Californi

Californi, 98Cf
Tính chất chung
Tên, ký hiệu	Californi, Cf
Phiên âm	/ˌkælɪˈfɔːrniəm/ KAL-ə-FOR-nee-əm
Hình dạng	Ánh kim bạc
Californi trong bảng tuần hoàn
Dy ↑ Cf ↓ (Uqo) Berkeli ← Californi → Einsteini
Số nguyên tử (Z)	98
Khối lượng nguyên tử chuẩn (Ar)	(251) [1]
Phân loại	họ actini
Nhóm, phân lớp	f
Chu kỳ	Chu kỳ 7
Cấu hình electron	[Rn] 5f^10 7s^2 [2]
mỗi lớp	2, 8, 18, 32, 28, 8, 2
Tính chất vật lý
Trạng thái vật chất	Chất rắn
Nhiệt độ nóng chảy	1173 K ​(900 [1] °C, ​1652 °F)
Mật độ	15.1[1] g·cm^−3 (ở 0 °C, 101.325 kPa)
Tính chất nguyên tử
Trạng thái oxy hóa	2, 3, 4 [3]
Độ âm điện	1,3 [4] (Thang Pauling)
Năng lượng ion hóa	Thứ nhất: 608 [5] kJ·mol^−1
Thông tin khác
Độ cứng theo thang Mohs	3–4[6]
Số đăng ký CAS	7440-71-3 [1]
Đồng vị ổn định nhất
Bài chính: Đồng vị của Californi
Iso NA Chu kỳ bán rã DM DE (MeV) DP ^248Cf Tổng hợp 333,5 ngày α (100%) 6.369 ^244Cm SF (2.9×10^−3%) 0.0029 – ^249Cf Tổng hợp 351 năm α (100%) 6.295 ^245Cm SF (5.0×10^−7%) 4.4×10^−7 – ^250Cf Tổng hợp 13,08 năm α (99.92%) 6.129 ^246Cm SF (0.08%) 0.077 – ^251Cf Tổng hợp 898 năm α 6.172 ^247Cm ^252Cf Tổng hợp 2,645 năm α (96.91%) 6.217 ^248Cm SF (3.09%) – – ^253Cf Tổng hợp 17,81 ngày β^− (99.69%) 0.29 ^253Es α (0.31%) 6.126 ^249Cm ^254Cf Tổng hợp 60,5 ngày SF (99.69%) – – α (0.31%) 5.930 ^250Cm
Isotope references: [7]

Californi là một nguyên tố hóa học kim loại tổng hợp có tính phóng xạ, thuộc nhóm actini, có ký hiệu Cf và số nguyên tử là 98. Nguyên tố được tạo ra đầu tiên ngày 17 tháng 3 năm 1950 bằng cách bắn phá hạt nhân curi bằng các hạt alpha (các ion heli) tại Đại học California, Berkeley. Đây là nguyên tố siêu urani thứ sáu được tổng hợp, và là một trong các nguyên tố có khối lượng nguyên tử cao nhất. Tên gọi của nó được đặt theo tên của tiểu bang và trường đại học California.

Californi chủ yếu được sử dụng trong một số ứng dụng tận dụng các ưu thế của nó như phát xạ neutron mạnh. Ví dụ, trong khởi động các lò phản ứng hạt nhân, trị ung thư, và phát hiện chất nổ và độ mỏi kim loại. Nó cũng được sử dụng trong khai thác dầu bằng việc đo carota giếng khoan, tối ưu hóa các nhà máy phát điện dùng than, và các cơ sở sản xuất xi măng. Nguyên tố 118 được tổng hợp bằng cách bắn phá hạt nhân californi-249 bằng các ion calci-48.

Đặc điểm

Californi là một kim loại actini màu trắng bạc tồn tại ở ba dạng.^[8] Nguyên tố này bị mờ xỉ chậm trong không khí ở nhiệt độ phòng, và tốc độ tăng dần khi độ ẩm tăng.^[9] Các tính chất hóa học của nó được dự đoán là tương tự với dysprosi^[10] và nó có hóa trị là 4, 3, 2. Californi phản ứng khi nung nóng với hydro, nitơ hoặc chalcogen và bị oxy hóa khi nung nóng trong không khí; các phản ứng với các hydrit khô và dung dịch acid vô cơ diễn ra nhanh.

