கியூரியம்

கியூரியம் (Curium) என்பது Cm என்ற மூலக்கூற்று வாய்ப்பாட்டுடன், அணு எடை 96 எனக் கொண்டுள்ள யுரேனியப் பின் தனிமங்கள் வரிசையில் உள்ள ஒரு கதிரியக்கத் தனிமமாகும். ரேடியம் என்னும் கதிர்வீச்சுத் தனிமத்தைக் கண்டுபிடித்துப் புகழ் பெற்ற அறிவியலாளரான மேரி கியூரியின் நினைவாகக் ஆக்டினைடு வரிசைச் சேர்மமான இதற்கு கியூரியம் என்று பெயரிடப்பட்டது. மேரி மற்றும் பியரி கியூரி இருவரும் கதிரியக்க ஆய்வில் புகழ்பெற்ற அறிஞர்களாக விளங்கினர். முதன் முதலில் 1944 ஆம் ஆண்டில் கிளென் தியோடர் சீபோர்க் குழுவினர் பெர்க்லியில் உள்ள கலிபோர்னியா பல்கலைக் கழகத்தில் திட்டமிட்டு கியூரியத்தை உருவாக்கினர். இந்தக் கண்டுபிடிப்பு இரகசியமாக வைக்கப்பட்டு பின்னர் 1945 நவம்பரில் பொதுமக்களுக்கு அறிவிக்கப்பட்டது. அணுக்கரு உலைகளில் யுரேனியம் அல்லது புளூட்டோனியத்தை நியூட்ரான்களைக் கொண்டு பிளந்துதான் பெருவாரியான கியூரியம் தயாரிக்கப்படுகிறது. செலவிடப்பட்ட ஒரு டன் அணுக்கரு எரிபொருளில் 20 கிராம் கியூரியம் காணப்படுவதாக அறியப்படுகிறது.

கடினமான , அடர்த்தி மிகுந்த வெள்ளி போன்ற உலோகமான கியூரியம், ஆக்டினைடுடன் ஒப்பிடுகையில் அதிக உருகு நிலையும் கொதி நிலையும் கொண்டதாக இருக்கிறது. சுற்றுப்புறச் சூழலில் இது இணைக் காந்தமாக இருக்கிறது. குளிர்விக்கும் போது இது எதிர் அயக்காந்தப் பண்புகளைப் பெறுகிறது. கியூரியம் சேர்மங்களில் மற்ற வகை காந்த நிலைத் திரிபுகளும் அறியப்படுகின்றன. சேர்மங்களில் கியூரியத்தின் இணைதிறன் பொதுவாக +3 ஆகவும் சில சமயங்களில் +4 ஆகவும் உள்ளது. கரைசல்களில் +3 இணைதிறனே தலைமைப் பண்பாக உள்ளது. கியூரியம் எளிதாக ஆக்சிசனேற்றம் அடைகிறது. கியூரியச் சேர்மங்களில் கியூரிய ஆக்சைடுகளே ஆதிக்கம் செலுத்துகின்றன. பல கரிமச் சேர்மங்களுடன் இணைந்து வலிமையான உடனொளிர் அணைவுச் சேர்மங்களாக கியூரியம் உருவாகிறது. ஆனால் பாக்டீரியா மற்றும் ஆர்க்கியாக்களுடன் இணைந்திருப்பதற்கான எந்தவிதமான தடயங்களும் அறியப்படவில்லை. மனித உடலுக்குள் கியூரியம் உட்புக நேர்ந்தால், அது சிறுகச் சிறுக எலும்புகள், நுரையீரல்கள், கல்லீரல் ஆகியவற்றில் புற்று நோயை உண்டாக்குகிறது.

