಪಡಿಸಿ ಮತ್ತೆ ನ್ಯೂಟ್ರಾನುಗಳಿಂದ ಘರ್ಷಿಸಿ

${\ce {^{242}_{94}Pu + ^{1}_{0}n -> ^{243}_{94}Pu + \gamma}}$

${\ce {^{243}_{94}Pu -> ^{243}_{95}Am + ^{0}_{-1}e}}$

Cm-244 ಸಮಸ್ಥಾನಿಯನ್ನು ಪಡೆಯಬಹುದು.

${\ce {^{243}_{95}Am + ^{1}_{0}n -> ^{244}_{95}Am + \gamma}}$

${\ce {^{244}_{95}Am -> ^{244}_{96}Cm + ^{0}_{-1}e}}$

ರಾಸಾಯನಿಕ ಪ್ರಯೋಗಗಳು

ತನ್ನ ಸಂಯುಕ್ತಗಳಲ್ಲಿ ಕ್ಯೂರಿಯಂ ತ್ರಿವೇಲೆನ್ಸೀಯ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ. ಈ ಉತ್ಕರ್ಷಣಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ಅದು ಬಹು ಸ್ಥಿರ. ಅದರೊಡನೆ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಇದ್ದೇ ಇರುವ ವಿರಳ ಭಸ್ಮಧಾತುಗಳು ಮತ್ತು ಅಮೆರಿಕಿಯಮ್ಮಿಗಳನ್ನು ಕ್ಯೂರಿಯಮಿನಿಂದ ಬೇರ್ಪಡಿಸುವುದು ಪ್ರಯಾಸದ ಕೆಲಸ. ಏಕೆಂದರೆ ಇವೂ ತ್ರಿವೇಲೆನ್ಸೀಯ ಧಾತುಗಳು. ಇವುಗಳ ಸಂಯುಕ್ತಗಳಷ್ಟೇ ಕ್ಯೂರಿಯಂ ಸಂಯುಕ್ತಗಳೂ ದ್ರಾವ್ಯ. ಆದ್ದರಿಂದ ಈ ಧಾತುಗಳನ್ನೆಲ್ಲ ಆಯಾ ಫ್ಲೂರೈಡುಗಳಿಗೆ ಪರಿವರ್ತಿಸಿ ಅವುಗಳ ದ್ರಾವಣತೆಗಳಲ್ಲಿರುವ ವ್ಯತ್ಯಾಸದ ಲಾಭ ಪಡೆದು ಭಿನ್ನ ಸ್ಫಟಿಕೀಕರಣ ವಿಧಾನದಿಂದ ಬೇರ್ಪಡಿಸುತ್ತಾರೆ.

ಗಾಡೊಲಿನಿಯಂ ಲವಣಗಳಿಗೂ ಕ್ಯೂರಿಯಂ ಲವಣಗಳಿಗೂ ಕಾಂತತ್ವ, ಅತಿನೇರಿಳೆ ಕಿರಣಗಳನ್ನು ಹೀರುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ ಮೊದಲಾದ ಗುಣಗಳಲ್ಲಿ ಸಾಮ್ಯ ಉಂಟು. ಹೀಗಾಗಲು ಗಾಡೊಲಿನಿಯಂ ಮತ್ತು ಕ್ಯೂರಿಯಂ ಧಾತುಗಳ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ವಿನ್ಯಾಸದಲ್ಲಿ ಹೋಲಿಕೆಯಿರುವುದೇ ಕಾರಣವಿರಬಹುದು.

