Калифорний

98 Берклий ← Калифорний → Эйнштейний 98Cf
Внешний вид простого вещества
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	900 K
Температура кипения	1470 K
Молярная теплоёмкость	29 Дж/(K·моль)
Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки	гексагональная
Параметры решётки	a=3,38 c=11,03 Å
Отношение c/a	3,26

98	Калифорний
Cf 251,08
5f107s2

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

История

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

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

Происхождение названия

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

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

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

Известно 17 изотопов калифорния, наиболее стабильными из которых являются ²⁵¹Cf с периодом полураспада T_1/2=900 лет, ²⁴⁹Cf (T_1/2=351 год), ²⁵⁰Cf (T_1/2=13,08 года) и ²⁵²Cf (T_1/2=2,645 года). Последний изотоп имеет высокий коэффициент размножения нейтронов (выше 3) и критическую массу около 5 кг (для металлического шара). Встречающиеся иногда оценки критической массы, составляющие порядка 10 г, относятся к водным растворам солей калифорния.

Применение

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

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

Интересные факты

• Калифорний является самым дорогим металлом в мире. По оценкам, его стоимость составляет ~10 млн долларов за грамм.
• Грамм калифорния-252 испускает около 3·10¹² нейтронов в секунду.
• Калифорний-251 упоминается в книге Чингиза Абдуллаева «Символы распада» как элемент миниатюрной атомной бомбы — «ядерного чемоданчика».

Ссылки

• Калифорний на Webelements
• Калифорний на сайте XuMuK.ru