Kalifornijum
Opšta svojstva | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Ime, simbol | kalifornijum, Cf | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Izgled | srebrnast | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
U periodnome sistemu | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Atomski broj (Z) | 98 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Grupa, perioda | grupa N/D, perioda 7 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Blok | f-blok | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Kategorija | aktinoid | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Rel. at. masa (Ar) | 249,0748539(23)[1] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Maseni broj | 251 (najstabilniji izotop) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
El. konfiguracija | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
po ljuskama | 2, 8, 18, 32, 28, 8, 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Fizička svojstva | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Tačka topljenja | 1173 K (900 °C, 1652 °F)[2] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Tačka ključanja | 1743 K (1470 °C, 2678 °F) (procena)[3] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gustina pri s.t. | 15,1 g/cm3[2] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Atomska svojstva | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elektronegativnost | 1,3[4] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Energije jonizacije | 1: 608 kJ/mol[5] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Spektralne linije | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ostalo | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Kristalna struktura | dupla zbijena heksagonalna (dHCP) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Mosova tvrdoća | 3–4[6] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
CAS broj | 7440-71-3[2] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Istorija | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Imenovanje | po Kaliforniji, gde je otkriven | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Otkriće | Nacionalna laboratorija Lorens Berkli (1950) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Glavni izotopi[7][8] | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Kalifornijum (latinski - californium) je radioaktivni metalni element sa hemijskim simbolom Cf i atomskim brojem 98. Element je prvi put napravljen 1950. na Univerzitetu Kalifornija, u laboratoriji za zračenje u gradu Berkli, bombardovanjem jezgra kirijuma alfa česticama (jonima helijuma-4). Spada u aktinoide. Šesti je transuranijski element koji je sintetisan, i ima drugu najveću atomsku masu od svih elemenata koji su napravljeni u dovoljno velikim količinama, vidljivu golim okom (nakon ajnštajnijuma). Ime je dobio po univerzitetu gde je napravljen i istoimenoj državi Kaliforniji. Najteži je element koji se može prirodno pronaći na Zemlji, svi teži elementi se mogu dobiti isključivo samo sintezom.
Postoje dva kristalna oblika kalifornijuma pod normalnim pritiskom: jedan iznad i jedan ispod 900 °C. Treći oblik postoji samo pod velikim pritiskom. Kalifornijum polako tamni na vazduhu pri sobnoj temperaturi. Jedinjenja kalifornijuma dominiraju u hemijskim oblicima elementa, naročito kalifornijum(III), koji može učestvovati u tri hemijske veze. Najstabilniji među njegovih 20 poznatih izotopa je kalifornijum-251, koji ima vreme poluraspada od 898 godina. Ovako kratko vreme poluraspada znači da se ovaj element ne može naći u značajnim količinama u Zemljinoj kori. Izotop 252Cf sa vremenom poluraspada od oko 2,64 godine, je najčešći izotop i proizvodi se u Nacionalnoj laboratoriji Ouk Ridž u SAD te u Istraživačkom institutu atomskih reaktora u Rusiji.
On je jedan od malobrojnih transuranijskih elemenata koji imaju praktičnu primenu. Većina aplikacija koristi osobine određenih izotopa kalifornijuma koji emituju neutrone. Na primer, kalifornijum se koristi da bi se pokrenuli nuklearni reaktori, i primenjuje se kao izvor neutrona pri proučavanju materijala pomoću neutronske difrakcije i neutronske spektroskopije. On se takođe može koristiti u nuklearnoj sintezi elemenata viših masa; ununoktijum (element 118) je sintetisan bombardiranjem atoma kalifornijuma-249 jonima kalcijuma-48. Korištenje kalifornijuma je problematično zbog opasnosti od njegove radioaktivnosti i sposobnosti elementa da ugrozi formiranje crvenih krvnih ćelija putem njegove bioakumulacije u koštanom tkivu.
