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Cf 98

Californium (Cf)

actinide
Período: 7 Bloco: f

Solid

Peso atômico padrão

[251]

Configuração eletrônica

[Rn] 7s2 5f10

Ponto de fusão

899,85 °C

Ponto de ebulição

N/D

Densidade

1,51e+4 kg/m³

Estados de oxidação

+2, +3, +4, +5

Eletronegatividade (Pauling)

1,3

Energia de ionização (1ª)

6,281878 eV

Ano da descoberta

1950

Raio atômico

N/D

Detalhes

Origem do nome Named after the state and University of California.
País da descoberta United States
Descobridores 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.

Imagens

Propriedades

Química

Eletronegatividade (Pauling)
1,3 Comparar Eletronegatividade (Pauling) de todos os elementos →
Afinidade eletrônica
-0,5 eV (valor negativo — prevê-se que o átomo não capte um eletrão adicional)
Energia de ionização (1ª)
6,281878 eV Comparar Energia de ionização (1ª) de todos os elementos →
Energia de ionização (2ª)
12,000041 eV Comparar Energia de ionização (2ª) de todos os elementos →
Energia de ionização (3ª)
22,400077 eV Comparar Energia de ionização (3ª) de todos os elementos →
Energia de ionização (4ª)
37,70013 eV Comparar Energia de ionização (4ª) de todos os elementos →
Energia de ionização (5ª)
51,900179 eV Comparar Energia de ionização (5ª) de todos os elementos →
Estados de oxidação
+2, +3, +4, +5 Comparar Estados de oxidação de todos os elementos →
Elétrons de valência
3 Comparar Elétrons de valência de todos os elementos →
Configuração eletrônica
[Rn] 7s2 5f10

Termodinâmica

Calor de sublimação
4,042079 eV
Calor de atomização
4,042079 eV
Entalpia de atomização
2,031404 eV

Nuclear

Prótons
98 Comparar Prótons de todos os elementos →
Nêutrons
153 Comparar Nêutrons de todos os elementos →
Isótopos conhecidos
20 Comparar Isótopos conhecidos de todos os elementos →
Isótopos estáveis
0 Comparar Isótopos estáveis de todos os elementos →
Número de massa (mais estável)
251
Isótopo mais estável
Cf-251
Ano da descoberta
1950

Abundância

N/D

Estrutura cristalina

N/D

Estrutura eletrônica

Elétrons por camada
2, 8, 18, 32, 28, 8, 2 Comparar Elétrons por camada de todos os elementos →

Identificadores

Número CAS
7440-71-3 Comparar Número CAS de todos os elementos →
Símbolo de termo
5I8
InChI
InChI=1S/Cf
Chave InChI
HGLDOAKPQXAFKI-UHFFFAOYSA-N

Configuração eletrônica Medido

Carga do íon
Prótons 98
Elétrons 98
Carga Neutro
Configuração Cf: 5f¹⁰ 7s²
Configuração eletrônica
Medido
[Rn] 5f¹⁰ 7s²
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 5s² 5p⁶ 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² 6p⁶ 5f¹⁰ 7s²
Diagrama de orbitais
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↑
Total de elétrons: 98 Desemparelhados: 4 ?

Modelo atômico

Prótons 98
Nêutrons 153
Elétrons 98
Número de massa 251
Estabilidade Radioativo

Os isótopos alteram o número de nêutrons, a massa e a estabilidade — não a configuração eletrônica de um átomo neutro.

Modelo atômico esquemático, sem escala.

Assinatura atômica

Espectro de emissão / absorção

0 / 0 (0 0 com intensidade)
Medido
Emissão Visível: 380–750 nm

Distribuição isotópica

Sem isótopos estáveis.

Número de massaMassa atômica (u)Abundância naturalMeia-vida
251 Radioativo251,0795886 ± 0,0000048N/D898 anos
249 Radioativo249,0748539 ± 0,0000023N/D351 anos
248 Radioativo248,0721851 ± 0,0000057N/D333.5 dias
255 Radioativo255,09105 ± 0,00022N/D85 minutos
254 Radioativo254,087324 ± 0,000013N/D60.5 dias
Medido

Fase / Estado

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

Motivo: 874,9 °C abaixo do ponto de sublimação (899,85 °C)

Ponto de sublimação 899,85 °C
0 K Temperatura atual: 25 °C 6000 K
Linha do tempo das fases

Esquemático, sem escala

Sólido
Gás
Sublimação
25°C
Sólido
Líquido
Gás
Atual

Pontos de transição de fase

Ponto de sublimação Literatura
899,85 °C
Fase atual Calculado
Sólido

Energias de transição

Calor de sublimação Literatura
4,042079 eV

Energia necessária para sublimar 1 mol no ponto de sublimação

Densidade

Densidade de referência Literatura
1,51e+4 kg/m³

Em condições padrão

Densidade atual Calculado
1,51e+4 kg/m³

Em condições padrão

Espectros atômicos

Mostrando 10 de 98. Ordenado por carga do íon (ordem crescente).

