septiembre 27, 2022
curio

Curio, ¿qué es y par qué sirve?

Distintos elementos que nos encontramos en la Tabla Periódica han sido producidos de manera artificial (sintéticamente o por la mano del hombre). Uno de ellos es el Curio (símbolo químico Cm, número atómico 96), el cual provino del bombardeo de plutonio 239 (239Pu) con partículas alfa.

Dicho experimento efectivo fue realizado en 1940 por los estadounidenses Gleen Seaborg, Ralph James y Albert Ghiorso, especialistas en química aplicada. Le bautizaron así en homenaje a la premio nobel en química y física Marie Curie y su esposo Pierre, pioneros en las investigaciones sobre la radiactividad.

Siete años después, los químicos de la Universidad de California, Werner y Perlman, llegaron a aislar unos 30 microgramos del hidróxido del isótopo 242Cm.

Sobre su existencia

Del curio natural no hay pruebas que demuestren que exista o haya existido, todo son teorías y especulaciones en base al tiempo de existencia del curio, ya que un isotopo estable común tiene una vida aproximada de 16.000.000 de años. Y si este elemento hubiese existido en la prehistoria, ya se hubiere extinguido.

Otra de las hipótesis no comprobadas porque no existen maneras de determinarlo, es la de la probabilidad de que existan pequeñas cantidades de este elemento en los depósitos naturales de minerales de uranio, siendo éstas el resultado de sucesivas capturas de neutrones y desintegraciones beta, mantenidas por el bajo flujo de neutrones naturales presente en dichos minerales.

Propiedades del curio

1ª Energía de Ionización 581 kJ/mol

Calor de Fusión      15,0 kJ/mol

Cm+4 = 0,88 Å

Configuración Electrónica 1s 22s 2p 63s 2p 6d 104s 2p 6d 10f 145s 2p 6d 10f 76s 2p 6d 17s 2s

Densidad 13300 kg/m³

Electronegatividad (Pauling)  1,3

Estados de Oxidación +3 , +4

Masa Atómica          247 uma

Polarizabilidad         23 ų

Potencial Normal de Reducción  – 2,06 V Cm3+ | Cm solución ácida

Punto de Fusión 1613 K

Radio Atómico         1,74 Å

Radio Iónico Cm+3 = 0,98 Å

Volumen Atómico 18,28 cm³/mol

curio

Características generales

El curio es capaz de reaccionar con el oxígeno, el vapor de agua y los ácidos. Es un elemento mucho más electropositivo que el aluminio.

Se presenta como un metal radiactivo, de color gris plateado y que se obtiene artificialmente, sus propiedades le hacen similar al uranio, el americio y el plutonio.

Posee parecido al gadolinio en algunos aspectos, aunque posee una estructura cristalina mucho más compleja.

Del curio se han logrado obtener los isótopos de números másicos que van entre el 238 y 250, siendo todos ellos emisores de partículas alfa.

Los compuestos trivalentes de curio son en su mayoría de color amarillo muy pálido (debilidad).

De los numerosos estudios realizados a este elemento para concretar su aplicabilidad y establecer sus riesgos y manera de manipularle, uno de los más destacados es el de Cunningham, Wallmann y Crane, quienes en 1950 descubrieron que la susceptibilidad magnética de muestras de CmF3 mantenía semejanza a la del GdF3, haciendo posible asignar la configuración electrónica al ión Cm+3.

Los mismos científicos, en 1951, lograron preparar por vez primera el curio en su forma elemental.

Son conocidos al día de hoy, catorce isótopos del curio.

En cuanto al curio metálico, este puede producirse por reducción del trifluoruro de curio mezclado con vapor de bario. Este metal tiene un lustre plateado, el cual pierde al contacto con el aire. Posee una densidad relativa de 13.5.

El punto de fusión es de aproximadamente 1340 a  40ºC. Este metal se disuelve con facilidad en ácidos minerales comunes, con formación de ion tripositivo.

En los procesos artificiales subsiguientes a su investigación y aplicación se han preparado varios compuestos sólidos del curio, siendo determinadas sus estructuras por difracción de rayos X.

Éstos incluyen CmF4, CmF3, CmCl3, CmBr3, CmI3, Cm2O3, CmO2. En los lantánidos podemos encontrar elementos análogos iso – estructurales de los compuestos de curio.

Cómo es su preparación

Para obtener a los isótopos 242Cm y 244Cm en cantidades del orden de gramos, se ha de bombardear al plutonio 239 con partículas alfa aceleradas; ha de destacarse que al curio 248Cm sólo se le ha podido producir en muy pequeñas cantidades que oscilan en el orden de algunos miligramos.

Es por igual posible de lograr a partir del CmF3 por reducción con bario.

Usos del curio

Se le usa en principio para conseguir otros actínidos, familia a la cual pertenece. Con los isótopos 244Cm, que son poco permeables a la radiación alfa, se les utiliza en la industria aeroespacial para el blindaje de satélites y sondas espaciales no tripuladas, incluyendo al vehículo de exploración lunar y al vehículo de exploración en suelo de Marte.

Con el curio 242 se ha bombardeado de partículas alfa al suelo de La Luna, ya que la medida de la emisión alfa posterior del suelo brinda información a manera de datos geológicos y bioquímicos sobre el tipo y cantidad de muchos elementos químicos presentes, junto a la constitución y posibilidades con el suelo.

El curio 242 posee un poder energético tal que es factible su utilización como combustible para plantas con reactores nucleares. Incluso es mayor a otro combustible, el plutonio 238.

Al isótopo 244Cm se le aprovecha su uso potencial como fuente compacta de fuerza termoeléctrica, pudiendo utilizarse el calor generado por su decaimiento nuclear para generar fuerza eléctrica.

Efectos del curio sobre el ambiente y la salud

Con las pruebas de armas atómicas que proliferaron en el planeta hasta 1980 en todo el planeta, se diseminó la mayor parte del curio que existe en el ambiente. A esto se le suman las fugas accidentales en fábricas de armas y otros manejos irresponsables.

De allí que el óxido de curio sea tan común en el ambiente. Y junto a la insolubilidad natural del curio que se aferra a las partículas del suelo, haciéndole un contaminante constante y silente.

De ambas combinaciones (aire y tierra), proviene la contaminación a los seres humanos, sea a través del agua, los alimentos que se cosechan, la piel de los animales comestibles y por inhalación. Siempre la absorción gastrointestinal será la forma de cómo depositar y posiblemente mantener el curio en el cuerpo, aunque este sale en su mayoría a través de la orina y heces.

Un 0,05% de la cantidad puede llegar a entrar al torrente sanguíneo y luego depositarse en el hígado y los huesos, donde se deposita principalmente en las superficies internas del hueso mineral y sólo se llega a redistribuir lentamente a través del volumen del hueso.

Según las condiciones de salud (antecedentes) de la persona, puede el curio destruir el mecanismo de formación de la pared celular y derivar en cáncer u otras malformaciones óseo – musculares.

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