Оксид америция(IV)

Оксид америция​(IV)​
__ Am4+     __ O2−
Общие
Систематическое наименование	Оксид америция​(IV)​
Традиционные названия	Окись 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
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.

Получение

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

$\mathsf{4}\mathsf{A}\mathsf{m}\mathsf{(}\mathsf{O}\mathsf{H}{\mathsf{)}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\stackrel{600-800^{o}C}{\to }\mathsf{4}\mathsf{A}\mathsf{m}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{6}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\mathsf{\uparrow }$

$\mathsf{A}{\mathsf{m}}_{\mathsf{2}}\mathsf{(}{\mathsf{C}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{2}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\stackrel{600-800^{o}C}{\to }\mathsf{2}\mathsf{A}\mathsf{m}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{6}\mathsf{C}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{\uparrow }$

• Сжигание металлического америция на воздухе:

$\mathsf{4}\mathsf{A}\mathsf{m}\mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\stackrel{t}{\to }\mathsf{2}\mathsf{A}{\mathsf{m}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}$

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. Под действием радиоактивного излучения, однако, происходит увеличение параметра ячейки кристаллической решётки, а приведенная величина есть результат экстраполяции к нулевому моменту времени. Пространственная группа $Fm\overline{3}m$, изоструктурен фториду кальция.

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.

Химические свойства

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

$\mathsf{2}\mathsf{A}\mathsf{m}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\stackrel{600^{o}C}{\to }\mathsf{A}{\mathsf{m}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\mathsf{\uparrow }$

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

$\mathsf{4}\mathsf{A}\mathsf{m}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\stackrel{>1000^{o}C}{\to }\mathsf{2}\mathsf{A}{\mathsf{m}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{\uparrow }$

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

$\mathsf{1}\mathsf{8}\mathsf{A}\mathsf{m}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{1}\mathsf{0}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}\mathsf{+}\mathsf{1}\mathsf{0}\mathsf{C}{\mathsf{S}}_{\mathsf{2}}\stackrel{1400-1500^{o}C}{\to }\mathsf{9}\mathsf{A}{\mathsf{m}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{S}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{\uparrow }\mathsf{+}\mathsf{1}\mathsf{0}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\mathsf{\uparrow }\mathsf{+}\mathsf{1}\mathsf{0}\mathsf{C}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{\uparrow }$

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

$\mathsf{4}\mathsf{A}\mathsf{m}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{1}\mathsf{2}\mathsf{H}\mathsf{F}\stackrel{150^{o}C}{\to }\mathsf{4}\mathsf{A}\mathsf{m}{\mathsf{F}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{6}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\mathsf{\uparrow }\mathsf{+}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{\uparrow }$

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

$\mathsf{2}\mathsf{A}\mathsf{m}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{8}\mathsf{H}\mathsf{C}\mathsf{l}\stackrel{250-300^{o}C}{\to }\mathsf{2}\mathsf{A}\mathsf{m}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{4}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\mathsf{\uparrow }\mathsf{+}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}\mathsf{\uparrow }$

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

• Восстанавливается лантаном (1500 °C) и торием (1550 °C) до металлического америция:

$\mathsf{3}\mathsf{A}\mathsf{m}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{4}\mathsf{L}\mathsf{a}\stackrel{1500^{o}C}{\to }\mathsf{3}\mathsf{A}\mathsf{m}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{L}{\mathsf{a}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}$

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

$\mathsf{A}\mathsf{m}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{2}{\mathsf{F}}_{\mathsf{2}}\stackrel{400-500^{o}C}{\to }\mathsf{A}\mathsf{m}{\mathsf{F}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{\uparrow }$

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.