Cf 98

Californium (Cf)

actinide
주기: 7 블록: f

Solid

표준 원자량

[251]

전자 배치

[Rn] 7s2 5f10

녹는점

899.85 °C

끓는점

해당 없음

밀도

1.51e+4 kg/m³

산화 상태

+2, +3, +4, +5

전기 음성도(Pauling)

1.3

제1 이온화 에너지

6.281878 eV

발견 연도

1950

원자 반지름

해당 없음

상세 정보

이름의 유래 Named after the state and University of California.
발견 국가 United States
발견자 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.

이미지

특성

물리적 특성

반데르발스 반지름
245 pm 모든 원소의 반데르발스 반지름 비교 →
밀도
1.51 × 104 kg/m³ 모든 원소의 밀도 비교 →
STP에서의 상
고체 모든 원소의 STP에서의 상 비교 →
녹는점
899.85 °C 모든 원소의 녹는점 비교 →

화학적 특성

전기 음성도(Pauling)
1.3 모든 원소의 전기 음성도(Pauling) 비교 →
전자 친화도
-0.5 eV (음수 값 — 추가 전자를 결합하지 않을 것으로 예측됨)
제1 이온화 에너지
6.281878 eV 모든 원소의 제1 이온화 에너지 비교 →
제2 이온화 에너지
12.000041 eV 모든 원소의 제2 이온화 에너지 비교 →
제3 이온화 에너지
22.400077 eV 모든 원소의 제3 이온화 에너지 비교 →
제4 이온화 에너지
37.70013 eV 모든 원소의 제4 이온화 에너지 비교 →
제5 이온화 에너지
51.900179 eV 모든 원소의 제5 이온화 에너지 비교 →
산화 상태
+2, +3, +4, +5 모든 원소의 산화 상태 비교 →
원자가 전자
3 모든 원소의 원자가 전자 비교 →
전자 배치
[Rn] 7s2 5f10

열역학적 특성

승화열
4.042079 eV
원자화열
4.042079 eV
원자화 엔탈피
2.031404 eV

핵 특성

양성자 수
98 모든 원소의 양성자 수 비교 →
중성자 수
153 모든 원소의 중성자 수 비교 →
알려진 동위원소 수
20 모든 원소의 알려진 동위원소 수 비교 →
안정 동위원소 수
0 모든 원소의 안정 동위원소 수 비교 →
질량수(가장 안정한 동위원소)
251
가장 안정한 동위원소
Cf-251
발견 연도
1950

존재비

해당 없음

결정 구조

해당 없음

전자 구조

전자껍질별 전자 수
2, 8, 18, 32, 28, 8, 2 모든 원소의 전자껍질별 전자 수 비교 →

식별자

CAS 등록 번호
7440-71-3 모든 원소의 CAS 등록 번호 비교 →
항 기호
5I8
InChI
InChI=1S/Cf
InChI 키
HGLDOAKPQXAFKI-UHFFFAOYSA-N

전자 배치 측정값

이온 전하
양성자 98
전자 98
전하 중성
배치 Cf: 5f¹⁰ 7s²
전자 배치
측정값
[Rn] 5f¹⁰ 7s²
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 5s² 5p⁶ 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² 6p⁶ 5f¹⁰ 7s²
오비탈 도표
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↑
총 전자 수: 98 홀전자: 4 ?

원자 모형

양성자 98
중성자 153
전자 98
질량수 251
안정성 방사성

동위원소에 따라 중성자 수, 질량, 안정성은 달라지지만, 중성 원자의 전자 배치는 달라지지 않습니다.

개략적인 원자 모형이며 실제 비율과 다릅니다.

원자 지문

방출 / 흡수 스펙트럼

0 / 0 (0 세기 정보가 있는 선 0개)
측정값
방출 가시광선: 380–750 nm

동위원소 분포

안정 동위원소가 없습니다.

질량수원자 질량(u)천연 존재비반감기
251 방사성251.0795886 ± 0.0000048해당 없음898 년
249 방사성249.0748539 ± 0.0000023해당 없음351 년
248 방사성248.0721851 ± 0.0000057해당 없음333.5 일
255 방사성255.09105 ± 0.00022해당 없음85 분
254 방사성254.087324 ± 0.000013해당 없음60.5 일
측정값

상 / 상태

1 atm / 101.325 kPa
고체 25 °C (298.15 K)

이유: 승화점(899.85 °C)보다 874.9 °C 낮음

승화점 899.85 °C
0 K 현재 온도: 25 °C 6000 K
상 변화 도표

개략도이며 실제 비율과 다름

고체
기체
승화점
25°C
고체
액체
기체
현재

상전이점

승화점 문헌값
899.85 °C
현재 상 계산값
고체

전이 에너지

승화열 문헌값
4.042079 eV

승화점에서 1 mol을 승화시키는 데 필요한 에너지

밀도

기준 밀도 문헌값
1.51e+4 kg/m³

표준 조건에서

현재 밀도 계산값
1.51e+4 kg/m³

표준 조건에서

원자 스펙트럼

전체 98개 중 10개를 표시합니다. 이온 전하순으로 정렬되었습니다(오름차순).

