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Cf 98

Californium (Cf)

actinide
Periodo: 7 Blocco: f

Solid

Peso atomico standard

[251]

Configurazione elettronica

[Rn] 7s2 5f10

Punto di fusione

899,85 °C

Punto di ebollizione

N/D

Densità

1,51e+4 kg/m³

Stati di ossidazione

+2, +3, +4, +5

Elettronegatività (Pauling)

1,3

Energia di ionizzazione (1ª)

6,281878 eV

Anno della scoperta

1950

Raggio atomico

N/D

Dettagli

Origine del nome Named after the state and University of California.
Paese della scoperta United States
Scopritori G.T.Seaborg, S.G.Tompson, A.Ghiorso, K.Street Jr.

Californium is a synthetic actinide and one of the heaviest elements obtainable in microgram to milligram quantities. Its chemistry is dominated by the +3 oxidation state and resembles that of other late actinides and lanthanides, though +2 and +4 chemistry is also known under suitable conditions. The isotope ²⁵²Cf is notable for intense spontaneous fission neutron emission, making the element technologically significant despite its extreme scarcity.

Californium does not occur naturally in the Earth’s crust. It was first synthesized in 1950 by Glenn T. Seaborg and his team at the University of California using the reaction 242Cm (4He, n) 245Cf. The element was named for the state where it was first synthesized.

Californium is the second half of the actinide series where its f electrons are further removed or shielded from the valence electrons that those of the lighter actinides. Thus californium resembles the behavior of the lanthanide elements exhibiting divalent, trivalent, and tetravalent oxidation states in solid-state compounds. In solution, the trivalent state is the most stable however the divalent, tetravalent and a possible pentavalent state have been reported. The existence of Cf(V) is questionable.

Californium metal is fairly reactive. On standing in air or moisture, small pieces or foils of Cf metal quickly form an oxide but not in a violent reaction. Two methods have been successful for preparation of Cf metal: reduction of californium trifluoride with lithium metal at elevated temperature and using thorium or lanthanum metal to reduce californium oxide (R. G. Haire, 1982). The largest amount of metal prepared at one time was about 10 milligrams. The metal was eventually determined to be trivalent with a room-temperature double hexagonal close-packed structure. A face centered cubic structure has also been observed for californium metal at high temperature.

Some alloys and numerous solid-state compounds have been prepared with californium in spite of the fact that only small amounts of the element are available at any one time. Californium compounds include oxides, halides, oxyhalides, pnictides, chacogenides hydrides, tellurides, oxysulfate and oxysulfide to name a few. Some organo-californium coumpounds have also been prepared.

Because californium is a very efficient source of neutrons, many new uses are expected for it. It has already found use in neutron moisture gauges and in well-logging (the determination of water and oil-bearing layers). It is also being used as a portable neutron source for discovery of metals such as gold or silver by on-the-spot activation analysis. 252Cf is now being offered for sale by the Oak Ridge National Laboratory at a cost of $10/mg. As of May, 1975, more than 63 mg have been produced and sold. It has been suggested that californium may be produced in certain stellar explosions, called supernovae, for the radioactive decay of 254Cf (55-day half-life) agrees with the characteristics of the light curves of such explosions observed through telescopes. This suggestion, however, is questioned.

Further reading: Richard G. Haire (2006) Chapter 11, "The Chemistry of the Actinide and Transactinide Element," Third Edition, L. R. Morss, J. Fuger, and N. M. Edelstein, Eds, Springer Publishers.

This element reviewed and Updated by Dr. David Hobart, 2011

Californium was first produced by Stanley G. Thompson, Glenn T. Seaborg, Kenneth Street, Jr. and Albert Ghiorso working at the University of California, Berkeley, in 1950. They bombarded atoms of curium-242 with helium ions using a device known as a cyclotron. This produced atoms of californium-245, an isotope with a half-life of about 45 minutes, and a free neutron.

Californium, the sixth transuranium element to be discovered, was produced by Thompson, Street, Ghioirso, and Seaborg in 1950 by bombarding microgram quantities of 242Cm with 35 MeV helium ions in the Berkeley 60-inch cyclotronproducing 244Cf. Since the lanthanide homologue of californium (dysprosium) has a stable trivalent state in aqueous solution it was anticipated that californium would exhibit a stable trivalent state as well. This accurate prediction allowed for the successful chromatographic separation of californium from other actinides and for its unequivocal identification.

