Californio
| Californio | ||||
|---|---|---|---|---|
| ← Berkeley | einstenio → | ||||
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| Apariencia de una sustancia simple. | ||||
| Metal radiactivo blanco plateado | ||||
| Propiedades del átomo | ||||
| Nombre, símbolo, número | Californio (Cf), 98 | |||
| Masa atómica ( masa molar ) |
251.0796 a. m.e. ( g / mol ) | |||
| Configuración electrónica | [Rn] 5f 10 7s 2 | |||
| Radio del átomo | 295 horas | |||
| Propiedades químicas | ||||
| Electronegatividad | 1.3 (escala de Pauling) | |||
| Potencial de electrodo |
Cf ← Cf 3+ : -1,93 V Cf ← Cf 2+ : -2,1 V |
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| Estados de oxidación | +2, +3, +4 | |||
| Propiedades termodinámicas de una sustancia simple. | ||||
| Densidad (en n.a. ) | 15,1 g/cm³ | |||
| Temperatura de fusión | 1173,15 K (900 [1] °C, 1652 °F) | |||
| Temperatura de ebullición | estimado 1743 K (1470 ° C) | |||
| Capacidad calorífica molar | 29 [2] J/(K mol) | |||
| La red cristalina de una sustancia simple. | ||||
| Estructura de celosía | hexagonal | |||
| Parámetros de celosía | a = 3,38, c = 11,03 [3] | |||
| relación c / a | 3.26 | |||
| número CAS | 7440-71-3 | |||
| 98 | Californio |
| cf(251) | |
| 5f 10 7s 2 | |
El californio es un elemento químico radiactivo artificial, actínido , denotado Cf , que tiene el número atómico 98 en el sistema periódico de Mendeleev . Se conocen radioisótopos con números de masa 237-256 . No tiene isótopos estables [4] .
Este elemento fue sintetizado por primera vez en 1950 en el Laboratorio Nacional. Lawrence en Berkeley (entonces el Laboratorio de Radiación de la Universidad de California) bombardeando curio con partículas alfa (iones helio-4). El actínido, el sexto elemento transuránico jamás sintetizado, tiene la segunda masa atómica más alta de cualquier elemento que se haya producido en cantidades suficientes para ser visible a simple vista (después del einstenio ). El elemento lleva el nombre del estado de California y la universidad de ese estado.
Historia
Obtenido artificialmente en 1950 por los físicos estadounidenses S. Thompson, K. Street, A. Giorso y G. Seaborg en la Universidad de California en Berkeley mediante irradiación con partículas α aceleradas de 242 cm [4] .
Los primeros compuestos sólidos de California - 249 Cf 2 O 3 y 249 CfOCl se obtuvieron en 1958 .
Origen del nombre
El nombre de la Universidad de California, Berkeley , donde se recibió. Tal y como escribieron los autores, con este nombre querían indicar que para ellos era tan difícil descubrir un nuevo elemento como lo fue para los pioneros de América llegar a California hace un siglo .
Conseguir
El californio se produce en dos lugares: RIAR en Dimitrovgrad (Rusia), Laboratorio Nacional de Oak Ridge en los EE. UU.
Para producir un gramo de californio, plutonio o curio se somete a una irradiación de neutrones prolongada en un reactor nuclear , de 8 meses a 1,5 años. Luego, el californio se aísla de los productos de irradiación resultantes por medios químicos.
El californio metálico se obtiene reduciendo el fluoruro de californio CfF 3 con litio :
o óxido de californio Cf 2 O 3 con calcio :
.
El californio se separa de otros actínidos mediante extracción y métodos cromatográficos .
Propiedades físicas y químicas
El californio es un metal blanco plateado [5] con un punto de fusión de 900 ± 30 °C y un punto de ebullición estimado de 1470 °C [6] . El metal puro es maleable y se corta fácilmente con una cuchilla. El californio metálico comienza a evaporarse a temperaturas superiores a 300 °C al vacío [7] . Forma aleaciones con metales lantánidos, pero se sabe poco sobre ellos [7] .
California es un metal extremadamente volátil. Existe en dos modificaciones polimórficas. Por debajo de 600 °C, la modificación α con una red hexagonal es estable (parámetros a = 0,339 nm, c = 1,101 nm), por encima de 600 °C, la modificación β con una red cúbica centrada en las caras. El punto de fusión del metal es de 900 °C, el punto de ebullición es de 1227 °C.
En términos de propiedades químicas, el californio es similar a otros actínidos [4] . Se han sintetizado haluros de californio CfX 3 y oxihaluros CfOX. Para obtener el dióxido de California se oxida el óxido de CfO 2 Cf 2 O 3 calentándolo con oxígeno a una presión de 10 MPa. En solución, el Cf 4+ se obtiene actuando sobre compuestos Cf 3+ con agentes oxidantes fuertes. Se sintetizó diyoduro de californio CfI2 sólido . A partir de soluciones acuosas, Cf 3+ se puede reducir electroquímicamente a Cf 2+ .
Isótopos
Hay 17 isótopos conocidos de California, los más estables son 251 Cf con una vida media T 1/2 = 900 años, 249 Cf ( T 1/2 = 351 años), 250 Cf ( T 1/2 = 13,08 años) y 252 Cf ( T 1/2 = 2.645 años) [8] . Este último isótopo tiene un factor de multiplicación de neutrones elevado (superior a 3) y una masa crítica de unos 5 kg [9] (para una bola de metal). Un gramo de 252 Cf emite alrededor de 3⋅10 12 neutrones por segundo [10] .