கியூரியத்தின் அனைத்து அறியப்பட்ட ஓரிடத்தான்களும் கதிரியக்கத் தன்மை கொண்டவைகளாக உள்ளன.மற்றும் நீடித்த அணு சங்கிலி எதிர்வினைக்கான ஒரு சிறிய மாறுநிலை நிறையைக் கொண்டுள்ளன. அவை முக்கியமாக ஆல்ஃபா துகள்களை வெளிப்படுத்துகின்றன. இச்செயல் முறையின் போது வெளிவிடப்படும் வெப்பத்தால் கதிரியக்க ஓரிடத்தான் அனல் மின்னியற்றிகளில் மின்சாரத்தை உற்பத்தி செய்ய முடியும். அதிக விலை மதிப்பு , கதிரியக்கப் பண்பு, மற்றும் அரிய உலோகம் போன்ற காரணங்களால் இப்பயன்பாடு தடுக்கப்படுகிறது.கன ஆக்டினைடுகள் தயாரிப்பில் கியூரியம் பயன்படுத்தப்படுகிறது. செயற்கை இதயத்துடிப்புகளில் உள்ள ஆற்றல் மூலங்கள் தயாரிக்க உதவும் ²³⁸Pu இரேடியோ நியூக்கிளைடு தயாரிப்பிலும் கியூரியம் பயனாகிறது. ஆல்ஃபாத்துகள் எக்சுகதிர் அலைமாலை அளவிகளில் ஆல்ஃபா மூலமாக கியூரியம் விண்கலன்களில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

வரலாறு

கிளென் தியோடர் சீபோர்க்கு

The வார்ப்புரு:Convert சுழற்சியலைவி, பெர்க்கிலி , கலிபோர்னியா ஆகத்து1939.

முன்னதாக மேற்கொள்ளப்பட்ட அணுக்கதிர் சோதனைகளில் கியூரியம் அறியப்பட்டாலும் முதன்முதலில் திட்டமிட்டு தொகுப்பு முறையில் தயாரித்து தனிமைப்படுத்தப்பட்டது 1944 ஆம் ஆண்டில்தானாகும். பெர்க்கிலியில் உள்ள கலிபோர்னியா பல்கலைக் கழகத்தில் கிளென் தியோடர் சீபோர்க் குழுவினர் 60 அங்குலம் சுழற்சியலைவியைக் கொண்டு இந்தச் சோதனையில் வெற்றி கண்டனர்.

சிக்காக்கோ பல்கலைக்கழகத்தில் உள்ள உலோகவியல் ஆய்வகத்தில் வேதியியல் முறைப்படி கியூரியம் உணரப்பட்டது. யுரேனியப் பின் தனிமங்கள் வரிசையில் இது நான்காவதாகக் காணப்பட்டாலும் மூன்றாவது தனிமமாகவே கண்டறியப்பட்டது. அப்பொழுது இதைவிட இலேசான தனிமமான அமெரிசியம் கண்டு பிடிக்கப்பட்டிருக்கவில்லை

முதலில், பிளாட்டின மென்தகட்டின் மீது 0.5 செ.மி² பரப்பளவிற்கு புளூட்டோனியம் நைட்ரேட்டு கரைசல் பூசப்படுகிறது. பின்னர் இந்த கரைசல் ஆவியாக்கப்பட்டு எஞ்சியிருப்பதைப் பதப்படுத்தி புளூட்டோனியம்(IV) ஆக்சைடாக (PuO2) மாற்றப்பட்டது. ஆக்சைடு மீதான சுழற்சியலைவியின் கதிரியக்கப் பாய்ச்சலுக்குப் பிறகு பூசப்பட்ட மேற்பூச்சு நைட்ரிக் அமிலத்தால் கரைக்கப்பட்டு பின்னர் அடர்த்தியான நீர்த்த அமோனியா கரைசல் கொண்டு ஐதராக்சைடாக வீழ்படிவாக்கப்படுகிறது. இவ்வீழ்படிவை பெர்குளோரிக் அமிலத்தில் கரைத்து அயனிப் பரிமாற்றப் பிரித்தல் மூலம் ஒருவகையான கியூரியத்தின் ஓரிடத்தான் உற்பத்தி செய்யப்பட்டது. கியூரியத்தையும் அமெரிசியத்தையும் பிரிப்பது பெரும்பாடாக இருந்ததால் பெர்க்கிலி குழுவினர் இவற்றை பான்டெமோனியம் மற்றும் டெலிரியம் என்று அழைத்தனர்

²³⁹Pu தனிமத்தை ஆல்ஃபா துகள்கள் கொண்டு பிளந்து ஒரு நியூட்ரானை வெளியேற்றி 1944 ஆம் ஆண்டு யூலை –ஆகத்து மாதத்தில் ஓரிடத்தான் கியூரியம் ²⁴² தயாரிக்கப்பட்டது.

