Cf 98

Californium (Cf)

actinide
Chu kỳ: 7 Khối: f

Solid

Nguyên tử khối chuẩn

[251]

Cấu hình electron

[Rn] 7s2 5f10

Nhiệt độ nóng chảy

899,85 °C

Nhiệt độ sôi

Không có

Khối lượng riêng

1,51e+4 kg/m³

Trạng thái oxi hóa

+2, +3, +4, +5

Độ âm điện (Pauling)

1,3

Năng lượng ion hóa (lần 1)

6,281878 eV

Năm phát hiện

1950

Bán kính nguyên tử

Không có

Chi tiết

Nguồn gốc tên gọi Named after the state and University of California.
Quốc gia phát hiện United States
Người phát hiện 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.

Hình ảnh

Tính chất

Hóa học

Độ âm điện (Pauling)
1,3 So sánh Độ âm điện (Pauling) của tất cả nguyên tố →
Ái lực electron
-0,5 eV (giá trị âm — nguyên tử không được dự đoán liên kết thêm electron)
Năng lượng ion hóa (lần 1)
6,281878 eV So sánh Năng lượng ion hóa (lần 1) của tất cả nguyên tố →
Năng lượng ion hóa (lần 2)
12,000041 eV So sánh Năng lượng ion hóa (lần 2) của tất cả nguyên tố →
Năng lượng ion hóa (lần 3)
22,400077 eV So sánh Năng lượng ion hóa (lần 3) của tất cả nguyên tố →
Năng lượng ion hóa (lần 4)
37,70013 eV So sánh Năng lượng ion hóa (lần 4) của tất cả nguyên tố →
Năng lượng ion hóa (lần 5)
51,900179 eV So sánh Năng lượng ion hóa (lần 5) của tất cả nguyên tố →
Trạng thái oxi hóa
+2, +3, +4, +5 So sánh Trạng thái oxi hóa của tất cả nguyên tố →
Electron hóa trị
3 So sánh Electron hóa trị của tất cả nguyên tố →
Cấu hình electron
[Rn] 7s2 5f10

Nhiệt động lực học

Nhiệt thăng hoa
4,042079 eV
Nhiệt nguyên tử hóa
4,042079 eV
Enthalpy nguyên tử hóa
2,031404 eV

Hạt nhân

Proton
98 So sánh Proton của tất cả nguyên tố →
Neutron
153 So sánh Neutron của tất cả nguyên tố →
Các đồng vị đã biết
20 So sánh Các đồng vị đã biết của tất cả nguyên tố →
Đồng vị bền
0 So sánh Đồng vị bền của tất cả nguyên tố →
Số khối (đồng vị bền nhất)
251
Đồng vị bền nhất
Cf-251
Năm phát hiện
1950

Độ phổ biến

Không có

Cấu trúc tinh thể

Không có

Cấu trúc electron

Số electron trong mỗi lớp
2, 8, 18, 32, 28, 8, 2 So sánh Số electron trong mỗi lớp của tất cả nguyên tố →

Mã định danh

Số CAS
7440-71-3 So sánh Số CAS của tất cả nguyên tố →
Ký hiệu số hạng
5I8
InChI
InChI=1S/Cf
Khóa InChI
HGLDOAKPQXAFKI-UHFFFAOYSA-N

Cấu hình electron Đo đạc

Điện tích ion
Proton 98
Electron 98
Điện tích Trung hòa
Cấu hình Cf: 5f¹⁰ 7s²
Cấu hình electron
Đo đạc
[Rn] 5f¹⁰ 7s²
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 5s² 5p⁶ 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² 6p⁶ 5f¹⁰ 7s²
Sơ đồ orbital
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↑
Tổng số electron: 98 Độc thân: 4 ?

Mô hình nguyên tử

Proton 98
Neutron 153
Electron 98
Số khối 251
Độ bền Phóng xạ

Các đồng vị khác nhau về số neutron, khối lượng và độ bền — không khác nhau về cấu hình electron của nguyên tử trung hòa.

Mô hình nguyên tử minh họa, không theo tỷ lệ.

Dấu vân tay nguyên tử

Phổ phát xạ / hấp thụ

0 / 0 (0 0 vạch có cường độ)
Đo đạc
Phát xạ Khả kiến: 380–750 nm

Phân bố đồng vị

Không có đồng vị bền.

Số khốiKhối lượng nguyên tử (u)Độ phổ biến tự nhiênChu kỳ bán rã
251 Phóng xạ251,0795886 ± 0,0000048Không có898 năm
249 Phóng xạ249,0748539 ± 0,0000023Không có351 năm
248 Phóng xạ248,0721851 ± 0,0000057Không có333.5 ngày
255 Phóng xạ255,09105 ± 0,00022Không có85 phút
254 Phóng xạ254,087324 ± 0,000013Không có60.5 ngày
Đo đạc

Pha / Trạng thái

1 atm / 101.325 kPa
Rắn 25 °C (298,15 K)

Lý do: thấp hơn nhiệt độ thăng hoa (899,85 °C) một lượng 874,9 °C

Nhiệt độ thăng hoa 899,85 °C
0 K Nhiệt độ hiện tại: 25 °C 6000 K
Biểu đồ chuyển pha

Sơ đồ minh họa, không theo tỷ lệ

Rắn
Khí
Thăng hoa
25°C
Rắn
Lỏng
Khí
Hiện tại

Điểm chuyển pha

Nhiệt độ thăng hoa Tài liệu
899,85 °C
Pha hiện tại Tính toán
Rắn

Năng lượng chuyển pha

Nhiệt thăng hoa Tài liệu
4,042079 eV

Năng lượng cần để làm thăng hoa 1 mol tại nhiệt độ thăng hoa

Khối lượng riêng

Khối lượng riêng tham chiếu Tài liệu
1,51e+4 kg/m³

Ở điều kiện chuẩn

Khối lượng riêng hiện tại Tính toán
1,51e+4 kg/m³

Ở điều kiện chuẩn

Phổ nguyên tử

Đang hiển thị 10 trên 98. Sắp xếp theo điện tích ion (tăng dần).

