Кюри. Реферат Тема Кюрий Учебный предмет Химия Выполнил студент Шарипов В. Р курс 1 Группа бпг1701
 Скачать 26.58 Kb.
|
|
Министерство образования и науки РФ ФГБОУ ВО «Уфимский государственный нефтяной технический университет» Кафедра «Прикладные и естественнонаучные дисциплины» Реферат Тема: «Кюрий» Учебный предмет: Химия Выполнил студент Шарипов В.Р Курс 1 Группа БПГ-17-01 Преподаватель: А. Р. Маскова Дата сдачи «30» марта 2018г. Оценка___________________________ Подпись преподавателя_____________ Уфа 2018 Содержание 1. История открытие элемента 2.Нахождение в природе 2. Получение 3. Свойства 4. Физические и Химические свойства 5. Применение «Кюрий» История открытия Мария Склодовская и Пьер Кюри сделали серьезнейший вклад в развитие мировой науки. Их труд в качестве основателей науки о радиоактивности отражает названный соответственно элемент. Использовать для кюрия обозначение Cu было нельзя, так как оно уже было занято медью. Поэтому был выбран химический символ Cm: начальная буква в нем обозначает фамилию Кюри, а вторая — имя Марии Кюри-Склодовской. Кюрий относится к семейству актиноидов и имеет атомный номер 96. У него нет стабильных изотопов. Впервые его получили в 1944 американцы Сиборг, Джеймс и Гиорсо, путем бомбардировки плутония ионами гелия. Через три года было получено чистое химическое соединение — гидроксид кюрия. Нахождение в природе «Кюрий – короткоживущий элемент. Он является одним из самых тяжелых элементов, известных науке, и не встречается в природе, поскольку все его изотопы радиоактивны и распадаются очень быстро в масштабе геологических временных отрезков». Тем не менее, ученые из Чикагского университета, США, обнаружили внутри метеорита доказательства присутствия редкого элемента Периодической системы кюрия во времена формирования Солнечной системы. Кюрий был синтезирован внутри звезд ранних поколений, рассеян в космосе в результате взрывов и затем оказался в составе этого метеорита. Доказательством былого присутствия кюрия внутри этого метеорита стало обнаруженное исследователями повышенное содержание в нем нуклида урана-235, являющегося продуктом радиоактивного распада нуклида кюрия-247. Получение Изначально, элемент получили, бомбардируя ионами гелия плутоний. Но, все в том же 1944-ом году бомбардировка плутония явила миру и еще один металл америций. Теперь, кюрий получают уже с его помощью. То есть, один искусственно синтезированный металл служит для формирования другого металла, не встречающегося в природе. Изотопы кюрия с массами меньше 243 могут быть получены облучением Pu239 ионами гелия с высокой энергией. Тяжелые изотопы кюрия получены при захвате нейтронов изотопами кюрия с меньшей массой или последовательным захватом нейтронов ( в реакторах с высоким потоком нейтронов) плутонием или америцием. За счет бета-излучения 241-ый плутоний становится уже 241-ым америцием. 239Pu+2'n —> 241Pu; 241 Pu —> 241Am + 241Am + 'n —> 242Am 242Am —> 242Cm + p. Физические и химические свойства Элемент кюрий относится к сверхтяжелым радиоактивным металлам. По свойствам это типичный актиноид. В группу входят 14 веществ с порядковыми номерами от 90 до 103. Номер кюрия – 96. То есть, число электронов на 5f-уровне достигает 7-ми при наличии 14-ти мест. Комбинация устойчива, что и делает металл типичным актиноидом. В элементарном состоянии все они являются серебристо-белыми металлами. Для 96-го вещества характерна форма кристаллов. Их плотность превышает 13 граммов на кубический сантиметр, что во многом обеспечивает высокую массу металла. Состав ядра кюрия, как и у других веществ, — это набор атомов. В их центре – протоны, на внешних орбитах – электроны. Обычно, заполняется последний уровень атома. Но, 5f – не последняя орбита кюрия. Заполнение срединной прослойки вместо