კალიფორნიუმი
98 Cf
[251]
5f10 7s2

კალიფორნიუმი — მენდელეევის ცხრილის მეშვიდე პერიოდის რადიოაქტიური ქიმიური ელემენტი, აქტინოიდი, ერთ-ერთი ყველაზე ძვირადღირებული ლითონი დედამიწაზე[1].

კალიფორნიუმი, 98Cf
Californium.jpg
ზოგადი თვისებები
ელემენტის ფერი მოვერცხლისფრო-თეთრი
სტანდ. ატომური
მასა
Ar, სტან.(Cf)
საყოველთაოდ
მიღებული: [251]
კალიფორნიუმი პერიოდულ სისტემაში
წყალბადი ჰელიუმი
ლითიუმი ბერილიუმი ბორი ნახშირბადი აზოტი ჟანგბადი ფთორი ნეონი
ნატრიუმი მაგნიუმი ალუმინი სიცილიუმი ფოსფორი გოგირდი ქლორი არგონი
კალიუმი კალციუმი სკანდიუმი ტიტანი ვანადიუმი ქრომი მანგანუმი რკინა კობალტი ნიკელი სპილენძი თუთია გალიუმი გერმანიუმი დარიშხანი სელენიუმი ბრომი კრიპტონი
რუბიდიუმი სტრონციუმი იტრიუმი ცირკონიუმი ნიობიუმი მოლიბდენი ტექნეციუმი რუთენიუმი როდიუმი პალადიუმი ვერცხლი კადმიუმი ინდიუმი კალა სტიბიუმი ტელური იოდი ქსენონი
ცეზიუმი ბარიუმი ლანთანი ცერიუმი პრაზეოდიმიუმი ნეოდიმიუმი პრომეთიუმი სამარიუმი ევროპიუმი გადოლიმიუმი ტერბიუმი დისპროზიუმი ჰოლმიუმი ერბიუმი თულიუმი იტერბიუმი ლუტეციუმი ჰაფნიუმი ტანტალი ვოლფრამი რენიუმი ოემიუმი ირიდიუმი პლატინა ოქრო Mercury (element) თალიუმი ტყვია ბისმუტი პოლონიუმი ასტატი რადონი
ფრანციუმი რადიუმი აქტინიუმი თორიუმი პროტაქტინიუმი ურანი (ელემენტი) ნეპტუნიუმი პლუტონიუმი ამერიციუმი კიურიუმი ბერკელიუმი კალიფორნიუმი აინშტაინიუმი ფერმიუმი მენდელევიუმი ნობელიუმი ლოურენსიუმი რეზერფორდიუმი დუბნიუმი სიბორგიუმი ბორიუმი ჰასიუმი მეიტნერიუმი დარმშტადტიუმი რენტგენიუმი კოპერნიციუმი ნიჰონიუმი ფლეროვიუმი მოსკოვიუმი ლივერმორიუმი ტენესიუმი ოგანესონი
Dy

Cf

(Upb)
ბერკელიუმიკალიფორნიუმიაინშტაინიუმი
ატომური ნომერი (Z) 98
ჯგუფი (აქტინოიდები)
პერიოდი პერიოდი 7
ბლოკი f-ბლოკი
ელექტრონული კონფიგურაცია [Rn] 5f10 7s2
ელექტრონი გარსზე 2, 8, 18, 32, 28, 8, 2
ელემენტის ატომის სქემა
Electron shell 097 Berkelium.svg
ფიზიკური თვისებები
აგრეგეგატული მდგომ. ნსპ-ში მყარი სხეული
დნობის
ტემპერატურა
900 °C ​(1173 K, ​​1652 °F)
დუღილის
ტემპერატურა
1470 °C ​(1743 K, ​​2678 °F)
სიმკვრივე (ო.ტ.) 15,1 გრ/სმ3
ატომის თვისებები
ჟანგვის ხარისხი +2, +3, +4, +5
ელექტროდული პოტენციალი Cf←Cf3+ -1,93
Cf←Cf2+ -2,1
ელექტრო­უარყოფითობა პოლინგის სკალა: 1,3
იონიზაციის ენერგია
  • 1: 608 კჯ/მოლ
Californium spectrum visible.png
კალიფორნიუმის სპექტრალური ზოლები
სხვა თვისებები
მესრის სტრუქტურა ჰექსაგონალური
Hexagonal.svg
მესრის პერიოდი 11,03 Å
ხვედრითი თბოტევადობა 29 /(K·მოლ)
მაგნეტიზმი პარამაგნეტიკი
მოოსის მეთოდი 3–4
CAS ნომერი 7440-71-3
ისტორია
აღმოჩენილია Lawrence Berkeley National Laboratory (1950)
კალიფორნიუმის მთავარი იზოტოპები
იზო­ტოპი გავრცე­ლება­დობა ნახევ.
დაშლა
(t1/2)
რადიო.
დაშლა
პრო­დუქტი
248Cf syn 333,5 d α (100%) 244Cm
SF (2,9×10−3%)
249Cf syn 351 y α (100%) 245Cm
SF (5,0×10−7%)
250Cf syn 13,08 y α (99,92%) 246Cm
SF (0,08%)
251Cf syn 898 y α 247Cm
252Cf syn 2,645 y α (96,91%) 248Cm
SF (3,09%)
253Cf syn 17,81 d β (99,69%) 253Es
α (0,31%) 249Cm
254Cf syn 60,5 d SF (99,69%)
α (0,31%) 250Cm