Dữ liệu vạch phổ ?

IonĐiện tíchTổng số vạchXác suất chuyển mứcKý hiệu mức năng lượng
Cf I 02600
Cf II +11000
Dữ liệu vạch phổ NIST →

Dữ liệu mức năng lượng ?

IonĐiện tíchMức năng lượng
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
Dữ liệu mức năng lượng NIST →
98 Cf 251

Californium — Trình trực quan hóa orbital nguyên tử

[Rn]7s25f10
Mức năng lượng 2 8 18 32 28 8 2
Trạng thái oxi hóa +2, +3, +4, +5
HOMO 5f n=5 · l=3 · m=-3
Californium — Bản xem trước trình trực quan hóa orbital nguyên tử
Three.js chỉ được tải khi có yêu cầu
98 Cf 251

Californium — Trình trực quan hóa cấu trúc tinh thể

Không có dữ liệu cấu trúc tinh thể

Bán kính ion

Điện tíchPhối tríSpinBán kính
+36Không có95 pm
+39Không có112.6 pm
+46Không có82.1 pm
+48Không có92 pm

Hợp chất

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

Đồng vị (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.

Số khốiKhối lượng nguyên tử (u)Độ phổ biến tự nhiênChu kỳ bán rãKiểu phân rã
251 Phóng xạ251,0795886 ± 0,0000048Không có898 năm
α ≈100%SF ?
249 Phóng xạ249,0748539 ± 0,0000023Không có351 năm
α =100%SF =5.0e-7±0.4%
248 Phóng xạ248,0721851 ± 0,0000057Không có333.5 ngày
α ≈100%SF =0.0029±0.3%
255 Phóng xạ255,09105 ± 0,00022Không có85 phút
β- =100%SF ?α ?
254 Phóng xạ254,087324 ± 0,000013Không có60.5 ngày
SF =99.69±0.2%α =0.31±0.2%2β- ?
251 Phóng xạ
Khối lượng nguyên tử (u) 251,0795886 ± 0,0000048
Độ phổ biến tự nhiên Không có
Chu kỳ bán rã 898 năm
Kiểu phân rã
α ≈100%SF ?
249 Phóng xạ
Khối lượng nguyên tử (u) 249,0748539 ± 0,0000023
Độ phổ biến tự nhiên Không có
Chu kỳ bán rã 351 năm
Kiểu phân rã
α =100%SF =5.0e-7±0.4%
248 Phóng xạ
Khối lượng nguyên tử (u) 248,0721851 ± 0,0000057
Độ phổ biến tự nhiên Không có
Chu kỳ bán rã 333.5 ngày
Kiểu phân rã
α ≈100%SF =0.0029±0.3%
255 Phóng xạ
Khối lượng nguyên tử (u) 255,09105 ± 0,00022
Độ phổ biến tự nhiên Không có
Chu kỳ bán rã 85 phút
Kiểu phân rã
β- =100%SF ? +1
254 Phóng xạ
Khối lượng nguyên tử (u) 254,087324 ± 0,000013
Độ phổ biến tự nhiên Không có
Chu kỳ bán rã 60.5 ngày
Kiểu phân rã
SF =99.69±0.2%α =0.31±0.2% +1

Tính chất mở rộng

Bán kính cộng hóa trị (mở rộng)

Bán kính cộng hóa trị (Pyykkö)
168 pm
Bán kính cộng hóa trị (Pyykkö, liên kết đôi)
140 pm

Bán kính van der Waals

Alvarez
305 pm
UFF
331,3 pm

Các thang đánh số

Mendeleev
32
Pettifor
39
Glawe
42

Các thang độ âm điện

Ghosh
0

Độ phân cực hóa và tán sắc

Độ phân cực hóa lưỡng cực
122 a.u.
Độ phân cực hóa lưỡng cực (độ không đảm bảo)
20 a.u.

Chuyển pha và các dạng thù hình

Nhiệt độ nóng chảy1173,15 K

Phân loại trạng thái oxi hóa

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

Dữ liệu tham khảo chuyên sâu

Chi tiết bán kính tinh thể (4)
Điện tíchCNSpinrcrystal (pm)Nguồn gốc
3VI109from r^3 vs V plots,
4VI96,1from r^3 vs V plots,
4VIII106
3IX—126,6
Các kiểu phân rã đồng vị (47)
Đồng vịChế độCường độ
237A70%
237SF30%
237B+—
238SF97,5%
238A2,5%
239A65%
239B+—
240A98,5%
240SF1,5%
240B+—

Dữ liệu bổ sung

Tài liệu tham khảo

(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.

Ghi chú về giấy phép: 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/

Ghi chú về giấy phép: 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.

Cập nhật lần cuối:

Dữ liệu đã được xác minh:

Nội dung được rà soát đối chiếu với dữ liệu khoa học mới nhất.