${}^{\mathrm{2}\mathrm{3}\mathrm{9}}{}_{\mathrm{9}\mathrm{4}}\mathrm{P}\mathrm{u}\mathrm{+}{}_{\mathrm{2}}^{\mathrm{4}}\mathrm{H}\mathrm{e}\mathrm{⟶}{}_{\mathrm{9}\mathrm{6}}^{\mathrm{2}\mathrm{4}\mathrm{2}}\mathrm{C}\mathrm{m}\mathrm{+}{}_{\mathrm{0}}^{\mathrm{1}}\mathrm{n}$

சேர்மங்கள் மற்றும் வினைகள்

கியூரியம் ஆக்சிசனுடன் உடனடியாக வினைபுரிந்து Cm2O3 , CmO2 என்ற இரண்டு ஆக்சைடுகள் உருவாகின்றன. CmO2, கியூரியம்(IV) ஆக்சைடு என்று அழைக்கப்படுகிறது. இரண்டு ஆக்சைடுகளும் திடப்பொருள்களாகும். இரண்டுமே நீரில்கரையாதவை, ஆனால் கனிம அமிலங்களில் கரைகின்றன. கியூரியம்(III) ஆக்சைடு மட்டுமே பொதுவாக கியூரியம் ஆக்சைடு எனப்படுகிறது. ஈரிணைதிற ஆக்சைடான CmO சேர்மமும் அறியப்படுகிறது. கருப்பு நிறத்தில் காணப்படும் இந்த ஆக்சைடை கியூரியம் ஆக்சலேட்டு (Cm2(C2O4)3) அல்லது கியூரியம் நைட்ரேட்டு (Cm(NO3)3) அல்லது கியூரியம் ஐதராக்சைடை தூய்மையான ஆக்சிசனில் எரிப்பதன் மூலம் தயாரிக்கலாம். வெற்றிடத்தில் சுமார் 0.01 பாசுக்கல் அழுத்தத்தில் 600-650° செல்சியசு வெப்ப நிலைக்கு சூடுபடுத்தும் போது இது வெண்மை நிறமான Cm2O3 ஆக மாறுகிறது:

$4\mathrm{C}\mathrm{m}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2\stackrel{\mathrm{\Delta }\mathrm{T}}{\to }\text{2Cm2O3}+\text{O2}$.

CmO2 சேர்மத்தை மூலக்கூற்று ஐதரசனைக் கொண்டு ஒடுக்குவதன் மூலமாகவும் Cm2O3 சேர்மத்தை ஒரு மாற்று வழிமுறையிலும் தயாரிக்கலாம்:

$\text{2CmO2}+\text{H2}⟶\text{Cm2O3}+\text{H2O}$

மேலும் M(II)CmO3 போன்ற எண்னற்ற மும்மை ஆக்சைடுகளும் அறியப்படுகின்றன. இவ்வாய்ப்பாட்டிலுள்ள M பேரியம் போன்ற ஈரிணை திறன் கொண்ட உலோகத்தைக் குறிக்கிறது சுவடு அளவிலான கியூரியம் ஐதரைடை வெப்ப ஆக்சிசனேற்றம் செய்து ஆவி வடிவிலான CmO2 சேர்மமும் CmO3, மூவாக்சைடையும் உருவாக்கலாம். இவை இரண்டும் கியூரியம் அரிதாக +6 என்ற ஆக்சிசனேற்ற நிலையில் காணப்படும் கியூரியத்தின் சேர்மங்களாகும். புளுட்டோனியம் டெட்ராக்சைடு என்ற சேர்மமும் இவற்றைப் போன்றதொரு சேர்மமாகும். கியூரியம் +8 ஆக்சிசனேற்ற நிலையில் காணப்படும் மிக அரிய சேர்மத்துடன் புளுட்டோனியம் டெட்ராக்சைடு ஒப்பு நோக்கப்படுகிறது. இருப்பினும் புதியப்புதிய ஆய்வுகள் CmO4 என்ற சேர்மம் இருப்பதற்கான வாய்ப்புகள் இல்லை என தெரிவிக்கின்றன. அதனால் PuO4 சேர்மமும் இல்லை என நம்பப்படுகிறது.