Immagini

Proprietà

Chimiche

Elettronegatività (Pauling)
1,3 Confronta Elettronegatività (Pauling) di tutti gli elementi →
Affinità elettronica
-0,5 eV (valore negativo — l'atomo non dovrebbe legare un elettrone extra)
Energia di ionizzazione (1ª)
6,281878 eV Confronta Energia di ionizzazione (1ª) di tutti gli elementi →
Energia di ionizzazione (2ª)
12,000041 eV Confronta Energia di ionizzazione (2ª) di tutti gli elementi →
Energia di ionizzazione (3ª)
22,400077 eV Confronta Energia di ionizzazione (3ª) di tutti gli elementi →
Energia di ionizzazione (4ª)
37,70013 eV Confronta Energia di ionizzazione (4ª) di tutti gli elementi →
Energia di ionizzazione (5ª)
51,900179 eV Confronta Energia di ionizzazione (5ª) di tutti gli elementi →
Stati di ossidazione
+2, +3, +4, +5 Confronta Stati di ossidazione di tutti gli elementi →
Elettroni di valenza
3 Confronta Elettroni di valenza di tutti gli elementi →
Configurazione elettronica
[Rn] 7s2 5f10

Termodinamiche

Calore di sublimazione
4,042079 eV
Calore di atomizzazione
4,042079 eV
Entalpia di atomizzazione
2,031404 eV

Nucleari

Protoni
98 Confronta Protoni di tutti gli elementi →
Neutroni
153 Confronta Neutroni di tutti gli elementi →
Isotopi noti
20 Confronta Isotopi noti di tutti gli elementi →
Isotopi stabili
0 Confronta Isotopi stabili di tutti gli elementi →
Numero di massa (isotopo più stabile)
251
Isotopo più stabile
Cf-251
Anno della scoperta
1950

Abbondanza

N/D

Struttura cristallina

N/D

Struttura elettronica

Elettroni per guscio
2, 8, 18, 32, 28, 8, 2 Confronta Elettroni per guscio di tutti gli elementi →

Identificativi

Numero CAS
7440-71-3 Confronta Numero CAS di tutti gli elementi →
Simbolo di termine
5I8
InChI
InChI=1S/Cf
Chiave InChI
HGLDOAKPQXAFKI-UHFFFAOYSA-N

Configurazione elettronica Misurato

Carica ionica
Protoni 98
Elettroni 98
Carica Neutro
Configurazione Cf: 5f¹⁰ 7s²
Configurazione elettronica
Misurato
[Rn] 5f¹⁰ 7s²
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 5s² 5p⁶ 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² 6p⁶ 5f¹⁰ 7s²
Diagramma degli orbitali
1s
2/2
2s
2/2
2p
6/6
3s
2/2
3p
6/6
4s
2/2
3d
10/10
4p
6/6
5s
2/2
4d
10/10
5p
6/6
6s
2/2
4f
14/14
5d
10/10
6p
6/6
7s
2/2
5f
10/14 4↑
Elettroni totali: 98 Spaiati: 4 ?

Modello atomico

Protoni 98
Neutroni 153
Elettroni 98
Numero di massa 251
Stabilità Radioattivo

Gli isotopi modificano il numero di neutroni, la massa e la stabilità — non la configurazione elettronica di un atomo neutro.

Modello atomico schematico, non in scala.

Impronta atomica

Spettro di emissione / assorbimento

0 / 0 (0 0 con intensità)
Misurato
Emissione Visibile: 380–750 nm

Distribuzione isotopica

Nessun isotopo stabile.

Numero di massaMassa atomica (u)Abbondanza naturaleEmivita
251 Radioattivo251,0795886 ± 0,0000048N/D898 anni
249 Radioattivo249,0748539 ± 0,0000023N/D351 anni
248 Radioattivo248,0721851 ± 0,0000057N/D333.5 giorni
255 Radioattivo255,09105 ± 0,00022N/D85 minuti
254 Radioattivo254,087324 ± 0,000013N/D60.5 giorni
Misurato

Fase / Stato

1 atm / 101,325 kPa
Solido 25 °C (298,15 K)

Motivo: 874,9 °C sotto il punto di sublimazione (899,85 °C)

Punto di sublimazione 899,85 °C
0 K Temperatura attuale: 25 °C 6000 K
Sequenza delle fasi

