შინაარსზე გადასვლა

კალიფორნიუმი

მასალა ვიკიპედიიდან — თავისუფალი ენციკლოპედია
კალიფორნიუმი
98Cf
[251]
5f10 7s2
კალიფორნიუმი, 98Cf
ზოგადი თვისებები
მარტივი ნივთიერების ვიზუალური აღწერა მოვერცხლისფრო ლითონი
მასური რიცხვი 251
კალიფორნიუმი პერიოდულ სისტემაში
წყალბადი ჰელიუმი
ლითიუმი ბერილიუმი ბორი ნახშირბადი აზოტი ჟანგბადი ფთორი ნეონი
ნატრიუმი მაგნიუმი ალუმინი სილიციუმი ფოსფორი გოგირდი ქლორი არგონი
კალიუმი კალციუმი სკანდიუმი ტიტანი ვანადიუმი ქრომი მანგანუმი რკინა კობალტი ნიკელი სპილენძი თუთია გალიუმი გერმანიუმი დარიშხანი სელენი ბრომი კრიპტონი
რუბიდიუმი სტრონციუმი იტრიუმი ცირკონიუმი ნიობიუმი მოლიბდენი ტექნეციუმი რუთენიუმი როდიუმი პალადიუმი ვერცხლი კადმიუმი ინდიუმი კალა სტიბიუმი ტელური იოდი ქსენონი
ცეზიუმი ბარიუმი ლანთანი ცერიუმი პრაზეოდიმი ნეოდიმი პრომეთიუმი სამარიუმი ევროპიუმი გადოლინიუმი ტერბიუმი დისპროზიუმი ჰოლმიუმი ერბიუმი თულიუმი იტერბიუმი ლუტეციუმი ჰაფნიუმი ტანტალი ვოლფრამი რენიუმი ოსმიუმი ირიდიუმი პლატინა ოქრო ვერცხლისწყალი თალიუმი ტყვია ბისმუტი პოლონიუმი ასტატი რადონი
ფრანციუმი რადიუმი აქტინიუმი თორიუმი პროტაქტინიუმი ურანი (ელემენტი) ნეპტუნიუმი პლუტონიუმი ამერიციუმი კიურიუმი ბერკელიუმი კალიფორნიუმი აინშტაინიუმი ფერმიუმი მენდელევიუმი ნობელიუმი ლოურენსიუმი რეზერფორდიუმი დუბნიუმი სიბორგიუმი ბორიუმი ჰასიუმი მეიტნერიუმი დარმშტადტიუმი რენტგენიუმი კოპერნიციუმი ნიჰონიუმი ფლეროვიუმი მოსკოვიუმი ლივერმორიუმი ტენესინი ოგანესონი
Dy

Cf

(Upb)
ბერკელიუმიკალიფორნიუმიაინშტაინიუმი
ატომური ნომერი (Z) 98
პერიოდი 7 პერიოდი
ბლოკი f-ბლოკი
ელექტრონული კონფიგურაცია [Rn] 5f10 7s2
ელექტრონი გარსზე 2, 8, 18, 32, 28, 8, 2
ელემენტის ატომის სქემა
ფიზიკური თვისებები
აგრეგეგატული მდგომ. ნსპ-ში მყარი სხეული
დნობის
ტემპერატურა
900 °C ​(1173 K, ​​1652 °F)
დუღილის
ტემპერატურა
1470 °C ​(1743 K, ​​2678 °F)
სიმკვრივე (ო.ტ.) 15.1 გ/სმ3
ატომის თვისებები
ჟანგვის ხარისხი +2, +3, +4, +5
ელექტროდული პოტენციალი Cf←Cf3+ –1.93
Cf←Cf2+ –2.1
ელექტრო­უარყოფითობა პოლინგის სკალა: 1.3
იონიზაციის ენერგია
  • 1: 608 კჯ/მოლ

კალიფორნიუმის სპექტრალური ზოლები
სხვა თვისებები
ბუნებაში გვხვდება სინთეზირების შედეგად
მესრის სტრუქტურა ჰექსაგონალური
მესრის პერიოდი 11.03 Å
მოოსის მეთოდი 3–4
CAS ნომერი 7440-71-3
ისტორია
აღმომჩენია ს. ტომპსონი, ა. გიორსო, კ. სტრიტი და გ. სიბორგი (1950)
კალიფორნიუმის მთავარი იზოტოპები
იზო­ტოპი გავრცე­ლება­დობა ნახევ.
დაშლა
(t1/2)
რადიო.
დაშლა
პრო­დუქტი
248Cf სინთ 333.5 დღ-ღ α (100%) 244Cm
სდ (2.9×10−3%)
249Cf სინთ 351 წ α (100%) 245Cm
სდ (5.0×10−7%)
250Cf სინთ 13.08 წ α (99.92%) 246Cm
სდ (0.08%)
251Cf სინთ 898 წ α 247Cm
252Cf სინთ 2.645 წ α (96.91%) 248Cm
SF (3.09%)
253Cf სინთ 17.81 დღ-ღ β (99.69%) 253Es
α (0.31%) 249Cm
254Cf სინთ 60.5 დღ-ღ SF (99.69%)
α (0.31%) 250Cm

