Curio
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Curio. Elemento sintético de la tabla periódica cuyo símbolo es Cm y su número atómico es 96. Se produce bombardeando plutonio con partículas alfa (iones de helio).
Sumario
Historia
El curio fue producido sintéticamente en 1944, mediante el bombardeo de 239 Pu con partículas alfa, por los químicos estadounidenses Glenn T. Seaborg, Ralph A. James y Albert Ghiorso en la Universidad de Berkeley, California.
Se eligió el nombre curio en honor a Marie Curie y su marido Pierre, famosos por descubrir el radio y por otros importantes trabajos sobre radiactividad.
Werner y Perlman lograron aislar unos 30 microgramos del hidróxido del isótopo 242Cm, en 1947 en la Universidad de California.
Propiedades
Es un metal radioactivo, gris plateado, obtenido artificialmente, similar en propiedades al uranio, plutonio y americio. Se parece al gadolinio en algunos aspectos aunque su estructura cristalina es más compleja.
Elemento químico, Cm, de la serie de los actínidos, con número atómico de 96.
El curio no existe en el ambiente terrestre, pero puede producirse en forma artificial.
Sus propiedades químicas se parecen tanto a las de las tierras raras típicas que, si no fuera por su radiactividad, podría con facilidad confundirse fácilmente con uno de estos elementos. Entre los isótopos conocidos del curio figuran los de número de masa 238 a 250, siendo todos ellos emisores de partículas alfa.
El isótopo 244Cm es de particular interés a causa de su uso potencial como una fuente compacta de fuerza termoeléctrica, al utilizarse el calor generado por decaimiento nuclear para generar fuerza eléctrica.
El curio metálico puede producirse por reducción del trifluoruro de curio, con vapor de bario. El metal tiene un lustre plateado, el cual se pierde al contacto con el aire, y una densidad relativa de 13.5. El punto de fusión es de 1340 (+/-) 40ºC (2444 +/- 72ºF). El metal se disuelve con facilidad en ácidos minerales comunes, con formación de ion tripositivo.
Se han preparado varios compuestos sólidos del curio y sus estructuras se han determinado por difracción de rayos X. Éstos incluyen CmF4, CmF3, CmCl3, CmBr3, CmI3, Cm2O3, CmO2. En los lantánidos hay análogos isoestructurales de los compuestos de curio.
Valores de las propiedades:
Masa Atómica: [247] uma
Punto de Fusión: 1613 K
Densidad: 13.510 kg/m3
Potencial Normal de Reducción: - 2,06 V Cm3+ (Cm solución ácida)
Calor de Fusión: 15,0 kJ/mol
Estados de Oxidación: +3, +4
Primera Energía de Ionización: 581 kJ/mol
Radio Atómico: 1,74 Å
Radio Iónico: Cm+3 = 0,98 Å Cm+4 = 0,88 Å
Volumen Atómico: 18,28 cm³/mol
Polarizabilidad : 23 ų
Electronegatividad (Pauling): 1,3
El curio reacciona con el oxígeno, con el vapor de agua y con los ácidos y es más electropositivo que el aluminio. La mayoría de los compuestos trivalentes de curio son de color débilmente amarillo.
En 1950, Crane, Wallmann y Cunningham encontraron que la susceptibilidad magnética de muestras de CmF3 era parecida a la del GdF3 lo que hizo posible asignar la configuración electrónica al ión Cm+3. Este mismo equipo, un año más tarde, logró preparar por primera vez el curio en su forma elemental.
Hasta ahora se conocen catorce isótopos del curio.
Preparación
Los isótopos 242Cm y 244Cm pueden obtenerse en cantidades del orden de gramos bombardeando 239Pu con partículas alfa aceleradas, sin embargo el 248Cm sólo se ha producido en cantidades muy pequeñas, del orden de algunos miligramos.
También puede ser preparado a partir del CmF 3 por reducción con bario.
Abundancia y estado natural
La vida media del isótopo más estable, unos 16 millones de años, es muy corta comparada con la edad de la Tierra por lo que el curio primitivo, de haber existido, hace ya mucho tiempo que habría desaparecido.
Probablemente existan pequeñas cantidades de curio en los depósitos naturales de minerales de uranio como resultado de sucesivas capturas de neutrones y desintegraciones beta mantenidos por el bajo flujo de neutrones naturales presente en estos minerales. No obstante, nunca se ha detectado la presencia de curio natural.
Usos
Su uso principal está en conseguir otros actínidos. Los isótopos del curio, especialmente el Cm-244, son poco permeables a la radiación alfa y suelen usarse como blindaje en satélites y sondas espaciales no tripuladas.
El curio-242 se ha utilizado para bombardear el suelo de la Luna con partículas alfa porque la medida de la emisión alfa posterior del suelo proporciona información sobre el tipo y cantidad de muchos elementos químicos presentes.
El poder energético del 242Cm es superior al del 238Pu por lo que puede utilizarse también como combustible.
Efectos sobre la salud
El curio absorbido por el organismo se acumula en el sistema óseo y destruye el mecanismo de formación de la pared celular, por lo que es un elemento que entraña serios peligros para la salud.
El curio puede entrar en el cuerpo por la ingesta de comida, de agua o por la respiración. La absorción gastrointestinal de la comida o del agua es la fuente más probable de cualquier depósito interno de curio en la población general. Tras la ingestión, la mayor parte del curio es excretado del cuerpo en unos pocos días y nunca entra en el flujo sanguíneo; solo alrededor del 0,05 % de la cantidad ingerida es absorbida en el flujo sanguíneo. Del curio que alcanza la sangre, alrededor del 45 % se deposita en el hígado, donde es retenido con una vida biológica media de 20 años, y el 45 % se deposita en los huesos donde es retenido con una vida biológica media de 50 años (en modelos simplificados que no reflejan la redistribución inmediata). La mayor parte del 10 % restante se excreta directamente. El curio en el esqueleto se deposita principalmente en las superficies internas del hueso mineral y solo se redistribuye lentamente a través del volumen del hueso.
El curio es generalmente un peligro para la salud solamente si entra en el cuerpo; sin embargo, hay un pequeño riesgo externo asociado con ciertos isótopos, por ejemplo curio 243, curio 245, y curio 247. Las principales formas de exposición son la ingestión de comida y agua que contiene curio y la inhalación de polvo contaminado con curio. La ingestión es generalmente la exposición más preocupante a menos que haya una fuente cercana de polvo contaminado. Debido a que el curio entra en el cuerpo con mucha más facilidad si es inhalado que si es ingerido, ambas vías de exposición pueden ser importantes. La mayor preocupación para la salud es los tumores de huesos resultantes de la radiación ionizante emitida por isótopos del curio depositados en la superficie de los huesos.
En ratas expuestas a inyección intravenosa de curio 242 y curio 244 fueron observados cánceres de esqueleto, y cencerrees de pulmón y hígado en ratas expuestas por inhalación.
Efectos ambientales
Las pruebas atmosféricas de armas nucleares, que cesaron en 1980 en todo el mundo, generaron la mayor parte del curio ambiental. Los accidentes y otros escapes de las instalaciones de producción de armas nucleares han provocado contaminación localizada. El óxido de curio es la forma más común en el medio ambiente.
El curio es típicamente bastante insoluble y se añade fuertemente a las partículas del suelo. La concentración de curio en las partículas arenosas de suelo se estima que es alrededor de 4 000 veces mayor que en el agua intersticial (en los espacios de poro entre las partículas del suelo), y se une incluso más fuertemente a las margas donde las tasas de concentración son incluso mayores (18 000).
