Калифорний

(от назв. Штата Калифорния, США. Лат. Californium) Cf, искусств. Радиоактивный хим. Элемент III гр. Периодич. Системы, ат. Н. 98. Относится к актиноидам. Стабильных изотопов не имеет. Известно 17 изотопов с мас. Ч. 240-256. Наиб. Долгоживущие изотопы 249Cf (Т 1/2 352 года), 251Cf (T1/2 900 лет) и 252Cf (Т 1/2 2,64 года) a-излучатели (252Cf также испускает нейтроны спонтанного деления). Полагают, что 254Cf образуется при взрывах нек-рых сверхновых звезд. Конфигурация внешних электронных оболочек атома 5f106s26p67s2. Степени окисления +2, +3 (наиб. Устойчива), +4. Электроотрицательность по Полингу 1,2. Атомный радиус 0,169 нм, ионные радиусы 0,0962 нм для Cf3+ и 0,082 нм для Cf4+ . Свойства. К. - чрезвычайно летучий металл. Существует в двух модификациях.

Ниже 600 °С устойчива a-форма с гексагон. Решеткой, а= 0,339 нм, с =1,101 нм, z = 2. Выше 600 °С устойчива модификация с кубич. Гранецентрир. Решеткой ( а =0,494 нм при 600-725 °С и а =0,575 нм выше 725 °С). Т. Пл. 900 °С, т. Кип. 1227°С. C0p29 Дж/(моль. К). DH0 возг 163 кДж/моль. S0298 77 Дж/(моль. К). По хим. Св-вам К. Во многом подобен лантаноидам. Характеристика нек-рых соед. К. Приведена в таблице. Сесквиоксид Cf2O3 с кубич. Решеткой (т. Пл. 1750°С) получают сжиганием на воздухе при 1400°С ионита, на к-ром сорбированы ионы Cf3+ . При нагр. В токе Н 2 при 1450 °С кубич. Модификация переходит в моноклинную. Cf2O3, полученный при р-распаде Bk2O3 после 1490 сут, имеет гексагон. Решетку. Диоксид CfO2 получают окислением Сf2 О 3 кислородом при 300 °С и давлении 10 МПа.

Выше 400 °С разлагается. Восстановлением тригалогенидов К. Водородом при 550-650 °С получают дигалогениды CfX2 (Х - Сl, Вr, I). Трихлорид (т. Пл. 545°С) и трибромид синтезируют взаимод. Cf2O3 соотв. С НСl (при 520 °С) и НВr (при 675 °С), триодид - р-цией СfСl3 с HI при 550 °С, трифторид - из Cf2O3 с HF в атмосфере Н 2 при 600 °С, тетрафторид - фторированием CfF3, CfCl3 или Cf2O3 фтором при 450 °С и давлении 0,3 МПа. Нагреванием Cf2O3 в присут. Смеси паров воды и соответствующего галогене водорода получены CfOCl, CfOBr, а также СfOI с гексагон. Решеткой и CfOF - c кубической. Сесквисульфид синтезирован при 1100°С по р-ции. Cf2O3 + CS2 + Н 2 . Cf2S3 + СО 2 + Н 2 О. В водных р-рах стандартные окислит.

Потенциалы для Cf(III)/Cf(II) - 1,6 В, для Cf(IV)/Cf(III) 3,1 В. DH0 обр иона Cf3+ для бесконечно разб. Р-ра Ч 623 кДж/моль. При окислении Cf3+ персульфатом калия при нагревании в присут. Ненасыщ. Гетерополианионов образуется неустойчивый Cf4+ . Получение. Изотопы К. Образуются при длит. Облучении Pu, Am и (или) Cm нейтронами в ядерных реакторах. Смесь изотопов Cf с маc. Ч. 249-254 обычно содержит ок. 60-90% 252Cf. Этим путем в США получают неск. Г 252Cf в год. К., выделенный после термоядерного взрыва, значительно богаче изотопами 251Cf и 254Cf. 249Cf высокой изотопной чистоты выделяют из старых препаратов 249Bk. Легкие (нейтронодефицитные) изотопы К. Обычно получают при облучении Cm a-частицами или в ядерных р-циях с тяжелыми ионами, напр., бомбардировкой Th ионами О или U.

Выделяют изотопы К. Экстракцией, ионным обменом и экстракционно-хроматографически. Металлич. К. Получают восстановлением его оксидов или фторидов лантаном или литием. Применение. 252Cf - источник нейтронов в активац. Анализе, дефектоскопии, нейтронном каротаже, при поисках нефти, в медицине и др. (1 г 252Cf испускает 3.1012 нейтронов в с). 249Cf, не требующий нейтронной защиты, применяют в научных исследованиях. К. Высокотоксичен. ПДК 252Cf в открытых водоемах и воздухе рабочих помещений соотв. 133,2 и 4,1.10-6 Бк/л Впервые К. Получили С. Томпсон, К. Стрит, А. Гиорсо и Г. Сиборг в 1950. Лит. См. При ст. Актиноиды. Б. Ф. Мясоедов..