ஆலைடுகள்

கியூரியம்(III) கொண்டுள்ள கரைசல்களில் புளோரைடை அறிமுகப்படுத்துவதன் மூலம் நிறமற்ற கியூரியம்(III) புளோரைடு CmF3 சேர்மத்தைத் தயாரிக்க முடியும். நான்கு இணைதிற கியூரியம்(IV) புளோரைடை கியூரியம்(III) புளோரைடுடம் மூலக்கூற்று நிலை புளோரினைச் சேர்த்து மட்டுமே தயாரிக்க முடியும்.

$\mathrm{2}\mathrm{C}\mathrm{m}{\mathrm{F}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}{\mathrm{F}}_{\mathrm{2}}\mathrm{⟶}\mathrm{2}\mathrm{C}\mathrm{m}{\mathrm{F}}_{\mathrm{4}}$

A₇Cm₆F₃₁ என்ற பொது வாய்ப்பாடு கொண்ட மும்மை புளோரைடுகள் வரிசையும் அறியப்படுகிறது. வாய்ப்பாட்டிலுள்ள A கார உலோகங்களைக் குறிக்கிறது . கியூரியம்(III) ஐதராக்சைடை (Cm(OH)3) நீரற்ற ஐதரசன் குளோரைடு வாயுவுடன் சேர்த்து வினைபுரியச் செய்வதன் மூலம் நிறமற்ற கியூரியம்(III) குளோரைடு (CmCl3) தயாரிக்கப்படுகிறது. இந்த ஆலைடை அமோனியா உப்புடன் சேர்த்து 400 முதல் 450° செல்சியசு வெப்பனிலைக்கு சூடுபடுத்தி கியூரியம்(III) புரோமைடு, கியூரியம்(III) அயோடைடு போன்ற பிற ஆலைடுகளாகவும் மாற்றிக் கொள்ள முடியும். கியூரியம்(III) புரோமைடு நிறமற்றும் இளம் பச்சை நிறத்திலும் காணப்படுகிறது. கியூரியம்(III) அயோடைடு நிறமற்றதாகும்.

$\mathrm{C}\mathrm{m}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{3}\mathrm{N}{\mathrm{H}}_{\mathrm{4}}\mathrm{I}\mathrm{⟶}\mathrm{C}\mathrm{m}{\mathrm{I}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{3}\mathrm{N}{\mathrm{H}}_{\mathrm{4}}\mathrm{C}\mathrm{l}$

கியூரியம் ஆக்சைடை 600° செல்சியசு வெப்ப நிலைக்கு தொடர்புடைய அமிலத்துடன் சேர்த்து சூடுபடுத்தியும் மாற்று வழிமுறையில் தயாரிக்கலாம். உதாரணத்திற்கு கியூரியம்(III) புரோமைடு தயாரிக்க ஐதரோபுரோமிக் அமிலம் பயன்படுத்திக் கொள்ளலாம் . கியூரியம்(III) குளோரைடு ஆவி நிலை நீராற்பகுப்புக்கு உட்படுத்தப்பட்டு கியூரியம் ஆக்சிகுளோரைடு தயாரிக்கப்படுகிறது:

$\mathrm{C}\mathrm{m}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{⟶}\mathrm{C}\mathrm{m}\mathrm{O}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}$

புற இணைப்புகள்

• Curium at The Periodic Table of Videos (University of Nottingham)
• NLM Hazardous Substances Databank – Curium, Radioactive