أكسيد الكوريوم (III)

أكسيد الكوريوم (III) مركب يتكون من الكوريوم والأكسجين ، وصيغته الكيميائية Cm₂O₃ _. وهو مادة صلبة بلورية، تحتوي وحدة الخلية فيها _على ذرتي كوريوم وثلاث ذرات أكسجين. أبسط معادلة لتكوينه هي تفاعل فلز الكوريوم (III) مع أيون الأكسجين O²⁻ : ² Cm³⁺ ⁺ 3 O²⁻ ^--- > Cm₂O₃ _{. [} ^{1 ] يوجد} أكسيد الكوريوم الثلاثي في ​​خمسة أشكال متعددة التبلور . ^{[ 2 ] [ 3 ]} يوجد شكلان منها في درجات حرارة عالية للغاية، مما يصعب إجراء دراسات تجريبية حول تكوين بنيتهما. أما الأشكال الثلاثة الأخرى التي يمكن أن يتخذها أكسيد الكوريوم الثلاثي فهي: الشكل المكعب مركزي الجسم ، والشكل أحادي الميل ، والشكل السداسي . ^{[ 3 ] [ 4 ]} يكون لون أكسيد الكوريوم الثلاثي أبيض أو بني فاتح، وهو غير قابل للذوبان في الماء ، ولكنه قابل للذوبان في الأحماض غير العضوية والمعدنية . ^{[ 5 ] [ 6 ]} تم التعرف على تركيبه لأول مرة في عام 1955. ^{[ 7 ]}

يمكن تحضير أكسيد الكوريوم الثلاثي بطرق متنوعة.

• الاشتعال بالأكسجين : يترسب _{أكسالات} الكوريوم (III) عبر أنبوب شعري. يُشعل الراسب بواسطة الأكسجين الغازي عند 400 درجة مئوية، ويتحلل  الناتج حرارياً عند 600 درجة مئوية وضغط 10⁻⁴ ^مم زئبق. ^{[ 8 ]} 
• أكسيد الكوريوم الثلاثي المُبَخَّر: يمكن إجراء عملية تبخير أكسيد الكوريوم الثلاثي ( Cm₂O₃ ) عبر عدة عمليات تجريبية. عادةً ما يُبخَّر Cm₂O₃ _{في إجراءات تجريبية تهدف} إلى اكتشاف تأثيرات معدن الكوريوم داخل النظام البيولوجي. ^{[ 6 ] [ 9 ]}

المسار 1: يستخدم تفاعل التذرية التقليدي معدن الكوريوم كمادة أولية. على الرغم من اكتشاف وجود معدن الكوريوم طبيعيًا كمزيج من 87.4% كوريوم ^-244 ، و8.4% كوريوم ^-243 ، و3.9% نظائر أخرى للكوريوم، ونحو 0.3% من النظير الناتج ، البلوتونيوم، إلا أنه في معظم عمليات التخليق بالتذرية لأكسيد الكوريوم (III)، يُنقى معدن الكوريوم عن طريق استخلاص نترات الكوريوم وحمض ثنائي (2-إيثيل هكسيل) الفوسفوريك في التولوين لإزالة البلوتونيوم. ^{[ 6 ]} ثم يُضاف هيدروكسيد _{الأمونيوم} إلى نترات الكوريوم المنقاة، ويُجمع الراسب الناتج ويُغسل بالماء منزوع الأيونات. يُعاد تعليق الراسب (Cm₂O₃ ) _{في المذيب} ويُذرى باستخدام نوع من مولدات الهباء الجوي عالية الإنتاجية (مثل: مرذاذ لوفليس ). ^{[ 6 ]}

الطريقة الثانية: في طرق أخرى لتحويل المنتج إلى رذاذ، بدلاً من إضافة هيدروكسيد الأمونيوم _إلى نترات الكوريوم النقية، يُستخدم هيدروكسيد الأمونيوم لضبط درجة حموضة المحلول إلى 9. تؤدي زيادة قاعدية المحلول إلى تكوين راسب من هيدروكسيد الكوريوم. يُجمع هذا الراسب بعد ذلك عن طريق الترشيح ويُعاد تعليقه في ماء منزوع الأيونات، ثم يُستخدم جهاز رذاذ لتحويل المنتج إلى رذاذ. ^{[ 9 ]}