Californi-252 (chu kỳ bán rã 2,645 năm) phát xạ neutron rất mạnh và gây nguy hiểm.^{[11][12][13][14][15]} Một microgram phát xạ liên tục 2,314 triệu neutron/giây^[16] và một gam phát ra 39 watt nhiệt^[17]. Californi 249 được tạo ra từ phân rã beta của berkeli-249 và hầu hết các đồng vị californi khác được tạo ra từ berkeli bức xạ neutron mạnh trong lò phản ứng hạt nhân.

Californi phá vỡ khả năng tạo hồng cầu của cơ thể thông qua tích lũy sinh học trong mô xương.^[18] Nguyên tố này không đóng vai trò sinh học quan trọng trong bất kỳ cơ thể sinh vật nào do độ phóng xạ mạnh và có nồng độ thấp trong môi trường.^[19]

Nguyên tố này có hai dạng kết tinh: dạng α sáu phương kép bó chặt tồn tại dưới 900 °C với mật độ 15,10 g/cc và β lập phương tâm mặt với mật độ 8,74 g/cc. Californi kim loại chưa được điều chế.^[20] Chỉ có californi-249 là thích hợp cho nghiên cứu hóa học.^[21]

Hóa học

Có ít hợp chất californi được tạo ra và nghiên cứu. Ion californi duy nhất ổn định trong dung dịch là cation Cf(III). Hai trạng thái oxy hóa khác là IV (chất oxy hóa mạnh) và II. Nếu các vấn đề tồn tại của nguyên tố có thể giải quyết được thì CfBr₂ và CfI₂ có thể là ổn định.^[22]

Trạng thái oxy hóa III đặc trưng cho californi(III) oxide (vàng lục, Cf₂O₃), californi(III) fluoride (lục sáng, CfF₃) và californi(III) iod (vàng chanh, CfI₃). Các trạng thái oxy hóa +3 khác là dạng sulfide và Cp₃Cf.^[23] Californi(IV) oxide (nâu đen, CfO₂), californi(IV) fluoride (lục, CfF₄) đặc trưng cho trạng thái oxy hóa IV. Trạng thái II được đặc trưng bởi californi(II) bromide (vàng, CfBr₂) và californi(II) iodide (tím sẫm, CfI₂).

Californi (III) chloride (CfCl₃) là hợp chất màu lục ngọc lục bảo theo cấu trúc sáu phương và có thể được điều chế bằng cách cho Cf₂O₃ phản ứng với acid clohydric ở 500 °C.^[24] sau đó CfCl₃ được dùng để tạo ra tri-iodide màu vàng cam CfI₃, chất này có thể bị khử từ từ thành di-iodide màu tím-oải hương CfI₂.^[25]

Nung nóng sulfat trong không khí ở khoảng 1200 °C và sau đó khử bằng hydro ở 500 °C tạo ra sesquioxide (Cf₂O₃).^[24] Hiđroxide Cf(OH)₃ và trifluoride CfF₃ có khả năng hòa tan nhỏ.^[26]