Schema non in scala

Solido
Gas
Sublimazione
25°C
Solido
Liquido
Gas
Attuale

Punti di transizione di fase

Punto di sublimazione Letteratura
899,85 °C
Fase attuale Calcolato
Solido

Energie di transizione

Calore di sublimazione Letteratura
4,042079 eV

Energia necessaria per sublimare 1 mol al punto di sublimazione

Densità

Densità di riferimento Letteratura
1,51e+4 kg/m³

In condizioni standard

Densità attuale Calcolato
1,51e+4 kg/m³

In condizioni standard

Spettri atomici

Sono visualizzati 10 di 98. Ordinamento per carica ionica crescente.

Righe disponibili ?

IoneCaricaRighe totaliProbabilità di transizioneDesignazioni dei livelli
Cf I 02600
Cf II +11000
Righe disponibili nel NIST →

Livelli disponibili ?

IoneCaricaLivelli
Cf I 02
Cf II +12
Cf III +22
Cf IV +32
Cf V +42
Cf VI +52
Cf VII +62
Cf VIII +72
Cf IX +82
Cf X +92
Livelli disponibili nel NIST →
98 Cf 251

Californium — Visualizzatore degli orbitali atomici

[Rn]7s25f10
Livelli energetici 2 8 18 32 28 8 2
Stati di ossidazione +2, +3, +4, +5
HOMO 5f n=5 · l=3 · m=-3
Californium — Anteprima del visualizzatore degli orbitali atomici
Three.js viene caricato soltanto su richiesta
98 Cf 251

Californium — Visualizzatore della struttura cristallina

Dati sulla struttura cristallina non disponibili

Raggi ionici

CaricaCoordinazioneSpinRaggio
+36N/D95 pm
+39N/D112.6 pm
+46N/D82.1 pm
+48N/D92 pm

Composti

Cf
251,080 u
Cf
249,075 u
Cf
252,082 u
Cf
250,076 u
Cf
246,069 u
Cf
248,072 u
Cf
251,080 u
Cf
254,087 u
Cf
253,085 u
Cf
244,066 u

Isotopi (5)

Twenty isotopes ranging in atomic mass from 237 to 256 have been reported for californium however the existence of the isotopes with mass of 237 and 238 has not yet been confirmed. The isotope 249Cf results from the beta decay of 249Bk while the heavier isotopes are produced by intense neutron irradiation by nuclear reactors or in thermonuclear explosions. The existence of the isotopes 249Cf, 250Cf, 251Cf, and 252Cf makes it feasible to isolate californium in weighable amounts so that its physicochemical properties can be investigated with macroscopic quantities. The first well-defined structure of a californium compound was the oxychloride by Cunningham and Wallmann a decade after discovery of the element. Microgram quantities of californium have been produced in the High Flux Isotope Reactor (HFIR) at Oak Ridge National Laboratory (ORNL) in Tennessee and in Dimitrovgrad high-flux reactors in Russia. Californium-252 is a very strong neutron emitter. One microgram releases 170 million neutrons per minute, which presents biological hazards. Cf-252 also decays by energetic alpha emission (half-life 2.65 years, 6.1 MeV). Proper safeguards should be used when handling californium isotopes.

Numero di massaMassa atomica (u)Abbondanza naturaleEmivitaModalità di decadimento
251 Radioattivo251,0795886 ± 0,0000048N/D898 anni
α ≈100%SF ?
249 Radioattivo249,0748539 ± 0,0000023N/D351 anni
α =100%SF =5.0e-7±0.4%
248 Radioattivo248,0721851 ± 0,0000057N/D333.5 giorni
α ≈100%SF =0.0029±0.3%
255 Radioattivo255,09105 ± 0,00022N/D85 minuti
β- =100%SF ?α ?
254 Radioattivo254,087324 ± 0,000013N/D60.5 giorni
SF =99.69±0.2%α =0.31±0.2%2β- ?
251 Radioattivo
Massa atomica (u) 251,0795886 ± 0,0000048
Abbondanza naturale N/D
Emivita 898 anni
Modalità di decadimento
α ≈100%SF ?
249 Radioattivo
Massa atomica (u) 249,0748539 ± 0,0000023
Abbondanza naturale N/D
Emivita 351 anni
Modalità di decadimento
α =100%SF =5.0e-7±0.4%
248 Radioattivo
Massa atomica (u) 248,0721851 ± 0,0000057
Abbondanza naturale N/D
Emivita 333.5 giorni
Modalità di decadimento
α ≈100%SF =0.0029±0.3%
255 Radioattivo
Massa atomica (u) 255,09105 ± 0,00022
Abbondanza naturale N/D
Emivita 85 minuti
Modalità di decadimento
β- =100%SF ? +1
254 Radioattivo
Massa atomica (u) 254,087324 ± 0,000013
Abbondanza naturale N/D
Emivita 60.5 giorni
Modalità di decadimento
SF =99.69±0.2%α =0.31±0.2% +1

