Оксид америция(IV)

Оксид америция​(IV)​
__ Am^4+     __ O^2−
Общие
Систематическое наименование	Оксид америция​(IV)​
Хим. формула	AmO2
Физические свойства
Состояние	чёрные кристаллы
Молярная масса	275,07 г/моль
Термические свойства
Температура
• разложения	> 1000 °C
Энтальпия
• образования	-932,2 ± 2,7 кДж/моль
Классификация
Рег. номер CAS	12005-67-3
PubChem	57461988
Рег. номер EINECS	234-471-0
SMILES	[O--].[O--].[Am+4]
InChI	InChI=1S/Am.2O XVMVQOFQTBSLLE-UHFFFAOYSA-N
Безопасность
Токсичность	Радиоактивно
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.

Оксид америция(IV) (диоксид америция, окись америция(IV)) — бинарное неорганическое соединение америция и кислорода. Представляет собой чёрные кристаллы. Первое полученное соединение америция^[1].

Получение

• Прокаливание на воздухе или в атмосфере кислорода нитрата, гидроксида, оксалата или карбоната америция при температуре 600—800 °C^[1]:

${\displaystyle {\mathsf {4Am(OH)_{3}+O_{2}\ {\xrightarrow {600-800^{o}C}}\ 4AmO_{2}+6H_{2}O\uparrow }}}$

${\displaystyle {\mathsf {Am_{2}(C_{2}O_{4})_{3}+2O_{2}\ {\xrightarrow {600-800^{o}C}}\ 2AmO_{2}+6CO_{2}\uparrow }}}$

• Сжигание металлического америция на воздухе^[2]:

${\displaystyle {\mathsf {4Am+3O_{2}\ {\xrightarrow {t}}\ 2Am_{2}O_{3}}}}$

Данный способ, однако, не находит практического применения из-за загрязнения продукта реакции другими оксидами америция, в том числе нестехиометрического состава.

Физические свойства

Оксид америция(IV) образует чёрные кристаллы гранецентрированной кубической сингонии. Параметр ячейки a = 0,5374 нм^[3]. Под действием радиоактивного излучения, однако, происходит увеличение параметра ячейки кристаллической решётки, а приведенная величина есть результат экстраполяции к нулевому моменту времени^[1]. Пространственная группа ${\displaystyle Fm{\bar {3}}m}$, изоструктурен фториду кальция^[3].

Состав данного оксида соответствует стехиометрическому AmO_2,00, и даже при температуре 1000 °C отношение кислорода к америцию в нём не меньше, чем 1,99^[1].

Химические свойства

• При температуре 600 °C в атмосфере водорода восстанавливается до оксида америция(III)^[1]:

${\displaystyle {\mathsf {2AmO_{2}+H_{2}\ {\xrightarrow {600^{o}C}}\ Am_{2}O_{3}+H_{2}O\uparrow }}}$

• При температуре выше 1000 °C разлагается, отщепляя кислород и переходя в оксид америция(III)^[4][5]:

${\displaystyle {\mathsf {4AmO_{2}\ {\xrightarrow {>1000^{o}C}}\ 2Am_{2}O_{3}+O_{2}\uparrow }}}$

• При температуре 1400—1500 °C реагирует со смесью сероводорода и сероуглерода с образованием сульфида америция(III)^[6]:

${\displaystyle {\mathsf {18AmO_{2}+10H_{2}S+10CS_{2}\ {\xrightarrow {1400-1500^{o}C}}\ 9Am_{2}S_{3}+3SO_{2}\uparrow +10H_{2}O\uparrow +10CO_{2}\uparrow }}}$

• Восстанавливается газообразным фтороводородом при температуре 150 °C до фторида америция(III)^[6]:

${\displaystyle {\mathsf {4AmO_{2}+12HF\ {\xrightarrow {150^{o}C}}\ 4AmF_{3}+6H_{2}O\uparrow +O_{2}\uparrow }}}$

• Восстанавливается тетрахлорметаном (800 °C) или хлороводородом (250—300 °C) до хлорида америция(III) при повышенной температуре^[6]:

${\displaystyle {\mathsf {2AmO_{2}+8HCl\ {\xrightarrow {250-300^{o}C}}\ 2AmCl_{3}+4H_{2}O\uparrow +Cl_{2}\uparrow }}}$

• При температуре 500 °C восстанавливается бромидом алюминия и иодидом алюминия до бромида америция(III) и иодида америция(III) соответственно^[6].

• Восстанавливается лантаном (1500 °C) и торием (1550 °C) до металлического америция^[6]:

${\displaystyle {\mathsf {3AmO_{2}+4La\ {\xrightarrow {1500^{o}C}}\ 3Am+2La_{2}O_{3}}}}$

• При фторировании элементарным фтором при температуре 400—500 °C образуется фторид америция(IV)^[6]:

${\displaystyle {\mathsf {AmO_{2}+2F_{2}\ {\xrightarrow {400-500^{o}C}}\ AmF_{4}+O_{2}\uparrow }}}$

Примечания

1. Вейгель и др., 1997, с. 429.
2. Лидин, 2000, с. 348.
3. Вейгель и др., 1997, с. 424.
4. Никольский и др., 1971, с. 22-23.
5. Угай, 1997, с. 513.
6. Кнунянц и др., 1988, с. 126.

Литература

• Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И.Л. и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1. — 625 с.
• Вейгель Ф., Кац Д., Сиборг Г. и др. Химия актиноидов. — М.: Мир, 1997. — Т. 2. — 654 с. — ISBN 5-03-001885-9.
• Химические свойства неорганических веществ / под ред. Р.А. Лидина. — 3-е изд., испр. — М.: Химия, 2000. — 480 с. — ISBN 5-7245-1163-0.
• Справочник химика / Редкол.: Никольский Б.П. и др.. — 3-е изд., испр. — Л.: Химия, 1971. — Т. 2. — 1168 с.
• Угай Я.А. Общая и неорганическая химия. — М.: Высшая школа, 1997. — 527 с.