Istorija
[uredi | uredi izvor]Kalifornijum je prvi put sintetiziran na Univerzitetu Kalifornija u gradu Berkli u laboratoriji za radijaciju. Tim fizičara koji radili na ovom otkriću: Stenli G. Tompson, Kenet Strit, mlađi, Albert Giorso i Glen T. Siborg došli su do otkrića 9. februara 1950. godine.[9] Bio je to šesti tranuranijski element koji je ikad otkriven, a otkriće je objavljeno 17. marta iste godine.[10][11][12]
Da bi se proizveo kalifornijum, korištena je meta od 1 µg kirijuma-242 (242
96Cm) koja je bombardovana alfa česticama helijuma-4 (4He) energije 35 MeV u 60-inčnom ciklotronu u Berkliju, čime je dobijen kalifornijum 245Cf i jedan slobodni neutron (n).[9]
U ovom eksperimentu dobijeno je samo 5.000 atoma kalifornijuma,[13] a ti atomi su imali vreme poluraspada od 44 minuta.[9] Naučnici koji su otkrili element dali su mu ime po univerzitetu i državi gde je otkriven. Bio je to svojevrsni prekid u konvenciji davanja imena korištenoj za elemente od 95 do 97, čija su imena bila inspirisana imenima elemenata koji su bili direktno iznad njih u periodnom sistemu.[14][a] Međutim, element direktno iznad elementa 98 u periodnom sistemu, disprozijum, ima ime koje jednostavno znači onaj do kojeg se teško došlo, tako da su istraživači napustili nepisano pravilo o davanju imena elementu.[15] Istakli su takođe da „je najbolje što možemo naglasiti (da je) ... istraživačima pre nekoliko vekova bilo vrlo teško doći do Kalifornije”.[14]
Merljive količine kalifornijuma prvi put su dobijene izlaganjem zračenju uzoraka plutonijuma u reaktoru za testiranje materijala pri Nacionalnoj laboratoriji Ajdaho u istočnom Ajdahu. Ta otkrića su objavljena 1954. godine.[16] U tim uzorcima primećena je velika brzina spontane fisije izotopa kalifornijuma-252. Prvi eksperiment sa kalifornijumom u koncentrovanom obliku izveden je 1958.[9] Izotopi od 249Cf do 252Cf su izdvojeni iste godine iz uzorka plutonijum 239Pu koji je bio ozračen neutronima u nuklearnom reaktoru tokom pet godina.[17] Dve godine kasnije, 1960. naučnici Baris Kaningam i Džejms Volman iz laboratorije za radijaciju Lovrens pri Univerzitetu Kalifornija uspeli su da dobiju prva jedinjenja kalifornijuma, kalifornijum trihlorid, kalifornijum oksihlorid i kalifornijum oksid, pomoću reakcije kalifornijuma sa parom i hlorovodoničnom kiselinom.[18]
Napomene
[uredi | uredi izvor]- ^ Evropijum, element u šestoj periodi direktno iznad elementa 95, dobio je ime po kontinentu gde je otkriven, tako da je elementu 95 dato ime americijum. Element 96 je dobio ime po Mariji i Pjeru Kiriju te je analogno tome i gadolinijum dobio ime, po naučniku i inženjeru Johan Gadolinu. Terbijum je dobio ime po gradu u kojem je otkriven, tako da je element 97 dobio ime berklijum.[14]
Reference
[uredi | uredi izvor]- ^ Meija, J.; et al. (2016). „Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report)”. Pure and Applied Chemistry. 88 (3): 265—291. doi:10.1515/pac-2015-0305.
- ^ a b v g CRC 2006, str. 4.56.
- ^ Joseph Jacob Katz; Glenn Theodore Seaborg; Lester R. Morss (1986). The Chemistry of the actinide elements. Chapman and Hall. str. 1038. ISBN 9780412273704. Pristupljeno 11. 7. 2011.
- ^ Emsley 1998, str. 50.
- ^ CRC 2006, str. 10.204.
- ^ CRC 1991, str. 254.
- ^ CRC 2006, str. 11.196.
- ^ NNDC contributors (2008). Sonzogni, Alejandro A. (Database Manager), ur. „Chart of Nuclides”. National Nuclear Data Center, Brookhaven National Laboratory. Arhivirano iz originala 22. 08. 2011. g. Pristupljeno 1. 3. 2010.
- ^ a b v g Cunningham, B. B. (1968). „Californium”. Ur.: Hampel, Clifford A. The Encyclopedia of the Chemical Elements. New York: Reinhold Book Corporation. LCCN 68029938.
- ^ Thompson S. G.; Street, Jr. K.; Ghiorso, A.; Seaborg, G. T. (1950). „The New Element Californium (Atomic Number 98)” (PDF). Physical Review. 80 (5): 790. doi:10.1103/PhysRev.80.790.
- ^ Thompson S. G.; Street, Jr. K.; Ghiorso, A.; Seaborg, G. T. (1950). „Element 98”. Physical Review. 78 (3): 298. doi:10.1103/PhysRev.78.298.2.
- ^ Street, K. Jr.; Thompson, S. G.; Seaborg, G. T. (1950). „Chemical Properties of Californium” (PDF). Journal of the American Chemical Society. 72 (10): 4832. doi:10.1021/ja01166a528. Arhivirano iz originala (PDF) 19. 01. 2012. g. Pristupljeno 30. 12. 2020.
- ^ Seaborg, G. T. (1996). Adloff, J. P., ur. One Hundred Years after the Discovery of Radioactivity. Oldenbourg Wissenschaftsverlag. ISBN 978-3-486-64252-0.
- ^ a b v Weeks, Mary Elvira; Leichester, Henry M. (1968). 21: "Modern Alchemy". Discovery of the Elements. Journal of Chemical Education. str. 848—850. ISBN 978-0-7661-3872-8.
