Kalifornie

Kalifornie
←  Berkeley | Einsteinium  →
98 Dy ↑ Cf ↓ (Upb) 98 srov
Vzhled jednoduché látky
Stříbřitě bílý radioaktivní kov
Vlastnosti atomu
Jméno, symbol, číslo	Kalifornie (Cf), 98
atomová hmotnost ( molární hmotnost )	251,0796  a. e. m.  ( g / mol )
Elektronická konfigurace	[Rn] 5f 10 7s 2
Poloměr atomu	295 hodin
Chemické vlastnosti
Elektronegativita	1,3 (Paulingova stupnice)
Elektrodový potenciál	Cf ← Cf 3+ : -1,93 V Cf ← Cf 2+ : -2,1 V
Oxidační stavy	+2, +3, +4
Termodynamické vlastnosti jednoduché látky
Hustota (v n.a. )	15,1 g/cm³
Teplota tání	1173,15 K (900 [1] °C, 1652 °F)
Teplota varu	odhadovaná 1743 K (1470 °C)
Molární tepelná kapacita	29 [2]  J/(K mol)
Krystalová mřížka jednoduché látky
Příhradová konstrukce	šestiúhelníkový
Parametry mřížky	a  = 3,38, c  = 11,03 [3]
poměr c / a	3.26
Číslo CAS	7440-71-3

Kalifornium  je umělý radioaktivní chemický prvek, aktinid , označovaný Cf , který má atomové číslo 98 v Mendělejevově periodickém systému . Radioizotopy s hmotnostními čísly 237-256 jsou známé . Nemá žádné stabilní izotopy [4] .

Tento prvek byl poprvé syntetizován v roce 1950 v Národní laboratoři. Lawrence v Berkeley (tehdy Radiační laboratoř Kalifornské univerzity) bombardováním kuria částicemi alfa (ionty helium-4). Aktinid, šestý transuranový prvek, který byl kdy syntetizován, má druhou nejvyšší atomovou hmotnost ze všech prvků, které byly vyrobeny v dostatečném množství, aby byly viditelné pouhým okem (po einsteiniu ). Prvek byl pojmenován podle státu Kalifornie a univerzity v tomto státě.

Historie

Získaný uměle v roce 1950 americkými fyziky S. Thompsonem, K. Streetem, A. Giorso a G. Seaborgem na University of California Berkeley ozářením 242 Cm urychlenými α-částicemi [4] .

První pevné sloučeniny Kalifornie - 249 Cf 2 O 3 a 249 CfOCl byly získány v roce 1958 .

Původ jména

Pojmenován po University of California, Berkeley , kde byl přijat. Jak autoři napsali, tímto názvem chtěli naznačit, že pro ně bylo stejně obtížné objevit nový prvek, jako pro průkopníky Ameriky dosáhnout Kalifornie před stoletím .

Získání

Californium se vyrábí na dvou místech: RIAR v Dimitrovgradu (Rusko), Oak Ridge National Laboratory v USA.

K výrobě jednoho gramu kalifornia se plutonium nebo curium podrobí dlouhodobému ozařování neutrony v jaderném reaktoru , od 8 měsíců do 1,5 roku. Poté se kalifornium izoluje z výsledných produktů ozáření chemickými prostředky.

Kov kalifornia se získává redukcí fluoridu kalifornia CfF 3 lithiem :

nebo oxid kaliforný Cf 2 O 3 s vápníkem :

Kalifornium se od ostatních aktinidů odděluje extrakčními a chromatografickými metodami.

Fyzikální a chemické vlastnosti

Kalifornium je stříbřitě bílý kov [5] s bodem tání 900 ± 30 °C a odhadovaným bodem varu 1470 °C [6] . Čistý kov je tvárný a snadno řezatelný ostřím. Kov Kalifornia se začíná odpařovat při teplotách nad 300 °C ve vakuu [7] . Tvoří slitiny s kovy lanthanoidů, ale je o nich málo známo [7] .

Kalifornie je extrémně nestálý kov. Existuje ve dvou polymorfních modifikacích. Pod 600 °C je stabilní α-modifikace s hexagonální mřížkou (parametry a = 0,339 nm, c = 1,101 nm), nad 600 °C - β-modifikace s plošně centrovanou kubickou mřížkou. Teplota tání kovu je 900 °C, bod varu 1227 °C.

Z hlediska chemických vlastností je kalifornium podobné ostatním aktinidům [4] . Byly syntetizovány halogenidy California CfX 3 a oxyhalogenidy CfOX. Pro získání kalifornského oxidu CfO 2 oxid Cf 2 O 3 se oxiduje zahříváním s kyslíkem při tlaku 10 MPa. V roztocích se Cf 4+ získává působením na sloučeniny Cf 3+ silnými oxidačními činidly. Byl syntetizován pevný kalifornium dijodid CfI 2 . Z vodných roztoků lze Cf 3+ redukovat na Cf 2+ elektrochemicky.

Izotopy

Existuje 17 známých izotopů Kalifornie, z nichž nejstabilnější jsou 251 Cf s poločasem rozpadu T 1/2  = 900 let, 249 Cf ( T 1/2  = 351 let), 250 Cf ( T 1/2  = 13,08 let) a 252 Cf ( T 1/2  = 2,645 let) [8] . Druhý izotop má vysoký faktor násobení neutronů (nad 3) a kritickou hmotnost asi 5 kg [9] (pro kovovou kouli). Gram 252 Cf emituje asi 3⋅10 12 neutronů za sekundu [10] .

