Californi

(đổi hướng từ Californium)

Californi là một nguyên tố hóa học kim loại tổng hợp có tính phóng xạ, thuộc nhóm actini, có ký hiệu Cfsố 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,  98Cf
Californium.jpg
Tính chất chung
Tên, ký hiệuCaliforni, Cf
Phiên âm/ˌkæl[invalid input: 'ɨ']ˈfɔːrniəm/
KAL-ə-FOR-nee-əm
Hình dạngÁnh kim bạc
Californi trong bảng tuần hoàn
Hiđrô (diatomic nonmetal)
Hêli (noble gas)
Liti (alkali metal)
Berili (alkaline earth metal)
Bo (metalloid)
Cacbon (polyatomic nonmetal)
Nitơ (diatomic nonmetal)
Ôxy (diatomic nonmetal)
Flo (diatomic nonmetal)
Neon (noble gas)
Natri (alkali metal)
Magiê (alkaline earth metal)
Nhôm (post-transition metal)
Silic (metalloid)
Phốtpho (polyatomic nonmetal)
Lưu huỳnh (polyatomic nonmetal)
Clo (diatomic nonmetal)
Argon (noble gas)
Kali (alkali metal)
Canxi (alkaline earth metal)
Scandi (transition metal)
Titani (transition metal)
Vanadi (transition metal)
Chrom (transition metal)
Mangan (transition metal)
Sắt (transition metal)
Coban (transition metal)
Niken (transition metal)
Đồng (transition metal)
Kẽm (transition metal)
Gali (post-transition metal)
Gecmani (metalloid)
Asen (metalloid)
Selen (polyatomic nonmetal)
Brom (diatomic nonmetal)
Krypton (noble gas)
Rubidi (alkali metal)
Stronti (alkaline earth metal)
Yttri (transition metal)
Zirconi (transition metal)
Niobi (transition metal)
Molypden (transition metal)
Tecneti (transition metal)
Rutheni (transition metal)
Rhodi (transition metal)
Paladi (transition metal)
Bạc (transition metal)
Cadimi (transition metal)
Indi (post-transition metal)
Thiếc (post-transition metal)
Antimon (metalloid)
Telua (metalloid)
Iốt (diatomic nonmetal)
Xenon (noble gas)
Xêsi (alkali metal)
Bari (alkaline earth metal)
Lantan (lanthanide)
Xeri (lanthanide)
Praseodymi (lanthanide)
Neodymi (lanthanide)
Promethi (lanthanide)
Samari (lanthanide)
Europi (lanthanide)
Gadolini (lanthanide)
Terbi (lanthanide)
Dysprosi (lanthanide)
Holmi (lanthanide)
Erbi (lanthanide)
Thuli (lanthanide)
Ytterbi (lanthanide)
Luteti (lanthanide)
Hafni (transition metal)
Tantan (transition metal)
Wolfram (transition metal)
Rheni (transition metal)
Osmi (transition metal)
Iridi (transition metal)
Platin (transition metal)
Vàng (transition metal)
Thuỷ ngân (transition metal)
Tali (post-transition metal)
Chì (post-transition metal)
Bitmut (post-transition metal)
Poloni (post-transition metal)
Astatin (metalloid)
Radon (noble gas)
Franxi (alkali metal)
Radi (alkaline earth metal)
Actini (actinide)
Thori (actinide)
Protactini (actinide)
Urani (actinide)
Neptuni (actinide)
Plutoni (actinide)
Americi (actinide)
Curi (actinide)
Berkeli (actinide)
Californi (actinide)
Einsteini (actinide)
Fermi (actinide)
Mendelevi (actinide)
Nobeli (actinide)
Lawrenci (actinide)
Rutherfordi (transition metal)
Dubni (transition metal)
Seaborgi (transition metal)
Bohri (transition metal)
Hassi (transition metal)
Meitneri (unknown chemical properties)
Darmstadti (unknown chemical properties)
Roentgeni (unknown chemical properties)
Copernixi (transition metal)
Nihoni (unknown chemical properties)
Flerovi (post-transition metal)
Moscovi (unknown chemical properties)
Livermori (unknown chemical properties)
Tennessine (unknown chemical properties)
Oganesson (unknown chemical properties)
Dy

Cf

(Uqo)
BerkeliCaliforniEinsteini
Số nguyên tử (Z)98
Khối lượng nguyên tử chuẩn (Ar)(251) [1]
Phân loại  nhóm actini
Nhóm, phân lớpn/af
Chu kỳChu kỳ 7
Cấu hình electron[Rn] 5f10 7s2 [2]
mỗi lớp
2, 8, 18, 32, 28, 8, 2
Tính chất vật lý
Trạng thái vật chấtChất rắn
Nhiệt độ nóng chảy1173 K ​(900 [1] °C, ​1652 °F)
Mật độ15.1[1] g·cm−3 (ở 0 °C, 101.325 kPa)
Tính chất nguyên tử
Trạng thái ôxy hóa2, 3, 4 [3]
Độ âm điện1,3 [4] (Thang Pauling)
Năng lượng ion hóaThứ nhất: 608 [5] kJ·mol−1
Thông tin khác
Độ cứng theo thang Mohs3–4[6]
Số đăng ký CAS7440-71-3 [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 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 điểmSửa đổi

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 họcSửa đổi

Có ít hợp chất californi được tạo ra và nghiên cứu. Ion californi duy nhất ổn định trong dung dịchcation 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 khảoSửa đổi

  1. ^ a b c d CRC 2006, tr. 4.56.
  2. ^ CRC 2006, tr. 1.14.
  3. ^ Greenwood 1997, tr. 1265.
  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.Quản lý CS1: nhiều tên: danh sách tác giả (liên kết)
  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. Truy cập ngày 14 tháng 11 năm 2008.Quản lý CS1: nhiều tên: danh sách tác giả (liên kết)[liên kết hỏng]
  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)Quản lý CS1: nhiều tên: danh sách tác giả (liên kết)
  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. 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. 1272
  23. ^ Cotton 1999, tr. 1163
  24. ^ a b 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. 105

Liên kết ngoàiSửa đổi