وهو العنصر الكيميائي السادس الذي يتم تصنيعه في الجدول الدوري لما بعد اليورانيوم. بالإضافة إلى ذلك، فهو يحتوي على ثاني أعلى كتلة ذرية بين جميع العناصر المنتجة. وبالمثل، فهو أثقل ما يوجد بشكل طبيعي. لذلك دعونا نرى ما هي خصائص وخصائص واستخدامات كاليفورنيو.
ما هو كاليفورنيوم؟
عنصر الكاليفورنيوم هو معدن ثلاثي التكافؤ، اصطناعي، طيع، يحتوي على نشاط إشعاعي عالي وينتمي إلى المجموعة الكيميائية الأكتينيدات. بالإضافة إلى ذلك، فهو ذو لون أبيض فضي، وله شكلين بلوريين ويتفاعل عند تسخينه. بالإضافة إلى ذلك، يُعتقد أن خصائص الكاليفورنيوم تحمل بعض التشابه مع أكتينيدات التكافؤ +3 الأخرى.
رمز كاليفورنيا
Cf رمزها الكيميائي هو شكل مختصر من الاسم، سمي على شرف ولاية كاليفورنيا. وأيضا من قبل الجامعة التي تحمل الاسم المذكور. وبحسب التاريخ، فقد خرق هذا الاسم اتفاقاً على تسمية العناصر المرقمة من 95 إلى 97. إلا أن الباحثين وضعوا هذا الاتفاق جانباً وأطلقوا عليه اسم كاليفورنيو.
مميزات ولاية كاليفورنيا
وهو قابل للذوبان في الماء فقط عندما يكون على شكل كاتيون كاليفورنيوم III. من ناحية أخرى، فشلت محاولات تفاعل الأكسدة والاختزال للأيون +3. ومع ذلك، فإنه يترسب عندما يوجد على شكل هيدروكسيد أو فلوريد أو أكسالات. اكتشف الصفات الأخرى للعنصر الكيميائي:
- التفاعل الكيميائي : يتفاعل عند تسخينه مع خليط من النيتروجين والهيدروجين والكالكوجين والأحماض المعدنية.
- الحالة : شكله العادي صلب .
- المظهر : له لون أبيض فضي، في حين أن مركباته يمكن أن يكون لها مظهر أصفر أو أخضر أو أرجواني أو بني.
- النشاط الإشعاعي : وهو مشع لدرجة أنه يمثل خطرا على الإنسان.
- التطورات : عند ملامسته للهواء في درجة حرارة الغرفة فإنه يفقد لمعانه تدريجياً.
- القابلية للطرق : وهي قابلة للطرق بحيث يمكن قطعها بسهولة بالسكين أو ماكينة الحلاقة.
- الترتيب المغناطيسي : عند −220 درجة مئوية يكون مغناطيسيًا حديديًا، بين −225.1 درجة مئوية و-207.1 درجة مئوية يكون مضادًا للمغناطيسية، بينما فوق −110 درجة مئوية يكون مغناطيسيًا.
- البنية البلورية : لها شكلين عند الضغط الجوي، شكل سداسي مزدوج مدمج ومكعب مركزي الوجه.
- النظائر : يعرض 20 نظيرًا مشعًا موجودًا، بأعداد كتلية تتراوح بين 237 و256، ومتوسط عمر معظمها أقل من سنة واحدة.
الخصائص الكيميائية والفيزيائية لكاليفورنيو
- العدد الذري : 98
- الصدأ : غير معروف
- نصف القطر الأيوني (Å) : 0.98
- نصف القطر الذري (Å) : 186 م
- حرارة محددة : لا توجد بيانات
- الكتلة الذرية (جم/مول) : 251 ش
- سرعة الصوت : لا توجد بيانات
- الحجم الذري : لا توجد بيانات
- نقطة الانصهار : 900 درجة مئوية (1173 ك)
- المحتوى الحراري للانصهار : لا توجد بيانات
- حالات الأكسدة : +2، +3، +4
- الكثافة (جم/مل) : 15,100 كجم/م3
- التكوين الإلكتروني : [Rn]5f 10 7s 2
- الإلكترونات لكل مستوى : 2،8،18،32،28،8،2
- نقطة الغليان : 1470 درجة مئوية (1743 كلفن)
- جهد التأين الأول (eV) : 608 كيلوجول/مول
- السالبية الكهربية : 1.3 (مقياس بولينج)
أصل كاليفورنيا
وفقًا للتاريخ، كان اكتشافه نتيجة للجهود المشتركة للكيميائيين كينيث ستريت، وستانلي جي تومسون، وألبرت غيورسو، وجلين تي سيبورج. قام هؤلاء العلماء بتركيب العنصر لأول مرة في 9 فبراير 1950 في جامعة كاليفورنيا. ومع ذلك، فقد أعلنوا عن اكتشافهم في 17 مارس 1950.
ولإنتاجه، قاموا بقصف عينة قطرها 242 سم بجسيمات ألفا بقوة 35 ميجا فولت. بالإضافة إلى ذلك، استخدموا سيكلوترون بقطر 1500 ملم. وبذلك حصلوا على النظير 245 Cf، وتشكلت حوالي 5000 ذرة من العنصر، وبقيت لمدة 44 دقيقة.
ما هي استخدامات كاليفورنيو؟
ومن تطبيقات عنصر الكاليفورنيوم فائدته في قياس الرطوبة وتحديد طبقات الماء في الزيت. تشمل الاستخدامات الأخرى للمعادن ما يلي:
- يستخدم 252 Cf كمصدر نيوتروني لبعض المفاعلات النووية.
- يستخدم كمصدر نيوتروني محمول في تحليل التنشيط للعثور على المعادن والذهب والفضة وغيرها.
- يتم استخدامه لعلاج أورام المخ وأنواع معينة من سرطان عنق الرحم.
- وفي صناعة الأسمنت والفحم، يتم استخدامه لمحللات الكربون والمواد السائبة.
- وهو مفيد في استشعار المواد مثل الماسحات الضوئية لقضبان الوقود النووي.
- إنه مفيد لمكونات الأسلحة التي تكتشف تآكل المواد.
- يعمل على التصوير الشعاعي النيوتروني للطائرات.
- وبمساعدتها، يتم تشكيل عناصر ما بعد اليورانيوم الأخرى مثل لورينسيو أو أوغانيسون.
آثار كاليفورنيو على البشر
ونظرًا لنشاطها الإشعاعي العالي، فإنها تنبعث منها نيوترونات قوية جدًا ضارة بالصحة. بالإضافة إلى ذلك، فإنه يتراكم بيولوجيًا في الجهاز الهيكلي ويتعرض لإشعاع قوي جدًا لدرجة أنه يعطل إنتاج خلايا الدم الحمراء. كما أنه يسبب تلف الأنسجة الخارجية بسبب أشعة جاما. وأخيرا، فإنه يمكن أن يلحق الضرر بالمواد الوراثية ويسبب السرطان.
باختصار، أنت تعرف الآن عنصر الكاليفورنيوم، وهو معدن الأكتينيد، صناعي وشديد الإشعاع. بالإضافة إلى ذلك، فهو مرن وقوي وله لون أبيض فضي وله 20 نظيرًا معروفًا. كما أنها تستخدم للبحث العلمي وقياس الرطوبة وتعدين الذهب وفي صناعة النفط.