アメリシウム化合物

アメリシウム化合物は、アメリシウム（Am）元素を含む化合物です。これらの化合物は+2、+3、+4の酸化数で生成しますが、+3が最も一般的です。+5、+6、+7の酸化数も報告されています。

酸化物

3種類のアメリシウム酸化物が知られており、それぞれ酸化状態は+2（AmO）、+3（Am 2 O 3）、+4（AmO 2）である。アメリシウム(II)酸化物は微量しか製造されておらず、詳細な特性評価は行われていない。[1]アメリシウム(III)酸化物は赤褐色の固体で、融点は2205℃である。[2]アメリシウム(IV)酸化物は固体アメリシウムの主要形態であり、ほぼすべての用途で使用されている。他のほとんどのアクチノイド二酸化物と同様に、立方晶系（蛍石型）の結晶構造を持つ黒色の固体である。[3]

室温で真空乾燥したアメリシウム(III)シュウ酸塩の化学式はAm 2 (C 2 O 4 ) 3 ·7H 2 Oである。真空加熱すると、240℃で水分を失い、 300℃でAmO 2に分解し始め、約470℃で分解が完了する。[4]初期のシュウ酸塩は硝酸に溶解し、最大溶解度は0.25 g/Lである。[5]

ハロゲン化物

アメリシウムのハロゲン化物は酸化状態+2、+3、+4で知られており[6]、特に溶液中では+3が最も安定している。[7]

酸化状態 F 塩素 Br 私
+4 フッ化アメリシウム(IV) AmF 4淡いピンク色

+3 フッ化アメリシウム(III) AmF 3ピンク

塩化アメリシウム(III) AmCl 3ピンク

臭化アメリシウム(III) AmBr 3淡黄色

ヨウ化アメリシウム(III) AmI 3淡黄色

+2 塩化アメリシウム(II) AmCl 2黒

臭化アメリシウム(II) AmBr 2黒

ヨウ化アメリシウム(II) AmI 2黒

Am(III)化合物をナトリウムアマルガムで還元すると、Am(II)塩（黒色ハロゲン化物AmCl 2、AmBr 2、AmI 2 ）が得られる。これらは酸素に非常に敏感で、水中で酸化され、水素を放出してAm(III)状態に戻る。具体的な格子定数は以下の通りである。

  • 斜方晶系 AmCl 2 : a =896.3 ± 0.8 pm、b =757.3 ± 0.8 pmおよびc =453.2 ± 0.6 午後
  • 正方晶系 AmBr 2 : a =1 159 .2 ± 0.4 pmおよびc =712.1 ± 0.3 pm . [8]また、金属アメリシウムと適切なハロゲン化水銀HgX 2（X = Cl、Br、またはI）を反応させることによっても調製できる。[9]
Am + HgX 2（ハロゲン化水銀） → AmX 2 + Hg（400～500℃）

フッ化アメリシウム(III) ( AmF 3 )は溶解性が低く、Amと反応すると沈殿する。+3弱酸性溶液中のフッ化物イオン：

午前+3+ 3F − → AmF 3 ↓

四価のフッ化アメリシウム(IV)（AmF 4 ）は、固体のフッ化アメリシウム(III)と分子状フッ素との反応によって得られる：[10] [11]

2AmF 3 + F 2 → 2AmF 4

固体の四価フッ化アメリシウムのもう一つの既知の形態はKAmF 5である。[10] [12]四価アメリシウムは水相でも観測されている。この目的のために、黒色のAm(OH) 4を15 M NH 4 Fに溶解し、アメリシウム濃度を0.01 Mとした。得られた赤みがかった溶液は、 AmF 4に類似するが、アメリシウムの他の酸化状態とは異なる特徴的な光吸収スペクトルを示した。Am(IV)溶液を90℃に加熱しても不均化や還元は起こらなかったが、Am(III)への緩やかな還元が観測され、これはアルファ粒子によるアメリシウムの自己照射に起因するものとされた。[13]