კალიფორნიუმი[1][2] (ლათ. Californium; ქიმიური სიმბოლო — ) — ელემენტთა პერიოდული სისტემის მეშვიდე პერიოდის, ჯგუფგარეშე (ძველი კლასიფიკაციით მესამე ჯგუფის თანაური ქვეჯგუფის, IIIბ) ხელოვნურად მიღებული რადიოაქტიური ქიმიური ელემენტი. განეკუთვნება აქტინოიდების ოჯახს. მისი ატომური ნომერია — 98, tდნ — 900 °C, tდუღ — 1470 °C, სიმკვრივე — 15.1 გ/სმ3. სტაბილური იზოტოპები არ გააჩნია. კალიფორნიუმი მიღებულია 1950 წელს ამერიკელი მეცნიერების ს. ტომპსონის, ა. გიორსოს, კ. სტრიტისა და გ. სიბორგის მიერ ბირთვული რეაქციით. კალიფორნიუმის მასური რიცხვებია 242-256. მისი პირველი მყარი ნაერთები და მიღებულია 1958 წელს. კალიფორნიუმის ჟანგვის ხარისხია +3 ან +2. პრეპარატებს იყენებენ ნეიტრონების წყაროდ.

კალიფორნიუმი ერთ-ერთი ყველაზე ძვირადღირებული ლითონია დედამიწაზე[3].

მიღებული ხელოვნურად 1950 წელს სიბორგის ჯგუფის მიერ კალიფორნიის უნივერსიტეტი ბერკლიში.

კალიფორნიუმის პირველი მყარი შენაერთები — 249Cf2O3 и 249CfOCl მიღებული იქნა 1958 წელს.

სახელწოდების წარმოშობა

[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

სახელი მიენიჭა კალიფორნიის ბერკლის უნივერსიტეტის პატივსაცემად, სადაც იქნა მიღებული. როგორც ავტორები წერდნენ, ამ სახელწოდებით მათ უნდოდათ მიენიშნებინათ, რომ ახალი ელემენტის აღმოჩენა ისევე ძნელი იყო მათთვის, როგორც საუკუნის წინათ ამერიკის პიონერების მიერ კალიფორნიამდე მიღწევა.

კალიფორნიუმს აწარმოებენ ორ ადგილას: დიმიტროვგრადი რუსეთის ფედერაციაში და ოკ-რიჯის ეროვნული ლაბორატორიაში აშშ.

ერთი გრამი კალიფორმიუმის მისაღებად პლუტონიუმზე ან კიურიუმზე აწარმოებენ ხანგრძლივ ნეიტრონულ დასხივებას ბირთვულ რეაქტორში, 8 თვიდან 1,5 წლამდე. შემდეგ მიღებული დასხივებული პროდუქტიდან ქიმიური გზით გამოყოფენ კალიფორნიუმს.

ლითონურ კალიფორნიუმს მიიღებენ კალიფორნიუმის ფტორიდიდან CfF3 ლითიუმის მეშვეობით აღდგენით:

ან კალიფორნიუმის ოქსიდის Cf2O3 კალციუმის მეშვეობით აღდგენით:

სხვა აქტინოიდებისაგან კალიფორნიუმს გამოყოფენ ექსტრაქციის და ქრომატოგრაფიის მეთოდებით.

ფიზიკური და ქიმიური თვისებები

[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

კალიფორნიუმი — მეტად "მფრინავი" ლითონია. არსებობს ორი პოლიმორფული მოდიფიკაციის სახით. 600 °C-ზე დაბლა მდგრადია α-მოდიფიკაცია ჰექსოგონალური მესრით (პარამეტრები а = 0,339 ნმ, с = 1,101 ნმ), 600 °C-ზე მაღლა — β-მოდიფიკაცია კუბური წახნაგცენტრირებული მესრით. ლითონის დნობის ტემპერატურა 900 °C, დუღილის ტემპერატურა 1227 °C.