ಕ್ಯೂರಿಯಂ-242 ಸಮಸ್ಥಾನಿ ಅಲ್ಪಾಯುಷಿಯಾದ್ದರಿಂದ ಅದರಿಂದ ಆಲ್ಫ ಕಣಗಳು ಸದಾ ಬಿಡುಗಡೆಯಾಗುತ್ತಿರುತ್ತವೆ. ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಅದನ್ನು ಒಳಗೊಂಡ ಪ್ರಯೋಗಗಳನ್ನು ನಡೆಸುವುದು ಕಷ್ಟ. ಏಕೆಂದರೆ ಕ್ಯೂರಿಯಂ ಸಂಯುಕ್ತ ವಿಲೀನವಾಗಿರುವ ದ್ರಾವಣದಿಂದ ಸತತವಾಗಿ ಹೀಲಿಯಂ ಅನಿಲ ಹೊರಬೀಳುತ್ತಿದ್ದು ದ್ರಾವಣ ಕಾಯುತ್ತದೆ. ವಿಸರ್ಜಿತ ಕಿರಣಗಳಿಂದ ಆರೋಗ್ಯಕ್ಕೆ ಕೇಡು ಉಂಟು. ಆದ್ದರಿಂದ ಕ್ಯೂರಿಯಂ ಸಂಯುಕ್ತಗಳಿಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದ ಪ್ರಯೋಗಗಳನ್ನು ರಕ್ಷಿತ ಆವರಣದಲ್ಲಿ ಮಾತ್ರ ನಡೆಸಬೇಕು.

ದ್ರಾವಣಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲೂ ಕ್ಯೂರಿಯಂ ತ್ರಿವೇಲೆನ್ಸೀಯ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿರುವುದು ಸರಿಯಷ್ಟೆ (Cm³⁺). ಅದರ ಪರಮಾಣುವಿನ 5f ಉಪಕವಚ ಅರೆಭರ್ತಿ (5f⁷) ಆಗಿರುವುದನ್ನು ಗಮನಿಸಿದರೆ ಇದು ಅದರ ಅತ್ಯಂತ ಸ್ಥಿರವಾದ ಉತ್ಕರ್ಷಣ ಸ್ಥಿತಿಯಾಗಿರುವುದು ಸಹಜವೆನಿಸುತ್ತದೆ. ಡೈಕ್ರೋಮೇಟ್, ಪರ್ಮ್ಯಾಂಗನೇಟ್, ಪರಾಕ್ಸಿ ಡೈ ಸಲ್ಫೇಟ್ ಮತ್ತು ಆರ್ಜೆಂಟಿಕ್ ಅಯಾನುಗಳಿಂದ ಅದು ಪ್ರಭಾವಿತವಾಗದಿರುವುದು ಈ ಭಾವನೆಯನ್ನು ಸಮರ್ಥಿಸುವುದು. ಕ್ಷಾರೀಯ ಮಾಧ್ಯಮದಲ್ಲಿ ಸೋಡಿಯಂ ಹೈಪೊಕ್ಲೋರೈಟಿನಿಂದ ತ್ರಿವೇಲೆನ್ಸೀಯ ಅಮೆರಿಕಿಯಮನ್ನು ಪಂಚವೇಲೆನ್ಸೀಯ ಸ್ಥಿತಿಗೆ ಉತ್ಕರ್ಷಿಸಬಹುದು. ಆದರೆ ಅದೇ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ಕ್ಯೂರಿಯಂ ಉತ್ಕರ್ಷಿತವಾಗದು.

ಆಕ್ಟೀನಿಯಂ ಮತ್ತು ಲ್ಯಾಂಥನಂ ಶ್ರೇಣಿಗಳ ತ್ರಿವೇಲೆನ್ಸೀಯ ಧಾತುಗಳ ಸದೃಶ ಸಂಯುಕ್ತಗಳು ಎಷ್ಟು ದ್ರಾವ್ಯವೋ ಅಷ್ಟೇ ದ್ರಾವ್ಯವಾದ ಕ್ಯೂರಿಯಂ ಸಂಯುಕ್ತಗಳೂ ಇವೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಅವುಗಳಂತೆಯೇ ಕ್ಯೂರಿಯಂ ಫ್ಲೂರೈಡ್ ಮತ್ತು ಆಕ್ಸಲೇಟುಗಳು ಆಮ್ಲೀಯ ಮಾಧ್ಯಮದಲ್ಲಿ ಅದ್ರಾವ್ಯ. ನೈಟ್ರೇಟ್, ಸಲ್ಫೇಟ್, ಸಲ್ಫೈಡ್, ಪರ್‌ಕ್ಲೋರೇಟ್ ಮತ್ತು ಹ್ಯಾಲೈಡುಗಳು ದ್ರಾವ್ಯ.