• الاختزال بغاز الهيدروجين: يُبخر محلول ثلاثي كلوريد الكوريوم حتى الجفاف باستخدام حمض النيتريك النقي لإنتاج نترات الكوريوم. ثم تُشعل نترات الكوريوم في الهواء، مما ينتج أكسيد الكوريوم، الذي يُعتقد أنه بنية وسيطة بين CmO₂ _وتكوين Cm₂O₃ _{. يُكشط} المركب الوسيط في أنابيب شعرية متصلة بنظام تفريغ ويُختزل بغاز الهيدروجين - الناتج عن ^احتراق UH₃ . ^[ ₈ ^]

يُعدّ الشكلان المكعب ذو المركز الجسمي والأحادي الميل أكثر الأشكال البلورية شيوعًا لثلاثي أكسيد الكوريوم، وينتجان عن التفاعلات الكيميائية المذكورة أعلاه. وتتشابه بنيتهما البلورية تشابهًا كبيرًا. يتحول أحد أشكال ثلاثي أكسيد الكوريوم - وهو الشكل المكعب ذو المركز الجسمي - تلقائيًا إلى الشكل السداسي بعد عدة أسابيع. ^{[ 8 ]} يحدث هذا التحول عند التحلل التلقائي لجسيمات ألفا من نظير ²⁴⁴ كوريوم، مما يُحدث تأثيرات تلف إشعاعي داخل الشبكة البلورية المكعبة، مُشوِّهًا إياها إلى شكل سداسي. ^{[ 3 ]} على الرغم من عدم إثبات ذلك تجريبيًا، إلا أن هناك تكهنات بأن ثلاثي أكسيد الكوريوم الأحادي الميل قد يكون شكلًا وسيطًا بين تحول الشكل المكعب إلى الشكل السداسي. يوجد الشكل المكعب ذو المركز الجسمي لثلاثي أكسيد الكوريوم عند درجات حرارة أقل من 800  درجة مئوية، والشكل الأحادي الميل بين 800  درجة مئوية و1615  درجة مئوية، والشكل السداسي فوق 1615  درجة مئوية. ^{[ 8 ]}

فيما يلي معلمات الشبكة لثلاثة من الهياكل متعددة الأشكال لأكسيد الكوريوم الثلاثي.

سداسي:

(*: لم يتم تحديد درجة حرارة معينة لإنتاج الأطوال المدرجة في الصف الثاني. ^{[ 8 ] [ 10 ]} )

أحادي الميل:

(**: لم تتضمن أي من هذه الأطوال عدم يقين محدد. ^{[ 11 ]} )

مكعب:

منذ اكتشاف (وعزل) نظير الكوريوم ^-248 ، وهو أكثر نظائر الكوريوم استقرارًا، ازدادت الدراسات التجريبية حول الخصائص الديناميكية الحرارية لأكسيد الكوريوم الثلاثي (ومركبات الكوريوم الأخرى). مع ذلك، لا يمكن الحصول على نظير الكوريوم ^{-248 إلا في عينات بالمليغرام، لذا فإن جمع البيانات للمركبات المحتوية على هذا النظير} يستغرق وقتًا أطول من جمع البيانات للمركبات التي تحتوي في الغالب على نظائر أخرى من الكوريوم. ^{[ 3 ]} يعرض الجدول أدناه مجموعة واسعة من البيانات التي جُمعت خصيصًا لأكسيد الكوريوم الثلاثي، بعضها نظري بحت، ولكن معظمها مُستخلص من مركبات تحتوي على نظير الكوريوم ^-248 . ^{[ 3 ] [ 4 ] [ 7 ] [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]}

(*: أظهرت طرق التخليق المختلفة لثلاثي أكسيد الكوريوم أنها تنتج مركبات ذات نقاط انصهار تجريبية مختلفة. نقطة الانصهار المذكورة في جدول البيانات هذا هي مجرد متوسط ​​لتلك التي تم جمعها من المراجع. ^{[ 13 ] [ 14 ]} )

(**: سمة مميزة للشكل أحادي الميل.)