보유 스펙트럼선 데이터 ?

이온전하총 스펙트럼선 수전이 확률준위 표기
Cf I 02600
Cf II +11000
NIST 보유 스펙트럼선 데이터 →

보유 에너지 준위 데이터 ?

이온전하준위
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
NIST 보유 에너지 준위 데이터 →
98 Cf 251

Californium — 원자 오비탈 시각화 도구

[Rn]7s25f10
에너지 준위 2 8 18 32 28 8 2
산화 상태 +2, +3, +4, +5
HOMO 5f n=5 · l=3 · m=-3
Californium — 원자 오비탈 시각화 도구 미리보기
Three.js는 요청할 때만 불러옵니다
98 Cf 251

Californium — 결정 구조 시각화 도구

결정 구조 데이터 없음

이온 반지름

전하배위스핀반지름
+36해당 없음95 pm
+39해당 없음112.6 pm
+46해당 없음82.1 pm
+48해당 없음92 pm

화합물

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

동위원소 (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.

질량수원자 질량(u)천연 존재비반감기붕괴 방식
251 방사성251.0795886 ± 0.0000048해당 없음898 년
α ≈100%SF ?
249 방사성249.0748539 ± 0.0000023해당 없음351 년
α =100%SF =5.0e-7±0.4%
248 방사성248.0721851 ± 0.0000057해당 없음333.5 일
α ≈100%SF =0.0029±0.3%
255 방사성255.09105 ± 0.00022해당 없음85 분
β- =100%SF ?α ?
254 방사성254.087324 ± 0.000013해당 없음60.5 일
SF =99.69±0.2%α =0.31±0.2%2β- ?
251 방사성
원자 질량(u) 251.0795886 ± 0.0000048
천연 존재비 해당 없음
반감기 898 년
붕괴 방식
α ≈100%SF ?
249 방사성
원자 질량(u) 249.0748539 ± 0.0000023
천연 존재비 해당 없음
반감기 351 년
붕괴 방식
α =100%SF =5.0e-7±0.4%
248 방사성
원자 질량(u) 248.0721851 ± 0.0000057
천연 존재비 해당 없음
반감기 333.5 일
붕괴 방식
α ≈100%SF =0.0029±0.3%
255 방사성
원자 질량(u) 255.09105 ± 0.00022
천연 존재비 해당 없음
반감기 85 분
붕괴 방식
β- =100%SF ? +1
254 방사성
원자 질량(u) 254.087324 ± 0.000013
천연 존재비 해당 없음
반감기 60.5 일
붕괴 방식
SF =99.69±0.2%α =0.31±0.2% +1

확장 특성

공유 결합 반지름(확장)

공유 결합 반지름(Pyykkö)
168 pm
공유 결합 반지름(Pyykkö, 이중 결합)
140 pm

반데르발스 반지름

Alvarez
305 pm
UFF
331.3 pm

번호 척도

Mendeleev
32
Pettifor
39
Glawe
42

전기 음성도 척도

Ghosh
0

분극률 및 분산

쌍극자 분극률
122 a.u.
쌍극자 분극률(불확도)
20 a.u.

상전이 및 동소체

녹는점1173.15 K

산화 상태 분류

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

심화 참고 데이터

결정 반지름 상세 정보 (4)
전하CN스핀rcrystal (pm)기원
3VI109from r^3 vs V plots,
4VI96.1from r^3 vs V plots,
4VIII106
3IX—126.6
동위원소 붕괴 방식 (47)
동위원소모드세기
237A70%
237SF30%
237B+—
238SF97.5%
238A2.5%
239A65%
239B+—
240A98.5%
240SF1.5%
240B+—

추가 데이터

참고 문헌

(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.

라이선스 안내: 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/

라이선스 안내: 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.

최종 업데이트:

데이터 검증 완료:

최신 과학 데이터를 기준으로 내용을 검토합니다.