ಸಾರರಿಕ್ತ ನೈಟ್ರಿಕ್ ಆಮ್ಲದಲ್ಲಿ ವಿಲೀನಗೊಳಿಸಿದ ಕ್ಯೂರಿಯಮಿನ ದ್ರಾವಣಕ್ಕೆ ಹೈಡ್ರೊಫ್ಲೂರಿಕ್ ಆಮ್ಲವನ್ನು ಹಾಕಿದಾಗ ಕ್ಯೂರಿಯಂ ಟ್ರೈಫ್ಲೂರೈಡು (CmF₃) ಒತ್ತರಿಸುತ್ತದೆ. ಇದನ್ನು ಒಣಗಿಸಿ ಬೆರಿಲಿಯಾ (BeO) ಮೂಸೆಯಲ್ಲಿ 1275⁰ ಸೆಂ. ಉಷ್ಣತೆಯಲ್ಲಿ ಬೇರಿಯಂ ಆವಿಯಿಂದ ಅಪಕರ್ಷಿಸಿ ಕ್ಯೂರಿಯಂ ಲೋಹವನ್ನು ಪಡೆಯುವುದು ವಾಡಿಕೆ.

ಕ್ಯೂರಿಯಂ ಬೆಳ್ಳಿಯಂತೆ ಬಿಳುಪಾದ ಲೋಹ. ತನ್ನ ಗುಣಗಳಲ್ಲಿ ಆಕ್ಟೀನಿಯಂ ಶ್ರೇಣಿಯ ಇತರ ಧಾತುಗಳನ್ನು ಇದು ನಿಕಟವಾಗಿ ಹೋಲುತ್ತದೆ.

ಉಲ್ಲೇಖಗಳು

↑ Greenwood, p. 1252
↑ Seaborg, Glenn T.; James, R. A.; Ghiorso, A. (1949). "The New Element Curium (Atomic Number 96)" (PDF). NNES PPR (National Nuclear Energy Series, Plutonium Project Record). The Transuranium Elements: Research Papers, Paper No. 22.2. 14 B. OSTI 4421946. Archived from the original (PDF) on 12 October 2007.
↑ Morss, L. R.; Edelstein, N. M. and Fugere, J. (eds): The Chemistry of the Actinide Elements and transactinides, volume 3, Springer-Verlag, Dordrecht 2006, ISBN 1-4020-3555-1.
↑ Hall, Nina (2000). The New Chemistry: A Showcase for Modern Chemistry and Its Applications. Cambridge University Press. pp. 8–9. ISBN 978-0-521-45224-3.

ಹೊರಗಿನ ಕೊಂಡಿಗಳು

Curium at The Periodic Table of Videos (University of Nottingham)
NLM Hazardous Substances Databank – Curium, Radioactive

[1] Greenwood, p. 1252

[E96-2] Seaborg, Glenn T.; James, R. A.; Ghiorso, A. (1949). "The New Element Curium (Atomic Number 96)" (PDF). NNES PPR (National Nuclear Energy Series, Plutonium Project Record). The Transuranium Elements: Research Papers, Paper No. 22.2. 14 B. OSTI 4421946. Archived from the original (PDF) on 12 October 2007.

[Morrs-3] Morss, L. R.; Edelstein, N. M. and Fugere, J. (eds): The Chemistry of the Actinide Elements and transactinides, volume 3, Springer-Verlag, Dordrecht 2006, ISBN 1-4020-3555-1.

[4] Hall, Nina (2000). The New Chemistry: A Showcase for Modern Chemistry and Its Applications. Cambridge University Press. pp. 8–9. ISBN 978-0-521-45224-3.

[೧]

[೨]

[೩]

[೪]