Anar al contingut

Californi

De L'Enciclopèdia, la wikipedia en valencià
Archiu:Californium.jpg
Californi
Est artícul tracta sobre l'element químic. Per a atres usos d'este terme vore Californi (desambiguació).

El californi és un element químic radiactiu en símbol Cf i número atómico 98. Este element va ser obtingut per primera volta en l'Universitat de Califòrnia en Berkeley en 1950 bombardejant curio en partícules alfa —ionés d'heli-4—. És un element actínit, el sext dels elements transuránicos en ser sintetisat, i té la segona major massa atòmica de tots els elements que han segut produïts en cantitats suficientment grans per a ser vist a simple vista, despuix del einstenio. El nom de l'element es deu a Califòrnia i l'Universitat de Califòrnia. És l'element més pesat que es produïx en la Terra de forma natural; els elements de major massa atòmica solament poden ser produïts per mig de síntesis.

Existixen dos estructures cristalines per al californi a pressió normal: una per damunt i una atra per baix dels 900 °C. A altes pressions apareix una tercera forma. El californi pert la seua lluentor llentament en contacte en l'aire a temperatura ambiente. Els composts del californi tenen en la seua majoria una forma química de l'element, denominada californi (III), la qual pot participar en tres enllaços químics. Dels vint isòtops coneguts del californi, el més estable és el californi-251, que té una vida mija de 898 anys. Esta vida mija tan curta implica que no es troben cantitats significatives d'este element en la corfa terrestre.[nota 1] El californi-252, en una vida mija de 2.64 anys, és l'isòtop usat més comú i és produït en el Laboratori Nacional Oak Ridge en els Estats Units i en l'Institut d'Investigació de Reactors Atòmics en Rússia.

El californi és un dels pocs elements transuránicos que té aplicacions pràctiques. La major part d'estes usen les propietats de certs isòtops del californi per a emetre neutrons. Per eixemple, es pot usar per a ajudar a encendre reactors nuclears i com a font de neutrons en l'estudi de materials per mig de la difracció de neutrons i espectroscopía de neutrons. També es pot usar en la síntesis nuclear d'elements de major massa; l'oganesón —element 118— va ser sintetisat bombardejant àtoms de californi-249 en ions de calcio-48. Quan es treballa en californi cal tindre en conte consideracions radiològiques aixina com la capacitat d'este element per a interrompre la producció de glòbuls rojos per bioacumulación en el teixit òsseu.

Característiques

[editar | editar còdic]

Propietats físiques

[editar | editar còdic]

El californi és un metal actínit[1] de color blanc plateado en un punt de fusió de 900 ± 30 °C i un punt d'ebullició estimat de 1745 °C.[2] El metal pur és maleable i pot ser tallat fàcilment en una cuchilla d'afaitar. El californi metàlic escomença a evaporar-se per damunt dels 300 °C en el buit.[3] Per baix de 51 K (−220 °C) és ferromagnético o ferrimagnético —actua com un iman—, entre 48 i 66 K és antiferromagnético —un estat intermig— i per damunt dels 160 K (−110 °C) és paramagnético, per lo que pot convertir-se en magnètic gràcies a camps magnètics externs.[4] Forma aleacions en metals lantànits, encara que es tenen pocs coneiximents sobre això.[3]

L'element posseïx dos formes cristalines a pressió atmosfèrica: una forma doble-hexagonal compacta cridada alfa (α) i una forma cúbica centrada en les cares cridada beta (β).[nota 2] La forma α té lloc per baix dels 900 °C en una densitat de 15.10 g/cm³ i la β es dona per damunt dels 900 °C en una densitat de 8.74 g/cm³.[6] A 48 GPa de pressió, la forma β canvia a un sistema cristalí ortorrómbico per la deslocalisació dels electrons 5f dels àtoms, que trenca els enllaços.[7][nota 3]

El mòdul de compresibilidad del californi és de 50 ± 5 GPa, que és similar al dels metals lantànits trivalentes, pero menor que el de la majoria dels metals comuns, com el del alumini (70 GPa).[7]

Propietats químiques i composts

[editar | editar còdic]
Composts representatius del californi[1][nota 4]
Estat Compost Fòrmula Apariència
+2 Bromur de californi (II) CfBr2 Groc
+2 Yodur de californi (II) CfI2 Violeta obscur
+3 Òxit de californi (III) Cf2O3 Groc verdoso
+3 Fluorur de californi (III) CfF3 Vert lluent
+3 Clorur de californi (III) CfCl3 Verda esmeralda
+3 Yodur de californi (III) CfI3 Groga llima
+4 Òxit de californi (IV) CfO2 Marró obscur
+4 Fluorur de californi (IV) CfF4 Vert