внешней – еще одна особенность актиноидов. С 1944-го года открыты две формы валентности. Типична 3-валентная, полученная изначально. В 1961-ом году обнаружена еще и 4-валентная. Ее получили путем растворения фторида кюрия в растворе фтористого цезия. Ионы фтора – активные комплексообразователи. Однако, даже в их присутствии, 4-валентная форма 96-го элемента существует лишь около часа, восстанавливаясь до 3-валентной. Известных нуклидов кюрия 14. Первым получили 242-ой. Номер указывает на массу. Будучи радиоактивными, нуклиды металла излучают тепловую энергию. Не зря же существуют атомные станции, снабжающие энергией целые страны и города. За секунду изотопы кюрия успевают выпустить 1,2 умноженные на 1013 альфа-частиц. В переводе на тепловую энергию, это 120 ватт. То есть, за год энергия распада грамма кюрия составит 480 киловатт в час. Для сравнения, аналогичный объем от реакции горения можно получить при сжигании почти 40-ка килограммов бутана. Кислорода потребуется 138 кило. Чтобы расплавить кюрий, нужна температура в 1340 градусов. Это средний показатель. Есть металлы, размягчающиеся лишь при 3000 по шкале Цельсия. К этому приближена температура кипения 96-го элемента. Она равна 3260-ти градусам. Кюрий – химический элемент, меняющий кристаллическую решетку в зависимости от температур. При комнатных, атомы выстраиваются по гексагональной схеме. Стоит шкале градусника чуть подняться, кристаллическая решетка становится кубической. Поскольку при нагреве кюрий излучает радиацию, тепло, разогреваются и растворы, с которыми вещество вступает в химическую реакцию. Это затрудняет изучение свойств металла. Растворы солей кюрия, к примеру, так нагреваются, что вода распадается на кислород и водород. Излучение при этом столь сильное, что соль светиться в плотной темноте, словно радий. Применение Потребителей кюрия-242 следует искать там, где особенно ценятся малый вес и компактность источника энергии. Это, например, космические исследования. Радиоизотопные источники на основе242Сm (в комбинации с термоэлектрическими или другими преобразователями энергии) способны развивать мощность до нескольких киловатт. Они приемлемы для космических станций, как автоматических, так и с человеком на борту. Правда, из-за сравнительно короткого периода полураспада (162 дня) продолжительность стабильной работы такого источника составляет всего несколько месяцев. Однако для многих исследований околоземного пространства, а также Луны этого вполне достаточно. В США были разработаны кюриевые генераторы электрического тока для питания бортовой аппаратуры космических кораблей. Как интенсивный альфа-излучатель кюрий-242 может применяться в нейтронных источниках, также для создания внешних пучков альфа-частиц. Последние используют как средство возбуждения атомов в новых методах химического анализа, основанных на рассеянии альфа-частиц и возбуждении характеристического рентгеновского излучения. С помощью такой установки был проведен непосредственный химический анализ поверхности Луны методом рассеяния альфа-частиц. Интересно, что в результате радиоактивного распада кюрия-242 образуется другой альфа-излучатель — плутоний-238, который может быть затем отделен химическим путем и получен в радиохимически чистом виде. Таким образом, отслужившие свой срок кюриевые генераторы могут служить дополнительным источником для получения изотонически чистого плутония-238. В остальном, промышленники и ученые предпочитают более долгоиграющих «конкурентов» кюрия, к примеру, тот же америций. Список использованной литературы: 1. Н.А. Фигуровский «Открытие элементов и происхождение их названий». М., Наука, 1970. 2. «Актиноиды» Б.Ф. Мясоедов. 3. Химическая энциклопедия Советская энциклопедия, 1990. 4.Материалы сайта http://www.xumuk.ru. |