锔 | 7440-51-9

• 分子结构分类: 无机化合物 - 均相金属化合物 - 均相锕系化合物
• 中文名称: 锔
• 英文名称: curium
• CAS: 7440-51-9
• 化学式: Cm
• 分子量: 247.07
• InChiKey: NIWWFAAXEMMFMS-UHFFFAOYSA-N

物化性质

• 熔点：
  1345°
• 沸点：
  bp (calc) 3110°
• 密度：
  13.51; d 12.9
• 稳定性/保质期：
  银白色金属，具有强放射性，熔点为1340℃，密度为13.15克/立方厘米。它存在α-型和β-型两种形态。化学性质活泼，容易溶解于稀酸中，以242Cm和244Cm同位素最为重要。

计算性质

• 辛醇/水分配系数(LogP)：
  0.0
• 重原子数：
  1
• 可旋转键数：
  0
• 环数：
  0.0
• sp3杂化的碳原子比例：
  0.0
• 拓扑面积：
  0
• 氢给体数：
  0
• 氢受体数：
  0

制备方法与用途

制备方法

原则上，钚以后的超铀元素金属可以由好几种不同的方法制得，但其中有两种方法在制备微克量到克量金属时被认为是最成功的。一种是氧化物被镧或钍金属还原，再利用所制金属的挥发性使其挥发并冷凝下来制得；另一种是三氟化物或四氟化物被锂金属还原，利用过量还原剂锂及另一产物氟化锂的挥发性除去锂和氟化锂而制得。它们各有优缺点，具体选择哪种方法主要取决于所制备金属的挥发性和量的多少。如要制备20mg以下的锔金属最好用氟化物还原（三氟化物或四氟化物）的方法；若要制备较大量的锔金属则可选用氧化物还原方法。

制法1：用金属Th还原锔的氧化物

采用与制备金属镅相似的方法进行。将金属钍切片与氧化锔粉末混合，填到直径为25mm的钽坩埚底部，在混合物上方放置一简单的钽隔板，再用盖子将坩埚盖住。在坩埚上部通过一个结合紧密的水冷却套环可使坩埚冷却，并悬吊在置于感应线圈里的石英真空密封管中（如图所示）。先在氩气氛下，温度达到1100℃时进行还原反应，然后通过加热底部至约2000℃高温下（锔的蒸气压较低，在此温度时锔蒸气压与镅在1350℃时的大致一样）使产品在真空下蒸馏。最后，将锔收集在还原坩埚上方的石英收集器圆顶上。为了防止冷凝，要加热整个坩埚。

制法2：用钡金属蒸气还原锔的氟化物

为了得到好的无水、不含氧化物的氟化物原材料，可以用氟来处理干燥的三氟化物。因钨不被锔所溶解，故将氟化物悬挂于钨线圈内（如图所示）。取过量约300%的经过重蒸馏的钡金属置于钽坩埚底部，加热蒸发。系统抽真空后，慢慢升高坩埚温度，大约200～500μg的CmF₃在1315～1375℃下与钡蒸气反应约2分钟，然后在1235℃继续加热3分钟以挥发掉过量的钡和生成的BaF₂熔渣。卸下盖子和钨线圈后，在钨线圈上可取下金属片状的锔金属晶体。

合成制备方法

原则上，钚以后的超铀元素金属可以由好几种不同的方法制得，但其中两种方法在制备微克量到克量的金属时被认为是最成功的。一种是氧化物被镧或钍金属还原，再利用所制金属的挥发性使其挥发并冷凝；另一种是三氟化物或四氟化物被锂金属还原，利用过量的还原剂锂及其产物氟化锂的挥发性除去锂和氟化锂。选择哪种方法取决于所制备金属的挥发性和量。

制法1：用钍金属还原锔的氧化物

采用与镅金属类似的方法进行。将金属钍切片与氧化锔粉末混合，填入直径为25mm的钽坩埚底部，在混合物上方放置一个简单的钽隔板，并用盖子封住坩埚。在坩埚顶部通过紧密连接的水冷却套环使坩埚冷却，并悬挂在置于感应线圈内的石英真空密封管中（如图所示）。先在氩气氛下，温度升至1100℃进行还原反应，然后加热底部至约2000℃高温（此时锔的蒸汽压与镅在1350℃时大致相同）使产品在真空中蒸馏。最后，将锔收集于还原坩埚上方的石英收集器圆顶上。为防止冷凝，需对整个坩埚进行加热。