ისტორიარედაქტირება

მიღებული ხელოვნურად 1950 წელს სიბორგის ჯგუფის მიერ კალიფორნიის უნივერსიტეტი ბერკლიში.

კალიფორნიუმის პირველი მყარი შენაერთები — 249Cf2O3 и 249CfOCl მიღებული იქნა 1958 წელს.

სახელწოდების წარმოშობარედაქტირება

სახელი მიენიჭა კალიფორნიის ბერკლის უნივერსიტეტის საპატივცემლოდ, სადაც იქნა მიღებული. როგორც ავტორები წერდნენ, ამ სახელწოდებით მათ უნდოდათ მიენიშნებინათ, რომ ახალი ელემენტის აღმოჩენა ისევე ძნელი იყო მათთვის, როგორც საუკუნის წინათ ამერიკის პიონერების მიერ კალიფორნიამდე მიღწევა.

მიღებარედაქტირება

კალიფორნიუმს აწარმოებენ ორ ადგილას: დიმიტროვგრადი რუსეთის ფედერაციაში და ოკ-რიჯის ეროვნული ლაბორატორიაში აშშ.

ერთი გრამი კალიფორმიუმის მისაღებად პლუტონიუმზე ან კიურიუმზე აწარმოებენ ხანგრძლივ ნეიტრონულ დასხივებას ბირთვულ რეაქტორში, 8 თვიდან 1,5 წლამდე. შემდეგ მიღებული დასხივებული პროდუქტიდან ქიმიური გზით გამოყოფენ კალიფორნიუმს.

ლითონურ კალიფორნიუმს მიიღებენ კალიფორნიუმის ფტორიდიდან CfF3 ლითიუმის მეშვეობით აღდგენით:

 

ან კალიფორნიუმის ოქსიდის Cf2O3 კალციუმის მეშვეობით აღდგენით:

 

სხვა აქტინოიდებისაგან კალიფორნიუმს გამოყოფენ ექსტრაქციის და ქრომატოგრაფიის მეთოდებით.

ფიზიკური და ქიმიური თვისებებირედაქტირება

კალიფორნიუმი — მეტად "მფრინავი" ლითონია. არსებობს ორი პოლიმორფული მოდიფიკაციის სახით. 600 °C-ზე დაბლა მდგრადია α-მოდიფიკაცია ჰექსოგონალური მესრით (პარამეტრები а = 0,339 ნმ, с = 1,101 ნმ), 600 °C-ზე მაღლა — β-მოდიფიკაცია კუბური წახნაგცენტრირებული მესრით. ლითონის დნობის ტემპერატურა 900 °C, დუღილის ტემპერატურა 1227 °C.

ქიმიური თვისებებით კალიფორნიუმი ჰგავს ლანთანოიდებს. კალიფორნიუმის სინთეზირებული ჰალოგენიდებია — CfX3 (X — ჰალოგენის ატომი), ოქსიჰალოგენოდებია — CfOX. კალიფორნიუმის დიოქსიდის მისაღებად CfO2 ოქსიდს Cf2O3 ჟანგავენ წნევის 10 მპა. ქვეშ ჟაგბადის გახურებით. ხსნარებში Cf4+ მიიღებენ, Cf3+ შენაერთებზე ძლიერი მჟანგავების ზემოქმედებით. სინთეზირებულია სინთეზირებულია მყარი კალიფორნიუმის დიოდიდი CfI2. Cf3+-ის წყლის ხსნარებიდან აღადგენენ ელექტროქიმიურად Cf2+-მდე.