El californi pot tindre valència 2, 3 o 4.[6] Es creu que les seues propietats químiques són similars a les d'atres elements actínits de valència 3+[9] i a les del disprosio, que és el lantànit situat damunt del californi en la taula periòdica.[10] L'element pert lluentor llentament en contacte en l'aire a temperatura ambiente, tant més ràpit quant més s'incrementa la humitat.[6] El californi reacciona quan es calfa en una mescla en hidrogen, nitrogen o un calcógeno —element de la família de l'oxigen—. Les reaccions en hidrogen sec i en àcits minerals acuosos són ràpides.[6][nota 5]

El californi solament és soluble en aigua en la seua forma de catión californi (III). Els intents de reducció-oxidació del ion +3 en solució han fracassat.[10] L'element forma una solució soluble en aigua en forma de clorur, nitrat, perclorato i sulfat i es precipita en forma de fluorur, oxalato o hidròxit.[9]

Isòtops

[editar | editar còdic]

Es varen caracterisar 20 radioisòtops del californi. Els més estables són: el californi-251, en una vida mija de 898 anys; el californi-249, en una vida mija de 351 anys; el californi-250, en una vida mija de 13.08 anys; i el californi-252, que té una vida mija de 2.65 anys. El restant dels isòtops tenen vides miges menors a un any, no aplegant la majoria d'elles a vint minuts. El número másico dels isòtops del californi es troba en un ranc entre 237 i 256.

El californi-249 es forma a partir de la desintegració beta del berkelio-249 mentres que atres isòtops del californi són formats sometent al berkelio a radiacions de neutrons intenses en un reactor nuclear.[10] A pesar de que el californi-251 és l'isòtop en la major vida mija, el seu rendiment de producció és de solament un 10 % per la seua tendència a arreplegar neutrons —alta captura neutrónica— i la seua tendència a interactuar en atres partícules —elevada secció travessera de neutrons—.[12]

El californi-252 és un fort emissor de neutrons, lo que ho convertix en extremadament radiactiu i perillós.[13][14][15] El 96.9 % de les voltes, el californi-252 es veu somés a desintegració alfa —que supon la pèrdua de dos protones i dos neutrons— per a formar curio-248, mentres que el 3.1 % restant de les desintegracions són fissions espontànees. Un microgram (µg) de californi-252 emet 2.3 millons de neutrons per segon, un promig de 3.7 neutrons per cada fissió espontànea.[16] La major part dels restants isòtops es desintegren en curio —en número atómico 96— per mig de desintegració alfa.

Història

[editar | editar còdic]
Archiu:Berkeley 60-inch cyclotron.jpg
El ciclotrón de 1500 mm de diàmetro usat per a sintetisar californi per primera volta

Els investigadors de física Stanley G. Thompson, Kenneth Street, Jr., Albert Ghiorso i Glenn T. Seaborg varen sintetisar per primera volta californi en l'Universitat de Califòrnia, Berkeley al voltant del 9 de febrer de 1950.[17] Va ser el sext element transuránico en ser descobert; l'equip va anunciar el seu descobriment el 17 de març de 1950.[18][19][20]

Per a produir californi varen bombardejar en partícules alfa de 35 MeV una mostra de curio-242 de l'orde dels micrograms, en un ciclotrón de 1500 mm de diàmetro en Berkeley, Califòrnia, lo que va produir com resultat californi-245 i un neutró lliure (n).[17]

Plantilla:Nucleido + Plantilla:Nucleido → Plantilla:Nucleido + Plantilla:La seuaPlantilla:SubatomicParticle

En este experiment solament es varen produir uns 5000 àtoms de californi[21] que varen tindre una vida mija de 44 minuts.[17]

Els descobridors varen posar nom al nou element per Califòrnia i l'Universitat de Califòrnia. En posar este nom varen trencar el conveni que es va usar per a nomenar els elements del 95 al 97, que es varen inspirar en el nom dels elements directament damunt d'ells en la taula periòdica.[22][nota 6] No obstant, l'element directament damunt de l'element 98 en la taula periòdica, disprosio, té un nom que significa «difícil de conseguir en» per lo que els investigadors varen decidir deixar a un costat el conveni.[24] Varen agregar que «lo millor que podem fer és senyalar [que] ... els buscadors de fa un sigle trobaven difícil aplegar a Califòrnia».[23]

La primera volta que es varen obtindre cantitats apreciables de californi varen ser produïdes per mig de l'irradiació de plutoni en el reactor d'ensajos en materials del Laboratori Nacional de Idaho; estos resultats varen ser publicats en 1954.[25] En estes mostres es va observar l'alta taxa de fissió espontànea del californi-252. El primer experiment en californi en forma concentrada va tindre lloc en 1958.[17] Els isòtops de californi entre 249 i 252 varen ser aïllats el mateix any a partir d'una mostra de plutoni-239 que havia segut irradiada en neutrons en un reactor nuclear durant cinc anys.[1] Dos anys més tart, en 1960, Burris Cunningham i James Wallman del Lawrence Berkeley National Laboratory de l'Universitat de Califòrnia varen crear els primers composts de californi: tricloruro de californi, oxicloruro de californi i òxit de californi, tractant-ho en vapor i àcit clorhídric.[26]