ほとんどのアメリシウム(III)ハロゲン化物は六方晶系結晶を形成し、ハロゲン間で色や正確な構造がわずかに異なります。塩化物（AmCl 3 ）は赤みがかった色で、塩化ウラン(III)（空間群P6 3 /m）と同型構造を持ち、融点は715℃です。[6]フッ化物はLaF 3（空間群P6 3 /mmc）と同型、ヨウ化物はBiI 3（空間群R 3）と同型です。臭化物は例外で、斜方晶系PuB ​​r 3型構造を持ち、空間群はCmcmです。[7]塩化アメリシウム六水和物（AmCl 3 ·6H 2 O ）の結晶は、二酸化アメリシウムを塩酸に溶解し、蒸発させることで調製できます。これらの結晶は吸湿性があり、黄赤色で単斜晶系の結晶構造を持ちます。[14]

Am VI O 2 X 2、Am V O 2 X、Am IV OX 2、およびAm III OXの形のアメリシウムの酸化物ハロゲン化物は、対応するアメリシウムハロゲン化物を酸素またはSb 2 O 3と反応させることによって得られ、AmOClは気相加水分解によっても生成されます。[9]

AmCl 3 + H 2 O → AmOCl + 2HCl

その他の無機化合物

水酸化物

アメリシウムの水酸化物として唯一知られているのはAm(OH) 3で、これは1944年にマンハッタン計画の一環として発見された最初のアメリシウム化合物です。水酸化アメリシウムはピンク色の固体[15]で、水にほとんど溶けません[16] 。

自己照射により、241 Am(OH) 3の結晶構造は4～6ヶ月以内に分解します（241 Amの半減期は432.2年）。244 Cm(OH) 3の場合、同じプロセスは1日未満で完了します（244 Cmの半減期は18.11年）。[15]

92℃で0.03M重炭酸カリウム中の水酸化アメリシウム(III)のスラリーにオゾンを通気すると、六方晶系のKAmO 2 CO 3（炭酸二酸化アメリシウム(V)カリウム）が得られる。炭酸カリウムも使用できる。得られたKAmO 2 CO 3は希酸と反応して二酸化アメリシウムを生成する。[17]

O 3 + Am(OH) 3 + KHCO 3 + H 2 O → KAmO 2 CO 3 + 3H 2 O + O 2

カルコゲニドとプニクチド

アメリシウムのカルコゲニドとしては、硫化物 AmS 2 [18]、セレン化物AmSe 2およびAm 3 Se 4 [ 18] [19]、テルル化物Am 2 Te 3およびAmTe 2 [20]が知られている。AmX型のアメリシウム（243 Am）のニクタイドは、リン、ヒ素、[21] 、アンチモン、ビスマスなどの元素で知られている。これらは岩塩格子に結晶化する。[19]

ケイ化物とホウ化物

アメリシウムモノシリサイド（AmSi）および「ジシリサイド」（公称AmSi x、1.87 < x < 2.0）は、真空中、1050 °C（AmSi）および1150～1200 °C（AmSi x ）で、フッ化アメリシウム(III)を元素状ケイ素で還元することによって得られる。AmSiはLaSiと同形の黒色固体で、斜方晶系の結晶対称性を有する。AmSi x は明るい銀色の光沢を持ち、正方晶系の結晶格子（空間群I 4 1 /amd）を有し、 PuSi 2およびThSi 2と同形である。[22]アメリシウムのホウ化物には、 AmB 4およびAmB 6が含まれる。テトラホウ化物は、真空中または不活性雰囲気中で、アメリシウムの酸化物またはハロゲン化物を二ホウ化マグネシウムと加熱することによって得られる。[23] [24]

有機アメリシウム化合物

アメロセンの予測構造、(η 8 -C 8 H 8 ) 2 Am

ウラノセンに類似して、アメリシウムは2つのシクロオクタテトラエン配位子を持つ有機金属化合物アメロセンを形成し、化学式は(η 8 -C 8 H 8 ) 2 Am [25]であるが、これは現在でも仮説の域を出ない。陰イオン錯体KAm(COT) 2は、THF中でK 2 COTとAmI 3を反応させることで合成できる。[26]シクロペンタジエニル錯体も知られており、これは化学量論的にはAmCp 3である可能性が高い。[27] [28]

Am(n−C 3 H 7 −BTP) 3型錯体（BTPは2,6-ジ(1,2,4-トリアジン-3-イル)ピリジンを表す）をn−C 3 H 7 −BTP −およびAmを含む溶液中で形成する。+3イオンはEXAFSによって確認されている。これらのBTP型錯体の中には、アメリシウムと選択的に相互作用するものがあり、ランタノイドや他のアクチノイドからアメリシウムを選択的に分離するのに有用である。[29]

参照

参考文献

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