იზოტოპებირედაქტირება

ცნობილია კალიფორნიუმის 17 იზოტოპი, რომელთაგან ყველაზე სტაბილურია 251Cf რომლის ნახევრადდაშლის პერიოდია T1/2=900 წელი, 249Cf (T1/2=351 წელი), 250Cf (T1/2=13,08 წელი) და 252Cf (T1/2=2,645 წელი). ბოლო იზოტოპს ააქვს მაღალი ნეიტრონების გამრავლების კოეფიციენტი (3-ზე მეტი) და კრიტიკული მასა მიახლოებით 5 კგ[2] (ლითონის სფეროსათვის). 1 გრამი 252Cf უშვებს (ასხივებს) მიახლოებით 3×1012 ნეიტრონს წამში[3]. 251Cf მოიხსენიება ჩინგიზ აბდულაევის წიგნში «დაშლის სიმბოლოები» როგორც მინიატურული ატომური ბომბის «ბირთვული ჩემოდანის» ელემენტი.

გამოყენებარედაქტირება

ყველაზ ემეტი გამოყენება ჰპოვა იზოტოპმა - 252Cf. ის გამოიყენება ნეიტრონულ-აქტივაციურ ანალიზში როგორც ნეიტრონების მძლავრი წყარო, სიმსივნეების სხივურ თერაპიაში. ამას გარდა, იზოტოპი 252Cf გამოიყენება სპონტანური ბირთვის გაყოფის ექსპერიმენტებში. კალიფორნიუმი წარმოადგენს ძალიან ძვირად ღირებულ ლითონს. 1 გრამი იზოტოპ 252Cf-ის ფასია მიახლოებით 250 მლნ. აშშ დოლარი, და ეს საკმაოდ სამართლიანია, რადგანაც ყოველ წელს მიიღებენ 20–40 მილიგრამს, ხოლო საერთო მსოფლიო რეზერვი არ აღემატება 8 გრამს.[4]

80-100 მევ ენერგიის მქონე კაიფორნიუმი-252-ის (252Cf) ბირთვის დაშლის პროდუქტები გამოიყენება სპექტომეტრიაში ნიმუშების ბომბარდირებისათვის და მათი იონიზაციისათვის (იხ. პლაზმური დესორბციული იონიზაცია). იზოტოპ 252Cf-ის ბირთვის გაყოფისას წარმოიქმნება საწინააღმდეგო მიმართულებით მოძრავი ნაწილაკები. ნაწილაკების ერთი ნაწილი ხვდება ტრიგერულ დეტექტორში და იძლევა სიგნალს დროის ათვლის დაწყების შესახებ. სხვა ნაწილაკების ნაწილი ხვდება ნიმუშის მატრიცაში, და ამოაგდებს იონებს, რომლებიც მიემართებიან დროისმფრინავ მასების - სპექტომეტრში (time of flight mass spectrometer, TOF-MS).[5]

ფიზიოლოგიური მოქმედებარედაქტირება

252Cf-ის რადიონუკლიდები ძალიან ტოქსიკურია. მისი ზღვრული დასაშვები კონცენტრაცია (ზდკ) ღია ყალსაცავების წყალში შეადგენს 1,33×10−4 ბკ/ლ.

რესურსები ინტერნეტშირედაქტირება

ვიკისაწყობში არის გვერდი თემაზე:

სქოლიორედაქტირება

  1. The Most Expensive Substances in the World -> Californium. დაარქივებულია ორიგინალიდან — 2016-05-05. ციტირების თარიღი: 2018-12-10.
  2. Final Report, Evaluation of nuclear criticality safety data and limits for actinides in transport, Republic of France, Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire, Département de Prévention et d'étude des Accidents.
  3. კალიფორნიუმი. წიგნი. მეცნიერება და ტექნიკა. დაარქივებულია ორიგინალიდან — 2011-08-22. ციტირების თარიღი: 2010-08-23.
  4. The Most Expensive Substances in the World -> Californium
  5. Р.Сильверстейн и др., Спектрометрическая идентификация органических соединений, 2011. — გვ. 575, ISBN 978-5-94-774-392-0.