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Californium ist benannt nach dem Zustand und der Universität von Kalifornien.,div>251 | Boiling Point: | 1470 °C |
| Electron Configuration: | 7s25f10 | Oxidation States: | 2, 3, 4 |
History
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., Da der Lanthanid-Homolog von Californium (Dysprosium) in wässriger Lösung einen stabilen dreiwertigen Zustand aufweist, wurde erwartet, dass Californium auch einen stabilen dreiwertigen Zustand aufweisen würde. Diese genaue Vorhersage ermöglichte die erfolgreiche chromatographische Trennung von Californium von anderen Aktiniden und deren eindeutige Identifizierung.
Isotope
Zwanzig Isotope in Atommasse von 237 bis 256 wurden für Californium berichtet, die Existenz der Isotope mit einer Masse von 237 und 238 wurde jedoch noch nicht bestätigt., Das Isotop 249Cf resultiert aus dem Beta-Zerfall von 249Bk, während die schwereren Isotope durch intensive Neutronenbestrahlung durch Kernreaktoren oder in thermonuklearen Explosionen erzeugt werden. Die Existenz der Isotope 249Cf, 250Cf, 251Cf und 252Cf macht es möglich, Californium in wägbaren Mengen zu isolieren, so dass seine physikalisch-chemischen Eigenschaften mit makroskopischen Mengen untersucht werden können. Die erste gut definierte Struktur einer Californium-Verbindung war das Oxychlorid von Cunningham und Wallmann ein Jahrzehnt nach Entdeckung des Elements., Im High Flux Isotope Reactor (HFIR) des Oak Ridge National Laboratory (ORVL) in Tennessee und in Dimitrovgrad High-Flux Reactors in Russland wurden Mikrogramm Californium produziert. Californium-252 ist ein sehr starker Neutronenstrahler. Ein Mikrogramm setzt 170 Millionen Neutronen pro Minute frei, was biologische Gefahren birgt. Cf-252 zerfällt auch durch energetische Alpha-Emission (Halbwertszeit 2,65 Jahre, 6,1 MeV). Beim Umgang mit Californium-Isotopen sollten angemessene Sicherheitsvorkehrungen getroffen werden.,
Eigenschaften
Californium ist die zweite Hälfte der Aktinidreihe, in der seine f-Elektronen weiter von den Valenzelektronen entfernt oder abgeschirmt werden, als die der leichteren Aktinide. So ähnelt Californium dem Verhalten der Lanthanidelemente, die zweiwertige, dreiwertige und tetravalente Oxidationszustände in Festkörperverbindungen aufweisen. In Lösung ist der dreiwertige Zustand der stabilste, jedoch wurden der zweiwertige, tetravalente und ein möglicher fünfwertiger Zustand berichtet. Die Existenz von Cf(V), ist fraglich.
Californium Metall ist ziemlich reaktiv., Beim Stehen in Luft oder Feuchtigkeit bilden kleine Stücke oder Folien des Metalls schnell ein Oxid, jedoch nicht in einer heftigen Reaktion. Zwei Methoden waren erfolgreich für die Herstellung von Cf-Metall: Reduktion von Californiumtrifluorid mit Lithiummetall bei erhöhter Temperatur und Verwendung von Thorium oder Lanthanmetall zur Verringerung von Californiumoxid (R. G. Haire, 1982). Die größte Menge an Metall, die auf einmal hergestellt wurde, betrug etwa 10 Milligramm. Das Metall wurde schließlich als dreiwertig mit einer Raumtemperatur-Doppel-sechseckigen dicht gepackten Struktur bestimmt., Eine flächenzentrierte kubische Struktur wurde auch für Californium-Metall bei hoher Temperatur beobachtet.
Einige Legierungen und zahlreiche Festkörperverbindungen wurden mit Californium hergestellt, obwohl nur geringe Mengen des Elements gleichzeitig verfügbar sind. Californium-Verbindungen umfassen Oxide, Halogenide, Oxyhalide, Pnictide, Chacogenide Hydride, Telluride, Oxysulfat und Oxysulfid, um nur einige zu nennen. Einige Organo-Californium-Cumpounds wurden ebenfalls vorbereitet.
Da Californium eine sehr effiziente Neutronenquelle ist, werden viele neue Anwendungen dafür erwartet., Es hat bereits Verwendung in Neutronenfeuchtemessgeräten und in Bohrlochprotokollen (Bestimmung von wasser-und ölhaltigen Schichten) gefunden. Es wird auch als tragbare Neutronenquelle für die Entdeckung von Metallen wie Gold oder Silber durch On-the-Spot-Aktivierungsanalyse verwendet. 252Cf wird jetzt vom Oak Ridge National Laboratory zu einem Preis von 10 USD/mg zum Verkauf angeboten. Ab Mai 1975 wurden mehr als 63 mg hergestellt und verkauft., Es wurde vorgeschlagen, dass Californium in bestimmten Sternexplosionen, Supernovae genannt, für den radioaktiven Zerfall von 254Cf (55-Tage-Halbwertszeit) produziert werden kann, stimmt mit den Eigenschaften der Lichtkurven solcher Explosionen überein, die durch Teleskope beobachtet werden. Dieser Vorschlag wird jedoch in Frage gestellt.
Dieses element überprüft und Aktualisiert von Dr. David Hobart, 2011