Калифорнијум
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.
 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Општа својства | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Име, симбол | калифорнијум, Cf | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Изглед | сребрнаст | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| У периодном систему | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Атомски број (Z) | 98 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Група, периода | група Н/Д, периода 7 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Блок | f-блок | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Категорија | актиноид | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Масени број | 251 (најстабилнији изотоп) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Ел. конфигурација | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
по љускама | 2, 8, 18, 32, 28, 8, 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Физичка својства | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Тачка топљења | 1173 K (900 °C, 1652 °F)[1] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Тачка кључања | 1743 K (1470 °C, 2678 °F) (процена)[2] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Густина при с.т. | 15,1 g/cm3[1] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Атомска својства | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Електронегативност | 1,3[3] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Енергије јонизације | 1: 608 kJ/mol[4] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Остало | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Кристална структура | дупла збијена хексагонална (dHCP)  | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Мосова тврдоћа | 3–4[5] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| CAS број | 7440-71-3[1] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Историја | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Именовање | по Калифорнији, где је откривен | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Откриће | Национална лабораторија Лоренс Беркли (1950) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Главни изотопи[6][7] | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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 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
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
96Cm) 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]
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][а] 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
- ^ 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
- ^ а б в г CRC 2006, стр. 4.56.
- ^ 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.
- ^ Emsley 1998, стр. 50.
- ^ CRC 2006, стр. 10.204.
- ^ CRC 1991, стр. 254.
- ^ CRC 2006, стр. 11.196.
- ^ NNDC contributors (2008). Sonzogni, Alejandro A. (Database Manager), ур. „Chart of Nuclides”. National Nuclear Data Center, Brookhaven National Laboratory. Архивирано из оригинала 22. 08. 2011. г. Приступљено 1. 3. 2010.
- ^ 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.
- ^ 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.
- ^ 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.
- ^ 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. Архивирано из оригинала (PDF) 19. 01. 2012. г. Приступљено 30. 12. 2020.
- ^ Seaborg, G. T. (1996). Adloff, J. P., ур. One Hundred Years after the Discovery of Radioactivity. Oldenbourg Wissenschaftsverlag. ISBN 978-3-486-64252-0.[мртва веза]
- ^ 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.
- ^ Heiserman, David L. (1992). Element 98: Californium. Exploring Chemical Elements and their Compounds. TAB Books. ISBN 978-0-8306-3018-9.
- ^ 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.
- ^ Jakubke, Hans-Dieter; Jeschkeit, Hans (1994). Concise Encyclopedia Chemistry. Walter de Gruyter. ISBN 978-3-11-011451-5., prev. Eagleson, Mary
- ^ „Element 98 Prepared”. Science News Letters. 78 (26). 1. 12. 1960.
<ref> ознака „science78” дефинисана у <references> групи „” нема садржаја.Литература уреди
- Cotton, F. Albert; Wilkinson, Geoffrey; Murillo, Carlos A.; Bochmann, Manfred (1999). Advanced Inorganic Chemistry (6th изд.). John Wiley & Sons. ISBN 978-0-471-19957-1.
- CRC contributors (1991). Walker, Perrin; Tarn, William H., ур. Handbook of Metal Etchants. CRC Press. ISBN 978-0-8493-3623-2.
- CRC contributors (2006). Lide, David R., ур. Handbook of Chemistry and Physics (87th изд.). CRC Press, Taylor & Francis Group. ISBN 978-0-8493-0487-3.
- Cunningham, B. B. (1968). „Californium”. Ур.: Hampel, Clifford A. 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 (2nd изд.). Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-7506-3365-9.
- Haire, Richard G. (2006). „Californium”. Ур.: Morss, Lester R.; Edelstein, Norman M.; Fuger, Jean. The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements (3rd изд.). 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, ур. (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.
- 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., ур. (2006). The Merck Index: An Encyclopedia of Chemicals, Drugs, and Biologicals (14th изд.). 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., ур. One Hundred Years after the Discovery of Radioactivity. Oldenbourg Wissenschaftsverlag. ISBN 978-3-486-64252-0.[мртва веза]
- Seaborg, Glenn T. (2004). „Californium”. Ур.: Geller, Elizabeth. Concise Encyclopedia of Chemistry. McGraw-Hill. стр. 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.
- 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. LCCN 68015217.