El Reactor d'Isòtops d'Alt Fluix (HFIR) del Laboratori Nacional Oak Ridge va escomençar a produir menuts lots de californi en la década de 1960.[27] En 1995, el HFIR produïa 500 mg de californi a l'any.[28] Per a la producció de californi es va utilisar plutoni suministrat per Regne Unit als Estats Units baix l'Acort de defensa mútua entre els Estats Units i el Regne Unit de 1958.[29]

La Comissió d'Energia Atòmica d'Estats Units va vendre californi-252 a clients industrials i acadèmics a principis de la década de 1970 per dèu dólars el microgram[16] i varen enviar una mija de 150 mg de californi-252 cada any des de 1970 fins a 1990.[30][nota 7] El californi metàlic va ser preparat per primera volta en 1974 per Haire i Baybarz els qui varen reduir òxit de californi (III) en lantano metàlic per a obtindre unes películes grosses d'uns miligrams.[31][32][nota 8]

Referències

[editar | editar còdic]
  1. ↑ 1,0 1,1 1,2 1,3 Jakubke, 1994, p. 166.
  2. ↑ Haire, 2006, pp. 1522–1523.
  3. ↑ 3,0 3,1 Haire, 2006, p. 1526.
  4. ↑ Haire, 2006, p. 1525.
  5. ↑ Szwacki, 2010, p. 80.
  6. ↑ 6,0 6,1 6,2 6,3 O'Neil, 2006, p. 276.
  7. ↑ 7,0 7,1 7,2 Haire, 2006, p. 1522.
  8. ↑ Cotton, 1999, p. 1163.
  9. ↑ 9,0 9,1 Seaborg, 2004.
  10. ↑ 10,0 10,1 10,2 CRC, 2006, p. 4.8.
  11. ↑ Emeleus, H. J. (1987). Advances in Inorganic Chemistry, Academic Press, p. 33. ISBN 978-0-12-023631-2.
  12. ↑ Haire, 2006, p. 1504.
  13. ↑ Hicks, D. A.(1955).Physical Review.97(2)
    564–565.doi:10.1103/PhysRev.97.564.
  14. ↑ Hicks, D. A.(1955).Physical Review.98(5)
    1521–1523.doi:10.1103/PhysRev.98.1521.
  15. ↑ Hjalmar, E.; Slätis, H.; Thompson, S.G.(1955).Physical Review.100(5)
    1542–1543.doi:10.1103/PhysRev.100.1542.
  16. ↑ 16,0 16,1 16,2 Martin, R. C.; Knauer, J. B.; Bele, P. A.(1999).Applied Radiation and Isotopes.53(4–5)
    785–92.doi:10.1016/S0969-8043(00)00214-1.
  17. ↑ 17,0 17,1 17,2 17,3 Cunningham, 1968, p. 103.
  18. ↑ Thompson, S. G.(1950).Physical Review.78(3)doi:10.1103/PhysRev.78.298.2.
  19. ↑ Thompson, S. G.(1950).Physical Review.80(5)doi:10.1103/PhysRev.80.790.
  20. ↑ Street, K., Jr.; Thompson, S. G.; Seaborg, G. T.(1950).Journal of the American Chemical Society.72(10)doi:10.1021/ja01166a528.Consultat el 9 de juliol de 2012.
  21. ↑ Seaborg, 1996, p. 82.
  22. ↑ Weeks, 1968, p. 849.
  23. ↑ 23,0 23,1 Weeks, 1968, p. 848.
  24. ↑ Heiserman, 1992, p. 347.
  25. ↑ Diamond, H. et al.(1954).Physical Review.94(4)
    1083.doi:10.1103/PhysRev.94.1083.
  26. ↑ Science News Letters.78(26)
  27. ↑ «The High Flux Isotope Reactor» (en anglés). Oak Ridge National Laboratory. Archivat des d'el original, el 27 de maig de 2010. Consultat el 11 d'octubre de 2012.
  28. ↑ Osborne-Lee, 1995, p. 11.
  29. ↑ «Plutonium and Aldermaston – an Historical Account» (en anglés) (PDF). UK Ministry of Defence. Archivat des d'el original, el 13 de decembre de 2006. Consultat el 11 d'octubre de 2011.
  30. ↑ Osborne-Lee, 1995, p. 6.
  31. ↑ 31,0 31,1 Haire, 2006, p. 1519.
  32. ↑ (1974).Journal of Inorganic and Nuclear Chemistry.36(6)
    1295.doi:10.1016/0022-1902(74)80067-9.
  33. ↑ (1975).Journal of Inorganic and Nuclear Chemistry.37(6)
    1441–1442.doi:10.1016/0022-1902(75)80787-1.


Erro en la cita: Existixen etiquetes <ref> per a un grup nomenat "nota", pero no es trobà una etiqueta <references group="nota"/>

Obtingut de «https://www.lenciclopedia.org/w/index.php?title=Californi&oldid=775266»