ქიმიური თვისებებით კალიფორნიუმი ჰგავს ლანთანოიდებს. კალიფორნიუმის სინთეზირებული ჰალოგენიდებია — CfX3 (X — ჰალოგენის ატომი), ოქსიჰალოგენოდებია — CfOX. კალიფორნიუმის დიოქსიდის მისაღებად CfO2 ოქსიდს Cf2O3 ჟანგავენ წნევის 10 მპა. ქვეშ ჟაგბადის გახურებით. ხსნარებში Cf4+ მიიღებენ, Cf3+ შენაერთებზე ძლიერი მჟანგავების ზემოქმედებით. სინთეზირებულია სინთეზირებულია მყარი კალიფორნიუმის დიოდიდი CfI2. Cf3+-ის წყლის ხსნარებიდან აღადგენენ ელექტროქიმიურად Cf2+-მდე.

ცნობილია კალიფორნიუმის 17 იზოტოპი, რომელთაგან ყველაზე სტაბილურია 251Cf რომლის ნახევრადდაშლის პერიოდია T1/2=900 წელი, 249Cf (T1/2=351 წელი), 250Cf (T1/2=13,08 წელი) და 252Cf (T1/2=2,645 წელი). ბოლო იზოტოპს ააქვს მაღალი ნეიტრონების გამრავლების კოეფიციენტი (3-ზე მეტი) და კრიტიკული მასა მიახლოებით 5 კგ[4] (ლითონის სფეროსათვის). 1 გრამი 252Cf უშვებს (ასხივებს) მიახლოებით 3×1012 ნეიტრონს წამში[5]. 251Cf მოიხსენიება ჩინგიზ აბდულაევის წიგნში «დაშლის სიმბოლოები» როგორც მინიატურული ატომური ბომბის «ბირთვული ჩემოდანის» ელემენტი.

ყველაზ ემეტი გამოყენება ჰპოვა იზოტოპმა - 252Cf. ის გამოიყენება ნეიტრონულ-აქტივაციურ ანალიზში როგორც ნეიტრონების მძლავრი წყარო, სიმსივნეების სხივურ თერაპიაში. ამას გარდა, იზოტოპი 252Cf გამოიყენება სპონტანური ბირთვის გაყოფის ექსპერიმენტებში. კალიფორნიუმი წარმოადგენს ძალიან ძვირად ღირებულ ლითონს. 1 გრამი იზოტოპ 252Cf-ის ფასია მიახლოებით 250 მლნ. აშშ დოლარი, და ეს საკმაოდ სამართლიანია, რადგანაც ყოველ წელს მიიღებენ 20–40 მილიგრამს, ხოლო საერთო მსოფლიო რეზერვი არ აღემატება 8 გრამს.[6]

80-100 მევ ენერგიის მქონე კაიფორნიუმი-252-ის (252Cf) ბირთვის დაშლის პროდუქტები გამოიყენება სპექტომეტრიაში ნიმუშების ბომბარდირებისათვის და მათი იონიზაციისათვის (იხ. პლაზმური დესორბციული იონიზაცია). იზოტოპ 252Cf-ის ბირთვის გაყოფისას წარმოიქმნება საწინააღმდეგო მიმართულებით მოძრავი ნაწილაკები. ნაწილაკების ერთი ნაწილი ხვდება ტრიგერულ დეტექტორში და იძლევა სიგნალს დროის ათვლის დაწყების შესახებ. სხვა ნაწილაკების ნაწილი ხვდება ნიმუშის მატრიცაში, და ამოაგდებს იონებს, რომლებიც მიემართებიან დროისმფრინავ მასების - სპექტომეტრში (time of flight mass spectrometer, TOF-MS).[7]

ფიზიოლოგიური მოქმედება

[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

252Cf-ის რადიონუკლიდები ძალიან ტოქსიკურია. მისი ზღვრული დასაშვები კონცენტრაცია (ზდკ) ღია ყალსაცავების წყალში შეადგენს 1,33×10−4 ბკ/ლ.

რესურსები ინტერნეტში

[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]
  1. დოლიძე ვ., ციციშვილი ვ., „ოთხენოვანი ქიმიური ლექსიკონი“, თბ., 2004, გვ. 99
  2. ქართული საბჭოთა ენციკლოპედია, ტ. 5, თბ., 1980. — გვ. 338.
  3. The Most Expensive Substances in the World -> Californium. დაარქივებულია ორიგინალიდან — 2016-05-05. ციტირების თარიღი: 2018-12-10.
  4. Final Report, Evaluation of nuclear criticality safety data and limits for actinides in transport, Republic of France, Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire, Département de Prévention et d'étude des Accidents.
  5. კალიფორნიუმი. წიგნი. მეცნიერება და ტექნიკა. დაარქივებულია ორიგინალიდან — 2011-08-22. ციტირების თარიღი: 2010-08-23.
  6. The Most Expensive Substances in the World -> Californium. დაარქივებულია ორიგინალიდან — 2016-05-05. ციტირების თარიღი: 2018-12-10.
  7. Р.Сильверстейн и др., Спектрометрическая идентификация органических соединений, 2011. — გვ. 575, ISBN 978-5-94-774-392-0.