- ^ Heiserman, David L. (1992). Element 98: Californium. Exploring Chemical Elements and their Compounds. TAB Books. ISBN 978-0-8306-3018-9.
- ^ Diamond, H.; et al. (1954). „Identification of Californium Isotopes 249, 250, 251, and 252 from Pile-Irradiated Plutonium”. Physical Review. 94 (4): 1083. doi:10.1103/PhysRev.94.1083.
- ^ Jakubke, Hans-Dieter; Jeschkeit, Hans (1994). Concise Encyclopedia Chemistry. Walter de Gruyter. ISBN 978-3-11-011451-5., prev. Eagleson, Mary
- ^ „Element 98 Prepared”. Science News Letters. 78 (26). 1. 12. 1960.
<ref>
oznaka „science78” definisana u <references>
grupi „” nema sadržaja.Literatura
[uredi | uredi izvor]- Cotton, F. Albert; Wilkinson, Geoffrey; Murillo, Carlos A.; Bochmann, Manfred (1999). Advanced Inorganic Chemistry (6th izd.). John Wiley & Sons. ISBN 978-0-471-19957-1.
- CRC contributors (1991). Walker, Perrin; Tarn, William H., ur. Handbook of Metal Etchants. CRC Press. ISBN 978-0-8493-3623-2.
- CRC contributors (2006). Lide, David R., ur. Handbook of Chemistry and Physics (87th izd.). CRC Press, Taylor & Francis Group. ISBN 978-0-8493-0487-3.
- Cunningham, B. B. (1968). „Californium”. Ur.: Hampel, Clifford A. The Encyclopedia of the Chemical Elements. Reinhold Book Corporation. LCCN 68029938.
- Emsley, John (1998). The Elements. Oxford University Press. ISBN 978-0-19-855818-7.
- Emsley, John (2001). „Californium”. Nature's Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements. Oxford University Press. ISBN 978-0-19-850340-8.
- Greenwood, N. N.; Earnshaw, A. (1997). Chemistry of the Elements (2nd izd.). Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-7506-3365-9.
- Haire, Richard G. (2006). „Californium”. Ur.: Morss, Lester R.; Edelstein, Norman M.; Fuger, Jean. The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements (3rd izd.). Springer Science+Business Media. ISBN 978-1-4020-3555-5.
- Heiserman, David L. (1992). „Element 98: Californium”. Exploring Chemical Elements and their Compounds. TAB Books. ISBN 978-0-8306-3018-9.
- Jakubke, Hans-Dieter; Jeschkeit, Hans, ur. (1994). Concise Encyclopedia Chemistry. trans. rev. Eagleson, Mary. Walter de Gruyter. ISBN 978-3-11-011451-5.
- Krebs, Robert (2006). The History and Use of our Earth's Chemical Elements: A Reference Guide. Greenwood Publishing Group. ISBN 978-0-313-33438-2.
- National Research Council (U.S.). Committee on Radiation Source Use and Replacement (2008). Radiation Source Use and Replacement: Abbreviated Version. National Academies Press. ISBN 978-0-309-11014-3.
- O'Neil, Marydale J.; Heckelman, Patricia E.; Roman, Cherie B., ur. (2006). The Merck Index: An Encyclopedia of Chemicals, Drugs, and Biologicals (14th izd.). Merck Research Laboratories, Merck & Co. ISBN 978-0-911910-00-1.
- Osborne-Lee, I. W.; Alexander, C. W. (1995). „Californium-252: A Remarkable Versatile Radioisotope”. Oak Ridge Technical Report ORNL/TM-12706. doi:10.2172/205871.
- Ruiz-Lapuente, P.; Canal, R.; Isern, J. (1996). Thermonuclear Supernovae. Springer Science+Business Media. ISBN 978-0-7923-4359-2.
- Seaborg, Glenn T.; Loveland, Walter D. (1990). The Elements Beyond Uranium. John Wiley & Sons, Inc. ISBN 978-0-471-89062-1.
- Seaborg, Glenn T. (1994). Modern alchemy: selected papers of Glenn T. Seaborg. World Scientific. ISBN 978-981-02-1440-1.
- Seaborg, Glenn T. (1996). Adloff, J. P., ur. One Hundred Years after the Discovery of Radioactivity. Oldenbourg Wissenschaftsverlag. ISBN 978-3-486-64252-0.
- Seaborg, Glenn T. (2004). „Californium”. Ur.: Geller, Elizabeth. Concise Encyclopedia of Chemistry. McGraw-Hill. str. 94. ISBN 978-0-07-143953-4.
- Szwacki, Nevill Gonzalez; Szwacka, Teresa (2010). Basic Elements of Crystallography. Pan Stanford. ISBN 978-981-4241-59-5.
- Weeks, Mary Elvira; Leichester, Henry M. (1968). „21: Modern Alchemy”. Discovery of the Elements. Journal of Chemical Education. str. 848–850. ISBN 978-0-7661-3872-8. LCCN 68015217.