Aplicación
El isótopo 252 Cf encontró la mayor aplicación. Se utiliza como una poderosa fuente de neutrones en análisis de activación de neutrones , en radioterapia de tumores . Además, el isótopo 252Cf se utiliza en experimentos para estudiar la fisión nuclear espontánea . El californio es un metal extremadamente caro. El precio de 1 gramo del isótopo 252 Cf es de unos 4 millones de dólares estadounidenses, y está bastante justificado, ya que anualmente se obtienen 40-60 miligramos [11] .
Los productos de descomposición de los núcleos de californio-252 ( 252 Cf) con una energía del orden de 80-100 MeV se utilizan para bombardear e ionizar muestras en espectrometría (ver Ionización por desorción de plasma ). La fisión del núcleo de 252 Cf da lugar a partículas que se mueven en direcciones opuestas. Una de las partículas golpea el detector de activación y señala el inicio de la cuenta regresiva. Otra partícula golpea la matriz de la muestra, eliminando iones que se envían al espectrómetro de masas de tiempo de vuelo [12] .
El isótopo 249 Cf se utiliza en la investigación científica. Cuando se trabaja con él, no se requiere protección contra la radiación de neutrones [4] .
Acción fisiológica
El radionucleido 252 Cf es altamente radiotóxico. MPC en el agua de embalses abiertos es 1.33⋅10 −4 Bq /l.
Al ingresar al cuerpo, solo el 0,05% del californio ingresa a la sangre, de esta cantidad, aproximadamente el 65% ingresa al esqueleto, donde se adsorbe en el tejido óseo, el 25% ingresa al hígado y el 10% restante se acumula en otros órganos o son excretado del cuerpo [ 13] .
La radiación de California interfiere con la producción de glóbulos rojos. Californium-249 y Californium-251 emiten radiación gamma [14] .
Notas
- ↑ Colaboradores de CRC. Manual de química y física (sin especificar) / ed. David R. Lide. - 87ª ed.. - 2006. - Pág. 4.56. - ISBN 978-0-8493-0487-3 .
- ↑ Editorial: Knunyants I. L. (editor en jefe). Enciclopedia química: en 5 volúmenes - Moscú: Enciclopedia soviética, 1990. - T. 2. - S. 286. - 671 p. — 100.000 copias.
- ↑ WebElements Tabla periódica de los elementos | california | estructuras cristalinas . Consultado el 10 de agosto de 2010. Archivado desde el original el 2 de septiembre de 2010.
- ↑ 1 2 3 4 Kiselev, 2008 .
- ↑ Jakubke, 1994 , pág. 166.
- ↑ Haire, 2006 , pág. 1522-1523
- ↑ 1 2 Haire, 2006 , pág. 1526.
- ↑ Audi G. , Bersillon O. , Blachot J. , Wapstra AH La evaluación NUBASE de las propiedades nucleares y de descomposición // Física nuclear A . - 2003. - T. 729 . - S. 3-128 . -doi : 10.1016/ j.nuclphysa.2003.11.001 . - .
- ↑ Informe final, Evaluación de datos de seguridad de criticidad nuclear y límites para actínidos en el transporte Archivado desde el original el 22 de agosto de 2011. , República de Francia, Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire, Departamento de Prevención y Estudio de Accidentes.
- ↑ California. Libros. Ciencia y Tecnología . Consultado el 23 de agosto de 2010. Archivado desde el original el 23 de agosto de 2011.
- ↑ Las sustancias más caras del mundo -> Californium . Archivado el 5 de mayo de 2016 en Wayback Machine .
- ↑ R. Silverstein et al.. Identificación espectrométrica de compuestos orgánicos. - 2011. - P. 16-17. — 575 pág. - ISBN 978-5-94-774-392-0 .
- ↑ Colaboradores de ANL. Hoja informativa sobre la salud humana: Californium . Laboratorio Nacional de Argonne (agosto de 2005). Archivado desde el original el 21 de julio de 2011.
- ↑ Cunningham, 1968 , pág. 106.
Literatura
- California / Kiselev Yu. M. // Islandia - Cancillería. - M .: Gran Enciclopedia Rusa, 2008. - P. 521. - ( Gran Enciclopedia Rusa : [en 35 volúmenes] / editor en jefe Yu. S. Osipov ; 2004-2017, v. 12). - ISBN 978-5-85270-343-9 .
- Cunningham, BB Californium // La Enciclopedia de los Elementos Químicos. — Reinhold Book Corporation, 1968.
- Haire, Richard G. Californium // La química de los elementos actínidos y transactínidos (inglés) / Morss, Lester R.; Edelstein, Norman M.; Fuger, Jean. — 3er. - Springer Science + Business Media , 2006. - ISBN 978-1-4020-3555-5 .
- Enciclopedia Concisa Química (neopr.) / Jakubke, Hans-Dieter; Jeschkeit, Hans. -Walter de Gruyter , 1994. -ISBN 978-3-11-011451-5 .
Enlaces
- California on Webelements Archivado el 10 de octubre de 2004 en Wayback Machine .
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