制法2：用钡金属蒸气还原锔的氟化物

为了获得无水、不含氧化物的氟化物原料，需要使用氟处理干燥的三氟化物（如图所示）。由于钨不与锔发生反应，故将氟化物悬挂在钨线圈内。取过量约300%的重蒸馏钡金属置于钽坩埚底部并加热蒸发。系统抽真空后，逐渐升高坩埚温度，在1315～1375℃下大约200～500μg的CmF₃与钡蒸汽反应约2分钟，然后在1235℃继续加热3分钟以挥发掉多余的钡和生成的BaF₂熔渣。卸下盖子和钨线圈后，在钨线圈上可取下金属片状的锔金属晶体。

用途简介

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反应信息

• 作为反应物：
  描述：

  锔 在 水 作用下， 以 水 为溶剂， 生成
  参考文献：
  名称：

  Hydrolysis of actinides and lanthanides: hydrolysis of some trivalent actinide and lanthanide ions studied by extraction with thenoyltrifluoroacetone

  摘要：

  DOI：

  10.1016/s0277-5387(00)80506-9
• 作为产物：
  描述：

  curium trifluoride 在 barium 作用下， 以 neat (no solvent) 为溶剂， 生成 锔
  参考文献：
  名称：

  cur金属的溶液热和Cm +3 （aq）和CmCl 3（c）的形成热

  摘要：

  测量了metal金属在1M HCl中在298·4±0·2°K时的溶液热，发现为-140·2±1 kcal / mole。CmCl 3（c）和Cm +3 （aq）的形成热的计算值分别为-226·4±1·2和-140·9±1·3 kcal / mol。

  DOI：

  10.1016/0022-1902(67)80471-8

文献信息

• Complexation of curium(III) by adenosine 5′-triphosphate (ATP): A time-resolved laser-induced fluorescence spectroscopy (TRLFS) study
  作者：Henry Moll、Gerhard Geipel、Gert Bernhard

  DOI：10.1016/j.ica.2004.12.055

  日期：2005.4

  Abstract The complex formation of curium(III) with adenosine 5′-triphosphate (ATP) was determined by time-resolved laser-induced fluorescence spectroscopy (TRLFS). The interaction between soluble species of curium(III) with ATP was studied at trace Cm(III) concentrations (3 × 10 −7 M). The concentrations of ATP were varied between 6.0 × 10 −7 and 1.5 × 10 −4 M in the pH range of 1.5–7.0 using 0.154 M

  摘要采用时间分辨激光诱导荧光光谱法（TRLFS）测定了III（Ⅲ）与5'-三磷酸腺苷（ATP）的配合物形成。在痕量Cm（III）浓度（3×10 -7 M）下研究了soluble（III）可溶性物种与ATP之间的相互作用。使用0.154 M NaCl作为背景电解质，在1.5-7.0的pH范围内，ATP的浓度在6.0×10 -7和1.5×10 -4 M之间变化。可以从荧光发射光谱中鉴定出三种Cm–ATP物种M p H q L r：（i）CmH 2 ATP +的最大峰在598.6 nm，（ii）CmHATP的最大峰在600.3 nm，和（iii）CmATP-的最大峰值为601.0 nm。由TRLFS测量计算出这些络合物的形成常数为logβ121 ＝ 16.86±0.09，logβ111 ＝ 13.23±0.10，logβ101 ＝ 8.19±0.16。水合的Cm–ATP物种的荧光寿命在88到96
• Advancing Chelation Chemistry for Actinium and Other +3 f-Elements, Am, Cm, and La
  作者：Benjamin W. Stein、Amanda Morgenstern、Enrique R. Batista、Eva R. Birnbaum、Sharon E. Bone、Samantha K. Cary、Maryline G. Ferrier、Kevin D. John、Juan Lezama Pacheco、Stosh A. Kozimor、Veronika Mocko、Brian L. Scott、Ping Yang

  DOI：10.1021/jacs.9b10354

  日期：2019.12.11

  spectroscopically, success has only been reported for simple inorganic ligands. Toward advancing understanding in Ac chelation chemistry, we have developed a method for characterizing Ac complexes that contain highly complex chelating agents using small quantities (μg) of 227Ac. We successfully characterized the chelation of Ac3+ by DOTP8- using EXAFS, NMR, and DFT techniques. To develop confidence and credibility

