Калифорнијум

С Википедије, слободне енциклопедије
Пређи на навигацију Пређи на претрагу
Калифорнијум
Californium.jpg
Општа својства
Име, симболкалифорнијум, Cf
Изгледсребрнаст
У периодном систему
Водоник Хелијум
Литијум Берилијум Бор Угљеник Азот Кисеоник Флуор Неон
Натријум Магнезијум Алуминијум Силицијум Фосфор Сумпор Хлор Аргон
Калијум Калцијум Скандијум Титанијум Ванадијум Хром Манган Гвожђе Кобалт Никл Бакар Цинк Галијум Германијум Арсен Селен Бром Криптон
Рубидијум Стронцијум Итријум Цирконијум Ниобијум Молибден Технецијум Рутенијум Родијум Паладијум Сребро Кадмијум Индијум Калај Антимон Телур Јод Ксенон
Цезијум Баријум Лантан Церијум Празеодијум Неодијум Прометијум Самаријум Европијум Гадолинијум Тербијум Диспрозијум Холмијум Ербијум Тулијум Итербијум Лутецијум Хафнијум Тантал Волфрам Ренијум Осмијум Иридијум Платина Злато Жива Талијум Олово Бизмут Полонијум Астат Радон
Францијум Радијум Актинијум Торијум Протактинијум Уранијум Нептунијум Плутонијум Америцијум Киријум Берклијум Калифорнијум Ајнштајнијум Фермијум Мендељевијум Нобелијум Лоренцијум Радерфордијум Дубнијум Сиборгијум Боријум Хасијум Мајтнеријум Дармштатијум Рендгенијум Коперницијум Нихонијум Флеровијум Московијум Ливерморијум Тенесин Оганесон
Dy

Cf

(Upb)
берклијумкалифорнијумајнштајнијум
Атомски број (Z)98
Група, периодагрупа Н/Д, периода 7
Блокf-блок
Масени број251 (најстабилнији изотоп)
Ел. конфигурација
по љускама
2, 8, 18, 32, 28, 8, 2
Физичка својства
Тачка топљења1173 K ​(900 °‍C, ​1652 °F)[1]
Тачка кључања1743 K ​(1470 °‍C, ​2678 °F) (процена)[2]
Густина при с.т.15.1 g/cm3[1]
Атомска својства
Електронегативност1,3[3]
Енергије јонизације1: 608 kJ/mol[4]
Линије боје у спектралном распону
Остало
Кристална структурадупла збијена хексагонална
(dHCP)
Double hexagonal close packed кристална структура за калифорнијум
Мосова тврдоћа3–4[5]
CAS број7440-71-3[1]
Историја
Именовањепо Калифорнији, где је откривен
ОткрићеНационална лабораторија Ловренс Беркли (1950)
Главни изотопи[6][7]
изо РА полуживот (t1/2) ТР ПР
248Cf syn 333.5 d α (100%) 244Cm
SF (2.9×10−3%)
249Cf syn 351 y α (100%) 245Cm
SF (5.0×10−7%)
250Cf syn 13.08 y α (99.92%) 246Cm
SF (0.08%)
251Cf syn 898 y α 247Cm
252Cf syn 2.645 y α (96.91%) 248Cm
SF (3.09%)
253Cf syn 17.81 d β (99.69%) 253Es
α (0.31%) 249Cm
254Cf syn 60.5 d SF (99.69%)
α (0.31%) 250Cm
референцеВикиподаци

Калифорнијум (латински - californium) је радиоактивни метални елемент са хемијским симболом Cf и атомским бројем 98. Елемент је први пут направљен 1950. на Универзитету Калифорнија, у лабораторији за зрачење у граду Беркли, бомбардовањем језгра киријума алфа честицама (јонима хелијума-4). Спада у актиноиде. Шести је трансуранијски елемент који је синтетисан, и има другу највећу атомску масу од свих елемената који су направљени у довољно великим количинама, видљиву голим оком (након ајнштајнијума). Име је добио по универзитету где је направљен и истоименој држави Калифорнији. Најтежи је елемент који се може природно пронаћи на Земљи, сви тежи елементи се могу добити искључиво само синтезом.

Постоје два кристална облика калифорнијума под нормалним притиском: један изнад и један испод 900 °C. Трећи облик постоји само под великим притиском. Калифорнијум полако тамни на ваздуху при собној температури. Једињења калифорнијума доминирају у хемијским облицима елемента, нарочито калифорнијум(III), који може учествовати у три хемијске везе. Најстабилнији међу његових 20 познатих изотопа је калифорнијум-251, који има време полураспада од 898 година. Овако кратко време полураспада значи да се овај елемент не може наћи у значајним количинама у Земљиној кори. Изотоп 252Cf са временом полураспада од око 2,64 године, је најчешћи изотоп и производи се у Националној лабораторији Оук Риџ у САД-у те у Истраживачком институту атомских реактора у Русији.

Он је један од малобројних трансуранијских елемената који имају практичну примену. Већина апликација користи особине одређених изотопа калифорнијума који емитују неутроне. На пример, калифорнијум се користи да би се покренули нуклеарни реактори, и примењује се као извор неутрона при проучавању материјала помоћу неутронске дифракције и неутронске спектроскопије. Он се такође може користити у нуклеарној синтези елемената виших маса; унуноктијум (елемент 118) је синтетисан бомбардирањем атома калифорнијума-249 јонима калцијума-48. Кориштење калифорнијума је проблематично због опасности од његове радиоактивности и способности елемента да угрози формирање црвених крвних ћелија путем његове биоакумулације у коштаном ткиву.