Dados de linhas disponíveis ?

ÍonCargaTotal de linhasProbabilidades de transiçãoDesignações dos níveis
Cf I 02600
Cf II +11000
Dados de linhas disponíveis no NIST →

Dados de níveis disponíveis ?

ÍonCargaNíveis
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
Dados de níveis disponíveis no NIST →
98 Cf 251

Californium — Visualizador de orbitais atômicos

[Rn]7s25f10
Níveis de energia 2 8 18 32 28 8 2
Estados de oxidação +2, +3, +4, +5
HOMO 5f n=5 · l=3 · m=-3
Californium — Prévia do visualizador de orbitais atômicos
O Three.js é carregado apenas quando solicitado
98 Cf 251

Californium — Visualizador de estruturas cristalinas

Dados de estrutura cristalina indisponíveis

Raios iônicos

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

Compostos

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

Isótopos (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.

Número de massaMassa atômica (u)Abundância naturalMeia-vidaModo de decaimento
251 Radioativo251,0795886 ± 0,0000048N/D898 anos
α ≈100%SF ?
249 Radioativo249,0748539 ± 0,0000023N/D351 anos
α =100%SF =5.0e-7±0.4%
248 Radioativo248,0721851 ± 0,0000057N/D333.5 dias
α ≈100%SF =0.0029±0.3%
255 Radioativo255,09105 ± 0,00022N/D85 minutos
β- =100%SF ?α ?
254 Radioativo254,087324 ± 0,000013N/D60.5 dias
SF =99.69±0.2%α =0.31±0.2%2β- ?
251 Radioativo
Massa atômica (u) 251,0795886 ± 0,0000048
Abundância natural N/D
Meia-vida 898 anos
Modo de decaimento
α ≈100%SF ?
249 Radioativo
Massa atômica (u) 249,0748539 ± 0,0000023
Abundância natural N/D
Meia-vida 351 anos
Modo de decaimento
α =100%SF =5.0e-7±0.4%
248 Radioativo
Massa atômica (u) 248,0721851 ± 0,0000057
Abundância natural N/D
Meia-vida 333.5 dias
Modo de decaimento
α ≈100%SF =0.0029±0.3%
255 Radioativo
Massa atômica (u) 255,09105 ± 0,00022
Abundância natural N/D
Meia-vida 85 minutos
Modo de decaimento
β- =100%SF ? +1
254 Radioativo
Massa atômica (u) 254,087324 ± 0,000013
Abundância natural N/D
Meia-vida 60.5 dias
Modo de decaimento
SF =99.69±0.2%α =0.31±0.2% +1

Propriedades ampliadas

Raios covalentes (dados ampliados)

Raio covalente (Pyykkö)
168 pm
Raio covalente (Pyykkö, ligação dupla)
140 pm

Raios de van der Waals

Alvarez
305 pm
UFF
331,3 pm

Escalas de numeração

Mendeleev
32
Pettifor
39
Glawe
42

Escalas de eletronegatividade

Ghosh
0

Polarizabilidade e dispersão

Polarizabilidade dipolar
122 a.u.
Polarizabilidade dipolar (incerteza)
20 a.u.

Transições de fase e alótropos

Ponto de fusão1173,15 K

Categorias de estados de oxidação

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

Dados de referência avançados

Detalhes dos raios cristalinos (4)
CargaCNSpinrcrystal (pm)Origem
3VI109from r^3 vs V plots,
4VI96,1from r^3 vs V plots,
4VIII106
3IX—126,6
Modos de decaimento dos isótopos (47)
IsótopoModoIntensidade
237A70%
237SF30%
237B+—
238SF97,5%
238A2,5%
239A65%
239B+—
240A98,5%
240SF1,5%
240B+—

Dados adicionais

Referências

(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 sobre a licença: 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 sobre a licença: 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.

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