Tham khảo

1. ^ CRC 2006, tr. 4.56.
2. CRC 2006, tr. 1.14.
3. Greenwood 1997, tr. 1265.Lỗi sfn: không có mục tiêu: CITEREFGreenwood1997 (trợ giúp)
4. Emsley 1998, tr. 50.
5. CRC 2006, tr. 10.204.
6. CRC 1991, tr. 254.
7. CRC 2006, tr. 11.196.
8. Jakubke 1994, tr. 166
9. O'Neil 2006, tr. 1713
10. CRC 2006, tr. 4-8
11. D. A. Hicks; Ise, John; Pyle, Robert V. (1955). “Multiplicity of Neutrons from the Spontaneous Fission of Californium-252”. Physical Review. 97 (2): 564–565. doi:10.1103/PhysRev.97.564.
12. D. A. Hicks; Ise, John; Pyle, Robert V. (1955). “Spontaneous-Fission Neutrons of Californium-252 and Curium-244”. Physical Review. 98 (5): 1521–1523. doi:10.1103/PhysRev.98.1521.
13. E. Hjalmar, H. Slätis, S.G. Thompson (1955). “Energy Spectrum of Neutrons from Spontaneous Fission of Californium-252"”. Physical Review. 100 (5): 1542–1543. doi:10.1103/PhysRev.100.1542.
14. United States Patent 7118524: "Dosimetry for californium-252 (²⁵²) neutron-emitting brachytherapy sources and encapsulation, storage, and clinical delivery thereof" bei Freepatentsonline.com.
15. Michael B. Dillon, Ronald L. Baskett, Kevin T. Foster, and Connee S. Foster (ngày 18 tháng 3 năm 2004). “The NARAC Emergency Response Guide to Initial Airborne Hazard Estimates” (PDF). National Atmospheric Release Advisory Center. UCRL:UCRL-TM-202990. Bản gốc (PDF) lưu trữ ngày 27 tháng 5 năm 2010. Truy cập ngày 14 tháng 11 năm 2008.
16. R. C. Martin, J. B. Knauer, P. A. Balo (1999). PDF “Production, Distribution, and Applications of Californium-252 Neutron Sources” Kiểm tra giá trị |url= (trợ giúp). Applied Radiation and Isotopes. 53 (4–5): 785. doi:10.1016/S0969-8043(00)00214-1. PMID 11003521. Đã bỏ qua tham số không rõ |issues= (trợ giúp)
17. Synthesis of transuranium elements, Encyclopædia Britannica
18. Cunningham 1968, tr. 106
19. Emsley 2001, tr. 90
20. Husted, Robert (ngày 15 tháng 12 năm 2003). “Californium”. Periodic Table of the Elements. Los Alamos National Laboratory. Bản gốc lưu trữ ngày 5 tháng 9 năm 2010. Truy cập ngày 25 tháng 4 năm 2010.
21. Emeleus, H. J. (1987). Advances in Inorganic Chemistry. Academic Press. tr. 33. ISBN 978-0-12-023631-2.
22. Greenwood 1997, tr. 1272Lỗi harv: không có mục tiêu: CITEREFGreenwood1997 (trợ giúp)
23. Cotton 1999, tr. 1163Lỗi harv: không có mục tiêu: CITEREFCotton1999 (trợ giúp)
24. ^ Cunningham 1968, tr. 105
25. Cotton, Simon (2006). Lanthanide and Actinide Chemistry. West Sussex, England: John Wiley & Sons. tr. 168. ISBN 047001005 Kiểm tra giá trị |isbn=: số con số (trợ giúp).
26. Cuningham 1968, tr. 105Lỗi harv: không có mục tiêu: CITEREFCuningham1968 (trợ giúp)

Nguồn

• Cotton, F. Albert; Wilkinson, Geoffrey; Murillo, Carlos A.; Bochmann, Manfred (1999). Advanced Inorganic Chemistry (ấn bản thứ 6). John Wiley & Sons. ISBN 978-0-471-19957-1.
• Cunningham, B. B. (1968). “Californium”. Trong Hampel, Clifford A. (biên tập). 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 (ấn bản thứ 2). Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-7506-3365-9.
• Haire, Richard G. (2006). “Californium”. Trong Morss, Lester R.; Edelstein, Norman M.; Fuger, Jean (biên tập). The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements (ấn bản thứ 3). 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 biên tập (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.
• Lide, David R. biên tập (2006). Handbook of Chemistry and Physics (ấn bản thứ 87). CRC Press, Taylor & Francis Group. ISBN 978-0-8493-0487-3.
• 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. biên tập (2006). The Merck Index: An Encyclopedia of Chemicals, Drugs, and Biologicals (ấn bản thứ 14). 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. (biên tập). One Hundred Years after the Discovery of Radioactivity. Oldenbourg Wissenschaftsverlag. ISBN 978-3-486-64252-0.^{[liên kết hỏng]}
• Seaborg, Glenn T. (2004). “Californium”. Trong Geller, Elizabeth (biên tập). Concise Encyclopedia of Chemistry. McGraw-Hill. tr. 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.
• Walker, Perrin; Tarn, William H. biên tập (1991). Handbook of Metal Etchants. CRC Press. ISBN 978-0-8493-3623-2.
• Weeks, Mary Elvira; Leichester, Henry M. (1968). “21: Modern Alchemy”. Discovery of the Elements. Journal of Chemical Education. tr. 848–850. ISBN 978-0-7661-3872-8. LCCN 68015217.

Liên kết ngoài

• WebElements.com - Californium
• NuclearWeaponArchive.org - Californium
• It's Elemental - Californium
• Hazardous Substances Databank – Californium, Radioactive