Aplikace

Největší uplatnění našel izotop 252 Cf. Používá se jako silný zdroj neutronů při neutronové aktivační analýze , při radiační terapii nádorů . Kromě toho se izotop 252Cf používá v experimentech ke studiu spontánního jaderného štěpení . Kalifornium je extrémně drahý kov. Cena 1 gramu izotopu 252 Cf je asi 4 miliony amerických dolarů a je zcela oprávněná, protože ročně se získá 40–60 miligramů [11] .

Produkty rozpadu jader california-252 ( 252 Cf) s energií řádově 80-100 MeV se používají k bombardování a ionizaci vzorků ve spektrometrii (viz Plazmová desorpční ionizace ). Štěpení jádra 252 Cf dává vzniknout částicím pohybujícím se v opačných směrech. Jedna z částic zasáhne detektor spouště a signalizuje začátek odpočítávání. Další částice narazí na matrici vzorku a vyrazí ionty, které jsou odeslány do hmotnostního spektrometru doby letu [12] .

Izotop 249 Cf se používá ve vědeckém výzkumu. Při práci s ním není nutná ochrana před neutronovým zářením [4] .

Fyziologické působení

Radionuklid 252 Cf je vysoce radiotoxický. MPC ve vodě otevřených nádrží je 1,33⋅10 −4 Bq /l.

Při vstupu do těla se do krve dostane pouze 0,05 % kalifornia, z tohoto množství se asi 65 % dostane do kostry, kde se adsorbuje v kostní tkáni, 25 % do jater a zbývajících 10 % se hromadí v jiných orgánech nebo je vylučován z těla [13] .

Kalifornské záření narušuje produkci červených krvinek. Kalifornium-249 a Californium-251 emitují gama záření [14] .

Poznámky

1. ↑ Přispěvatelé CRC. Handbook of Chemistry and Physics  (Unspecified) / ed. David R. Lide. - 87. vydání .. - 2006. - S. 4.56. - ISBN 978-0-8493-0487-3 .
2. ↑ Editorial: Knunyants I. L. (šéfredaktor). Chemická encyklopedie: v 5 svazcích - Moskva: Sovětská encyklopedie, 1990. - T. 2. - S. 286. - 671 s. — 100 000 výtisků.
3. ↑ WebElements Periodická tabulka prvků | Kalifornie | krystalové struktury . Získáno 10. srpna 2010. Archivováno z originálu dne 2. září 2010. (neurčitý)
4. ↑ 1 2 3 4 Kiselev, 2008 .
5. ↑ Jakubke, 1994 , s. 166.
6. ↑ Haire, 2006 , str. 1522–1523
7. ↑ 1 2 Haire, 2006 , str. 1526.
8. ↑ Audi G. , Bersillon O. , Blachot J. , Wapstra AH Hodnocení jaderných a rozpadových vlastností NUBASE  // Nuclear Physics A. - 2003. - T. 729 . - S. 3-128 . - doi : 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001 . - .
9. ↑ Závěrečná zpráva, Vyhodnocení bezpečnostních dat jaderné kritičnosti a limitů pro aktinidy v dopravě Archivováno z originálu 22. srpna 2011. , Francouzská republika, Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire, Département de Prevention et d'étude des Accidents.
10. ↑ Kalifornie. knihy. Věda a technologie . Získáno 23. srpna 2010. Archivováno z originálu dne 23. srpna 2011. (Ruština)
11. ↑ Nejdražší látky na světě -> Californium Archivováno 5. května 2016 na Wayback Machine
12. ↑ R. Silverstein et al. Spektrometrická identifikace organických sloučenin. - 2011. - S. 16-17. — 575 str. - ISBN 978-5-94-774-392-0 .
13. ↑ Přispěvatelé ANL. Informační list o lidském zdraví: Kalifornie . Národní laboratoř Argonne (srpen 2005). Archivováno z originálu 21. července 2011. (neurčitý)
14. ↑ Cunningham, 1968 , s. 106.

Literatura

• Kalifornie  / Kiselev Yu. M. // Island - Kancléřství. - M  .: Velká ruská encyklopedie, 2008. - S. 521. - ( Velká ruská encyklopedie  : [ve 35 svazcích]  / šéfredaktor Yu. S. Osipov  ; 2004-2017, v. 12). - ISBN 978-5-85270-343-9 .
• Cunningham, B.B. Californium // Encyklopedie chemických prvků. — Reinhold Book Corporation, 1968.
• Haire, Richard G. Californium // The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements  (anglicky) / Morss, Lester R.; Edelstein, Norman M.; Fuger, Jean. — 3. - Springer Science + Business Media , 2006. - ISBN 978-1-4020-3555-5 .
• Stručná encyklopedie Chemie  (neopr.) / Jakubke, Hans-Dieter; Jeschkeit, Hansi. - Walter de Gruyter , 1994. - ISBN 978-3-11-011451-5 .

Odkazy

• Kalifornie na Webelements Archivováno 10. října 2004 na Wayback Machine

Slovníky a encyklopedie	Velká dánština Velká Katalánština Velká Katalánština Skvělý norský Velký Rus Britannica (online) Treccani Universalis
V bibliografických katalozích	GND : 4147208-1 J9U : 987007553750405171 LCCN : sh89004338 NDL : 00565048