Историја[уреди | уреди извор]

60-инчни циклотрон кориштен за прву синтезу калифорнијума

Калифорнијум је први пут синтетизиран на Универзитету Калифорнија у граду Беркли у лабораторији за радијацију. Тим физичара који радили на овом открићу: Стенли Г. Томпсон, Кенет Стрит, млађи, Алберт Гиорсо и Глен Т. Сиборг дошли су до открића 9. фебруара 1950. године.[8] Био је то шести трануранијски елемент који је икад откривен, а откриће је објављено 17. марта исте године.[9][10][11]

Да би се произвео калифорнијум, кориштена је мета од 1 µg киријума-242 (242
96
Cm) која је бомбардована алфа честицама хелијума-4 (4He) енергије 35 MeV у 60-инчном циклотрону у Берклију, чиме је добијен калифорнијум 245Cf и један слободни неутрон (n).[8]

242киријум + 4хелијум245калифорнијум + 1
0
неутрон

У овом експерименту добијено је само 5.000 атома калифорнијума,[12] а ти атоми су имали време полураспада од 44 минута.[8] Научници који су открили елемент дали су му име по универзитету и држави где је откривен. Био је то својеврсни прекид у конвенцији давања имена кориштеној за елементе од 95 до 97, чија су имена била инспирисана именима елемената који су били директно изнад њих у периодном систему.[13][a] Међутим, елемент директно изнад елемента 98 у периодном систему, диспрозијум, има име које једноставно значи онај до којег се тешко дошло, тако да су истраживачи напустили неписано правило о давању имена елементу.[14] Истакли су такође да „је најбоље што можемо нагласити (да је) ... истраживачима пре неколико векова било врло тешко доћи до Калифорније”.[13]

Мерљиве количине калифорнијума први пут су добијене излагањем зрачењу узорака плутонијума у реактору за тестирање материјала при Националној лабораторији Ајдахо у источном Ајдаху. Та открића су објављена 1954. године.[15] У тим узорцима примећена је велика брзина спонтане фисије изотопа калифорнијума-252. Први експеримент са калифорнијумом у концентрованом облику изведен је 1958.[8] Изотопи од 249Cf до 252Cf су издвојени исте године из узорка плутонијум 239Pu који је био озрачен неутронима у нуклеарном реактору током пет година.[16] Две године касније, 1960. научници Барис Канингам и Џејмс Волман из лабораторије за радијацију Ловренс при Универзитету Калифорнија успели су да добију прва једињења калифорнијума, калифорнијум трихлорид, калифорнијум оксихлорид и калифорнијум оксид, помоћу реакције калифорнијума са паром и хлороводоничном киселином.[17]

Напомене[уреди | уреди извор]

  1. ^ Европијум, елемент у шестој периоди директно изнад елемента 95, добио је име по континенту где је откривен, тако да је елементу 95 дато име америцијум. Елемент 96 је добио име по Марији и Пјеру Кирију те је аналогно томе и гадолинијум добио име, по научнику и инжењеру Јохан Гадолину. Тербијум је добио име по граду у којем је откривен, тако да је елемент 97 добио име берклијум.[13]

Референце[уреди | уреди извор]

  1. ^ а б в г CRC 2006, стр. 4.56.
  2. ^ Joseph Jacob Katz; Glenn Theodore Seaborg; Lester R. Morss (1986). The Chemistry of the actinide elements. Chapman and Hall. стр. 1038. ISBN 9780412273704. Приступљено 11. 7. 2011. 
  3. ^ Emsley 1998, стр. 50.
  4. ^ CRC 2006, стр. 10.204.
  5. ^ CRC 1991, стр. 254.
  6. ^ CRC 2006, стр. 11.196.
  7. ^ NNDC contributors (2008). Sonzogni, Alejandro A. (Database Manager), ур. „Chart of Nuclides”. National Nuclear Data Center, Brookhaven National Laboratory. Приступљено 1. 3. 2010. 
  8. ^ а б в г Cunningham, B. B. (1968). „Californium”. Ур.: Hampel, Clifford A. The Encyclopedia of the Chemical Elements. New York: Reinhold Book Corporation. LCCN 68029938. 
  9. ^ 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. 
  10. ^ 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. 
  11. ^ 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. 
  12. ^ Seaborg, G. T. (1996). Adloff, J. P., ур. One Hundred Years after the Discovery of Radioactivity. Oldenbourg Wissenschaftsverlag. ISBN 978-3-486-64252-0. 
  13. ^ а б в Weeks, Mary Elvira; Leichester, Henry M. (1968). 21: "Modern Alchemy". Discovery of the Elements. Journal of Chemical Education. стр. 848—850. ISBN 978-0-7661-3872-8. 
  14. ^ Heiserman, David L. (1992). Element 98: Californium. Exploring Chemical Elements and their Compounds. TAB Books. ISBN 978-0-8306-3018-9. 
  15. ^ 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. 
  16. ^ Jakubke, Hans-Dieter; Jeschkeit, Hans (1994). Concise Encyclopedia Chemistry. Walter de Gruyter. ISBN 978-3-11-011451-5. , prev. Eagleson, Mary
  17. ^ „Element 98 Prepared”. Science News Letters. 78 (26). 1. 12. 1960. 

Литература[уреди | уреди извор]

Спољашње везе[уреди | уреди извор]