Калифо́рний (лат. Californium), Cf (читается «калифорний»), радиоактивный искусственно полученный химический элемент с атомным номером 98. Актиноид. Расположен в группе IIIB периодической системы, в 7-м периоде. Электронная конфигурация трех внешних слоев невозбужденного атома калифорния 5s2p6d10f106s2p67s2. В соединениях проявляет степени окисления +2, +3 и +4 (валентность II, III и IV). Радиус нейтрального атома калифорния 0, 169 нм, радиус ионов: Cf3+ 0, 0962 нм и Cf2+0, 082 нм. Энергия ионизации нейтрального атома 6, 41 эВ. Электроотрицательность по Полингу 1, 2.
Калифорний впервые получен в 1950 группой американских ученых (С. Томпсон, А. Гиорсо, К. Стрит и Г. Сиборг) при облучении нескольких микрограмм 242Cm α-частицами, разогнанными на ускорителе до энергии 35 МэВ по ядерной реакции:
24296 Cm(, 2n) 24498Bk
Назван по американскому штату Калифорния, в научно-исследовательском центре которого был открыт этот элемент.
Смесь нуклидов калифорния с массовыми числами 249, 250, 251 и 252 образуется при длительном облучении нейтронами плутония в ядерном реакторе. Наиболее устойчивы следующие нуклиды калифорния: 249Cf (период полураспада Т1/2 равен 350, 6 лет), 250Cf (13, 08 года), 251Cf (898 лет), 252Cf (2, 638 года). При спонтанном делении ядер 252Cf образуются нейтроны; 1 г 252Cf испускает 3.1012 нейтронов в 1 с. Предполагают, что при взрывах некоторых сверхновых звезд образуется 254Cf (при спонтанном делении которого выделяются нейтроны, период полураспада Т1/2 равен 65 суткам).
Калифорний получают восстановлением фторида калифорния CfF3 литием:
CfF3 + 3Li = Cf +3LiF
или оксида калифорния Cf2O3 кальцием:
Cf2O3 + 3Са = 2Cf + 3СаО
Калифорний чрезвычайно летучий металл. Существует в двух полиморфных модификациях. Ниже 600°C устойчива α-модификация с гексагональной решеткой (параметры а = 0, 339 нм, с = 1, 101 нм), выше 600°C — β-модификация с кубической гранецентрированной решеткой. Температура плавления металла 900°C, температура кипения 1227°C.
По химическим свойствам калифорний подобен лантаноидам. Синтезированы галогениды калифорния — CfHal3, оксигалогениды — CfOHal. Для получения диоксида калифорния CfO2 оксид Cf2O3 окисляют при нагревании кислородом под давлением 10МПа. В растворах Cf4+ получают, действуя на соединения Cf3+ сильными окислителями. Синтезирован твердый дииодид калифорния CfI2. Из водных растворов Cf3+ восстанавливается до Cf2+ электрохимически.
Используется как источник нейтронов.
Радионуклид 252Cf высоко токсичен. ПДК в воде открытых водоемов 1, 33·10-4 Бк/л.
Авторы: С.С. Бердоносов, П.С. Бердоносов
- Келлер К. Химия трансурановых элементов. М., 1976.