  在靶向 α 疗法（一种具有治疗疾病潜力的新兴技术）中实施 225Ac 面临的主要化学挑战是确定一种与体内应用兼容的 225Ac 螯合剂。目前尚不清楚如何为 Ac 结合定制螯合剂，因为 Ac 配位化学定义不明确。大多数 Ac 化学是从在微观尺度上进行的放射化学实验推断出来的。在少数已通过光谱表征的 Ac 化合物中，仅报道了简单无机配体的成功。为了加深对 Ac 螯合化学的理解，我们开发了一种使用少量 (μg) 227Ac 来表征包含高度复杂螯合剂的 Ac 复合物的方法。我们使用 EXAFS、NMR、和 DFT 技术。为了提高 Ac 结果的可信度和可信度，我们与可在 mg 级别处理的 +3 阳离子（Am、Cm 和 La）进行了比较。我们发现所有 M3+ 阳离子（M = Ac、Am、Cm、La）都完全封装在 DOTP8-大环的结合口袋中。计算结果突出了 M(DOTP)5-复合物的稳定性。
• Crystal structure and melting point of curium metal
  作者：B.B. Cunningham、J.C. Wallmann

  DOI：10.1016/0022-1902(64)80069-5

  日期：1964.2

  Curium metal has been found to crystallize in a double hexagonal close packed structure, similar to that of alpha lanthanum. The lattice parameters are: The melting point of the metal was observed to be 1340 ± 40°C.

  已发现金属以双六方密堆积结构结晶，类似于α镧。晶格参数为：观察到金属的熔点为1340±40°C。
• Comparison of Covalency in the Complexes of Trivalent Actinide and Lanthanide Cations
  作者：Mark P. Jensen、Andrew H. Bond

  DOI：10.1021/ja0178620

  日期：2002.8.1

  The complexes of trivalent actinide (Am(III) and Cm(III)) and lanthanide (Nd(III) and Sm(III)) cations with bis(2,4,4-trimethylpentyl)phosphinic acid, bis(2,4,4-trimethylpentyl)monothiophosphinic acid, and bis(2,4,4-trimethylpentyl)dithiophosphinic acid in n-dodecane have been studied by visible absorption spectroscopy and X-ray absorption fine structure (XAFS) measurements in order to understand the

  三价锕系元素 (Am(III) 和 Cm(III)) 和镧系元素 (Nd(III) 和 Sm(III)) 阳离子与双 (2,4,4-三甲基戊基) 次膦酸、双 (2,4,已通过可见吸收光谱和 X 射线吸收精细结构 (XAFS) 测量研究了正十二烷中的 4-三甲基戊基）单硫代次膦酸和双（2,4,4-三甲基戊基）二硫代次膦酸，以了解负责的化学相互作用由于二硫代次膦酸盐配体在液-液萃取中对三价锕系阳离子具有很高的选择性。在研究的条件下，每种类型的配体与三价 f 元素阳离子显示出不同的配位模式。次膦酸盐配体配位为氢键二聚体，形成 M(HL2)3。单硫代次膦酸盐配体的氧和硫供体都可以结合阳离子，提供双齿和单齿配体。二硫代次膦酸盐配体形成中性双齿复合物 ML3，在内部配位球中没有可辨别的硝酸盐或水分子。Cm(III)、Nd(III) 和 Sm(III) XAFS 的比较表明，尽管双 ( 2,4,4-三甲
• 6-(3,5-Dimethyl-1<i>H</i>-pyrazol-1-yl)-2,2′-bipyridine as Ligand for Actinide(III)/Lanthanide(III) Separation
  作者：Denise Girnt、Peter W. Roesky、Andreas Geist、Christian M. Ruff、Petra J. Panak、Melissa A. Denecke

  DOI：10.1021/ic101309j

  日期：2010.10.18

  (BTP) for actinide(III)/lanthanide(III) separations, a related model system was synthesized and studied. The N donor complexing ligand 6-(3,5-dimethyl-1H-pyrazol-1-yl)-2,2′-bipyridine (dmpbipy) was synthesized having a fused N heterocycle ring structure modified from the BTP partitioning ligand, and its extraction performance and selectivity for trivalent actinide cations over lanthanides was evaluated

  为了更好地理解所建立的体系2,6-二三叠氮基吡啶（BTP）对act系元素（III）/镧系元素（III）分离的选择性，对相关模型系统进行了合成和研究。合成具有N稠合的N供体配位体6-（3,5-二甲基-1 H-吡唑-1-基）-2,2'-联吡啶（dmpbipy）评估了由BTP分配配体修饰的杂环结构及其在镧系元素上对三价act系阳离子的萃取性能和选择性。X射线衍射（XRD），扩展X射线吸收精细结构（EXAFS）和时间分辨激光荧光光谱（TRLFS）结果表明，与BTP系统的1：3配合物不同，形成了1：1配合物。确定与dmpbipy形成cur络合物的平衡常数为log K = 2.80，与硝酸盐相似。在正辛醇-1-醇中形成的1：1 Cm-dmpbipy的吉布斯自由能ΔG（20°C）为-15.5 kJ / mol。1-辛醇中的dmpbipy配体不会从HNO 3中提取Am（III）Eu（III）但是发现在pH>