Curium(III)-fluorid

Curium(III)-fluorid ist eine chemische Verbindung aus den Elementen Curium und Fluor. Es besitzt die Formel CmF₃ und gehört zur Stoffklasse der Fluoride. Da alle Isotope des Curiums nur künstlich hergestellt sind, besitzt es keine natürlichen Vorkommen.

Kristallstruktur
_ Cm3+ 0 _ F−
Kristallsystem	hexagonal[1]
Raumgruppe	P63/mmc (Nr. 194)Vorlage:Raumgruppe/194
Gitterparameter	a = 699,9 pm c = 717,9 pm
Koordinationszahlen	Cm[9], F[3]
Allgemeines
Name	Curium(III)-fluorid
Andere Namen	Curiumtrifluorid
Verhältnisformel	CmF3
Kurzbeschreibung	farbloser Feststoff[2]
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 13708-79-7 Wikidata Q1144604
Eigenschaften
Molare Masse	je nach Isotop: 295–309 g·mol−1
Aggregatzustand	fest
Schmelzpunkt	1406 °C[2]
Löslichkeit	nahezu unlöslich in Wasser (10 mg·l−1)[3]
Gefahren- und Sicherheitshinweise
Radioaktiv
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung keine Einstufung verfügbar[4]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa).

Darstellung

Curium(III)-fluorid kann durch die Umsetzung einer wässrigen Curiumlösung mit Fluoridsalzen im schwach Sauren hergestellt werden.

${\displaystyle {\ce {Cm^3+ (aq) + 3 F^- (aq) -> CmF3 (s) v}}}$

Eine zweite Möglichkeit ist durch die Umsetzung von Curium(III)-hydroxid mit Flusssäure gegeben. Auf diese Arten hergestelltes Curium(III)-fluorid enthält immer einige Moleküle Kristallwasser. Das wasserfreie Salz kann durch Trocknung mit heißem gasförmigem Fluorwasserstoff oder durch Trocknung im Exsikkator über Phosphor(V)-oxid erhalten werden.^[2]

Eigenschaften

Curium(III)-fluorid ist ein farbloser Feststoff, der bei 1406 °C schmilzt. Die molare Masse ist abhängig vom verwendeten Isotop, beziehungsweise der Isotopenzusammensetzung. Es kristallisiert in der Lanthanfluoridstruktur mit den Gitterparametern a = 699,9 pm und c = 717,9 pm.^[5] Hierbei ist jeder Curiumkern von neun Fluorkernen in einer verzerrten dreifach-überkappten trigonal-prismatischen Struktur umgeben.^[6] Die Standardbildungsenthalpie Δ_fH⁰ wird auf 1660 kJ/mol abgeschätzt, die Bildungsentropie Δ_fS⁰ auf 121 J·mol⁻¹K⁻¹ (298 K).^[7][3]

Verwendung

Metallisches Curium kann durch Reduktion aus Curium(III)-fluorid erhalten werden. Dieses wird hierzu in wasser- und sauerstofffreier Umgebung in Reaktionsapparaturen aus Tantal und Wolfram mit elementarem Barium zur Reaktion gebracht.^[8]

${\displaystyle {\ce {2 CmF3 + 3 Ba -> 2 Cm + 3 BaF2}}}$

Sicherheitshinweise

Einstufungen nach der CLP-Verordnung liegen nicht vor, weil diese nur die chemische Gefährlichkeit umfassen und eine völlig untergeordnete Rolle gegenüber den auf der Radioaktivität beruhenden Gefahren spielen. Auch Letzteres gilt nur, wenn es sich um eine dafür relevante Stoffmenge handelt.

Literatur

• Gregg J. Lumetta, Major C. Thompson, Robert A. Penneman, P. Gary Eller: Curium, in: Lester R. Morss, Norman M. Edelstein, Jean Fuger (Hrsg.): The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements, Springer, Dordrecht 2006; ISBN 1-4020-3555-1, S. 1397–1443 (doi:10.1007/1-4020-3598-5_9).

Einzelnachweise

1. L. B. Asprey, T. K. Keenan, F. H. Kruse: Crystal Structures of the Trifluorides, Trichlorides, Tribromides, and Triiodides of Americium and Curium, in: Inorg. Chem., 1965, 4 (7), S. 985–986 (doi:10.1021/ic50029a013).
2. Gregg J. Lumetta, Major C. Thompson, Robert A. Penneman, P. Gary Eller: Curium (Memento vom 17. Juli 2010 im Internet Archive), in: Lester R. Morss, Norman M. Edelstein, Jean Fuger (Hrsg.): The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements, Springer, Dordrecht 2006; ISBN 1-4020-3555-1, S. 1397–1443 (doi:10.1007/1-4020-3598-5_9).
3. B. B. Cunningham: "Compounds of the Actinides", Preparative and Inorganic Reactions, Vol. 3, New York 1966, S. 79–121.
4. Die von der Radioaktivität ausgehenden Gefahren gehören nicht zu den einzustufenden Eigenschaften nach der GHS-Kennzeichnung. In Bezug auf weitere Gefahren wurde dieser Stoff entweder noch nicht eingestuft oder eine verlässliche und zitierfähige Quelle hierzu wurde noch nicht gefunden.
5. Gmelins Handbuch der anorganischen Chemie, System Nr. 71, Transurane, Teil C, S. 102.
6. R. A. Penneman, R. R. Ryan, A. Rosenzweig: Structural systematics in actinide fluoride complexes, in: Structure & Bonding, 1973, 13, S. 1–52. doi:10.1007/3-540-06125-8_1.
7. J. L. Burnett: Melting points of CmF₃ and AmF₃, in: J. Inorg. Nucl. Chem., 1966, 28 (10), S. 2454–2456 (doi:10.1016/0022-1902(66)80158-6).
8. J. C. Wallmann, W. W. T. Crane, B. B. Cunningham: The Preparation and Some Properties of Curium Metal, in: J. Am. Chem. Soc., 1951, 73 (1), S. 493–494 (doi:10.1021/ja01145a537).