Proprietà estese

Raggi covalenti (dati estesi)

Raggio covalente (Pyykkö)
168 pm
Raggio covalente (Pyykkö, legame doppio)
140 pm

Raggi di van der Waals

Alvarez
305 pm
UFF
331,3 pm

Scale di numerazione

Mendeleev
32
Pettifor
39
Glawe
42

Scale di elettronegatività

Ghosh
0

Polarizzabilità e dispersione

Polarizzabilità dipolare
122 a.u.
Polarizzabilità dipolare (inc.)
20 a.u.

Transizioni di fase e allotropi

Punto di fusione1173,15 K

Categorie degli stati di ossidazione

+3 main
+4 extended
+2 extended
+5 extended

Dati di riferimento avanzati

Dettaglio dei raggi cristallini (4)
CaricaCNSpinrcrystal (pm)Origine
3VI109from r^3 vs V plots,
4VI96,1from r^3 vs V plots,
4VIII106
3IX—126,6
Modalità di decadimento degli isotopi (47)
IsotopoModalitàIntensità
237A70%
237SF30%
237B+—
238SF97,5%
238A2,5%
239A65%
239B+—
240A98,5%
240SF1,5%
240B+—

Dati aggiuntivi

Riferimenti

(9)
2 Atomic Mass Data Center (AMDC), International Atomic Energy Agency (IAEA)
Cf

The half-life and atomic mass data was provided by the Atomic Mass Data Center at the International Atomic Energy Agency.

3 IUPAC Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights (CIAAW)
Californium

Element data are cited from the Atomic weights of the elements (an IUPAC Technical Report). The IUPAC periodic table of elements can be found at https://iupac.org/what-we-do/periodic-table-of-elements/. Additional information can be found within IUPAC publication doi:10.1515/pac-2015-0703 Copyright © 2020 International Union of Pure and Applied Chemistry.

4 IUPAC Periodic Table of the Elements and Isotopes (IPTEI)

The information are cited from Pure Appl. Chem. 2018; 90(12): 1833-2092, https://doi.org/10.1515/pac-2015-0703.

Nota sulla licenza: Copyright (c) 2020 International Union of Pure and Applied Chemistry. The International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) contribution within Pubchem is provided under a CC-BY-NC-ND 4.0 license, unless otherwise stated.
5 Jefferson Lab, U.S. Department of Energy
Californium

Thomas Jefferson National Accelerator Facility (Jefferson Lab) is one of 17 national laboratories funded by the U.S. Department of Energy. The lab's primary mission is to conduct basic research of the atom's nucleus using the lab's unique particle accelerator, known as the Continuous Electron Beam Accelerator Facility (CEBAF). For more information visit https://www.jlab.org/

Nota sulla licenza: Please see citation and linking information: https://education.jlab.org/faq/index.html
6 Los Alamos National Laboratory, U.S. Department of Energy
Californium

The periodic table at the LANL (Los Alamos National Laboratory) contains basic element information together with the history, source, properties, use, handling and more. The provenance data may be found from the link under the source name.

7 NIST Physical Measurement Laboratory
Californium

The periodic table contains NIST's critically-evaluated data on atomic properties of the elements. The provenance data that include data for atomic spectroscopy, X-ray and gamma ray, radiation dosimetry, nuclear physics, and condensed matter physics may be found from the link under the source name. Ref: https://www.nist.gov/pml/atomic-spectra-database

8 PubChem Elements
Californium

This section provides all form of data related to element Californium.

9 PubChem Elements
Californium

The element property data was retrieved from publications.

Ultimo aggiornamento:

Dati verificati:

I contenuti vengono verificati sulla base dei dati scientifici più recenti.