Калифорний

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
98 БерклийКалифорнийЭйнштейний
Водород Гелий Литий Бериллий Бор Углерод Азот Кислород Фтор Неон Натрий Магний Алюминий Кремний Фосфор Сера Хлор Аргон Калий Кальций Скандий Титан Ванадий Хром Марганец Железо Кобальт Никель Медь Цинк Галлий Германий Мышьяк Селен Бром Криптон Рубидий Стронций Иттрий Цирконий Ниобий Молибден Технеций Рутений Родий Палладий Серебро Кадмий Индий Олово Сурьма Теллур Иод Ксенон Цезий Барий Лантан Церий Празеодим Неодим Прометий Самарий Европий Гадолиний Тербий Диспрозий Гольмий Эрбий Тулий Иттербий Лютеций Гафний Тантал Вольфрам Рений Осмий Иридий Платина Золото Ртуть Таллий Свинец Висмут Полоний Астат Радон Франций Радий Актиний Торий Протактиний Уран Нептуний Плутоний Америций Кюрий Берклий Калифорний Эйнштейний Фермий Менделевий Нобелий Лоуренсий Резерфордий Дубний Сиборгий Борий Хассий Мейтнерий Дармштадтий Рентгений Коперниций Унунтрий Флеровий Унунпентий Ливерморий Унунсептий УнуноктийПериодическая система элементов
98Cf
Unknown.svg
Electron shell 098 Californium.svg
Внешний вид простого вещества
Californium.jpg
Радиоактивный металл серебристо-белого цвета
Свойства атома
Имя, символ, номер

Калифо́рний / Californium (Cf), 98

Атомная масса
(молярная масса)

251,0796 а. е. м. (г/моль)

Электронная конфигурация

[Rn] 5f10 7s2

Радиус атома

295 пм

Химические свойства
Электроотрицательность

1,3 (шкала Полинга)

Электродный потенциал

Cf←Cf3+ -1,93 В
Cf←Cf2+ -2,1 В

Степени окисления

+2, +3, +4

Энергия ионизации
(первый электрон)

0,0 (0,00) кДж/моль (эВ)

Термодинамические свойства простого вещества
Плотность (при н. у.)

15,1 г/см³

Температура плавления

1173,15 К (900[1] °С, 1652 °F)

Температура кипения

оценочно 1743 K (1470 °C, 2678 °F)

Молярная теплоёмкость

29[2] Дж/(K·моль)

Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки

гексагональная

Параметры решётки

a=3,38 c=11,03[3]

Отношение c/a

3,26

98
Калифорний
Cf
251,08
5f107s2

Калифорний — радиоактивный химический элемент седьмого периода таблицы Менделеева, актиноид.

История[править | править исходный текст]

Получен искусственно в 1950 группой Сиборга в Калифорнийском университете в Беркли.

Первые твёрдые соединения калифорния — 249Cf2O3 и 249CfOCl получены в 1958.

Происхождение названия[править | править исходный текст]

Назван в честь Калифорнийского университета в Беркли, где и был получен. Как писали авторы, этим названием они хотели указать, что открыть новый элемент им было так же трудно, как век назад пионерам Америки достичь Калифорнии.

Получение[править | править исходный текст]

Калифорний извлекают из продуктов длительного облучения плутония нейтронами в ядерном реакторе.

Металлический калифорний получают восстановлением фторида калифорния CfF3 литием:

CfF3 + 3Li = Cf + 3LiF,

или оксида калифорния Cf2O3 кальцием:

Cf2O3 + 3Са = 2Cf + 3СаО.

От других актиноидов калифорний отделяют экстракционными и хроматографическими методами.

Физические и химические свойства[править | править исходный текст]

Калифорний — чрезвычайно летучий металл. Существует в двух полиморфных модификациях. Ниже 600 °C устойчива α-модификация с гексагональной решёткой (параметры а = 0,339 нм, с = 1,101 нм), выше 600 °C — β-модификация с кубической гранецентрированной решёткой. Температура плавления металла 900 °C, температура кипения 1227 °C.

По химическим свойствам калифорний подобен лантаноидам. Синтезированы галогениды калифорния — CfX3 (X — атом галогена), оксигалогениды — CfOX. Для получения диоксида калифорния CfO2 оксид Cf2O3 окисляют при нагревании кислородом под давлением 10МПа. В растворах Cf4+ получают, действуя на соединения Cf3+ сильными окислителями. Синтезирован твёрдый дииодид калифорния CfI2. Из водных растворов Cf3+ восстанавливается до Cf2+ электрохимически.

Изотопы[править | править исходный текст]

Известно 17 изотопов калифорния, наиболее стабильными из которых являются 251Cf с периодом полураспада T1/2=900 лет, 249Cf (T1/2=351 год), 250Cf (T1/2=13,08 года) и 252Cf (T1/2=2,645 года)[4]. Последний изотоп имеет высокий коэффициент размножения нейтронов (выше 3) и критическую массу около 5 кг[5] (для металлического шара). Встречающиеся иногда оценки критической массы, составляющие порядка 10 г, относятся к водным растворам солей калифорния.

Применение[править | править исходный текст]

Наибольшее применение нашёл изотоп 252Cf. Он используется как мощный источник нейтронов в нейтронно-активационном анализе, в лучевой терапии опухолей. Кроме того, изотоп 252Cf используется в экспериментах по изучению спонтанного деления ядер.

Физиологическое действие[править | править исходный текст]

Радионуклид 252Cf высоко токсичен. ПДК в воде открытых водоемов 1,33·10−4 Бк/л.

Интересные факты[править | править исходный текст]

  • Грамм калифорния-252 испускает около 3·1012 нейтронов в секунду[6].
  • Калифорний-251 упоминается в книге Чингиза Абдуллаева «Символы распада» как элемент миниатюрной атомной бомбы — «ядерного чемоданчика».
  • Часто встречаются упоминания о "калифорниевых пулях" - сверхкомпактных ядерных боезарядах. [7] В большинстве случаев нет возможности проследить источник такой информации или вся заметка оказывается шуткой.
  • Калифорний является чрезвычайно дорогим металлом. Цена 1 грамма изотопа 252Cf доходит до 500 тыс. долларов США. Калифорний - один из самых дорогих материалов на Земле. [8]

Примечания[править | править исходный текст]

  1. CRC contributors Handbook of Chemistry and Physics / ред. David R. Lide. — 87th ed.. — 2006. — С. 4.56. — ISBN 978-0-8493-0487-3
  2. Редкол.:Кнунянц И. Л. (гл. ред.) Химическая энциклопедия: в 5 т. — Москва: Советская энциклопедия, 1990. — Т. 2. — С. 286. — 671 с. — 100 000 экз.
  3. WebElements Periodic Table of the Elements | Californium | crystal structures
  4. G. Audi, O. Bersillon, J. Blachot and A. H. Wapstra (2003). «The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties». Nuclear Physics A 729: 3–128. DOI:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001.
  5. Final Report, Evaluation of nuclear criticality safety data and limits for actinides in transport, Republic of France, Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire, Département de Prévention et d'étude des Accidents.
  6. Калифорний. Книги. Наука и техника (рус.). Проверено 23 августа 2010. Архивировано из первоисточника 23 августа 2011.
  7. Сверхмалые ядерные заряды: от пулеметного патрона до танкового снаряда » Военное обозрение
  8. Самые драгоценные, дорогие металлы • Экономика

Ссылки[править | править исходный текст]