(***: أجرت تجارب مختلفة حسابات لتقديرات متباينة للإنتروبيا المولية القياسية لثلاثي أكسيد الكوريوم: فقد أبلغ موسكين عن إنتروبيا مولية قياسية قدرها 144.3 جول/مول.كلفن (بدون تحديد نسبة عدم اليقين). وأبلغ ويستروم وغرونفولد عن قيمة قدرها 160.7 جول/مول.كلفن (بدون تحديد نسبة عدم اليقين)، بينما أبلغ كونينغز عن قيمة قدرها 167 ± 5 جول/مول.كلفن. ^{[ 12 ]} )

يُعدّ الكوريوم معدنًا مشعًا يُصدر جسيمات ألفا عند تحلله الإشعاعي. ^{[ 12 ]} على الرغم من أن عمر النصف له يبلغ 34 مللي ثانية، فإن العديد من أكاسيد الكوريوم، بما في ذلك سيسكويوكسيد الكوريوم، لها أعمار نصف تقارب آلاف السنين. ^{[ 7 ]} يمكن استنشاق الكوريوم، على شكل سيسكويوكسيد الكوريوم، مما يُسبب العديد من العيوب البيولوجية. تبلغ الجرعة المميتة الوسطية (LD50) للكوريوم 3 ميكروكوري عن طريق الابتلاع والاستنشاق، و1 ميكروكوري عن طريق الامتصاص عبر الجلد. ^{[ 15 ]} في إحدى التجارب، تم تعريض الفئران لجزيئات مُستنشقة من أكسيد الكوريوم (III). على الرغم من أن التجربة أثبتت أن استنشاق ^244Cm2O3 _أقل تسببًا للسرطان بمقدار النصف مقارنةً باستنشاق ^239PuO2 _، إلا _أن الفئران عانت مع ذلك من العديد من التشوهات البيولوجية، مثل آفات الجلد والأورام الخبيثة وأورام الرئة. ^{[ 9 ]} تمكنت نسبة صغيرة من الفئران من إزالة جزيئات أكسيد الكوريوم الثلاثي من الرئتين، مما يشير إلى أن أكسيد الكوريوم الثلاثي قابل للذوبان جزئيًا في سائل الرئة. ^{[ 9 ]}

يُستخدم أكسيد الكوريوم (III) على نطاق واسع في التفاعلات والكواشف الصناعية. ^{[ 13 ]} وفي عام 2009، تم النظر في استخدام أكاسيد الأكتينيدات، مثل أكسيد الكوريوم الثلاثي، في تخزين المواد المستهدفة في عمليات الانشطار والتحويل النووي الحساسة للضوء والهواء (على شكل أوانٍ زجاجية خزفية شديدة التحمل ) . ^{[ 13 ]}

يتفاعل أكسيد الكوريوم الثلاثي تلقائيًا مع الأكسجين الغازي عند درجات حرارة عالية. ^{[ 10 ]} أما عند درجات حرارة منخفضة، فيحدث تفاعل تلقائي على مدى فترة زمنية. وقد افترض أن تفاعل أكسيد الكوريوم الثلاثي مع الماء يؤدي إلى تفاعل إماهة، ولكن لم تُجرَ سوى تجارب قليلة لإثبات هذه الفرضية. ^{[ 10 ]} وقد ثبت أن أكسيد الكوريوم الثلاثي لا يتفاعل مع غاز النيتروجين، لا تلقائيًا ولا غير تلقائي. ^{[ 10 ]}

• هيدروكسيد الكوريوم
• الكوريوم
• أكسيد
• الكيمياء غير العضوية
• النظير المشع
• إشعاع

• www.webelements.com