Datos sobre el californio

El californio es un elemento radiactivo sintético que no se encuentra en la naturaleza. Es un actínido: uno de los 15 elementos metálicos radiactivos que se encuentran en la parte inferior de la tabla periódica. El metal puro es de color blanco plateado, maleable y tan suave que se puede cortar fácilmente con una cuchilla de afeitar. El californio es moderadamente reactivo químicamente. Se empaña lentamente en el aire a temperatura ambiente: pequeñas piezas o láminas de metal comienzan a oxidarse, pero no violentamente..

Solo los hechos

• Número atómico (número de protones en el núcleo): 98
• Símbolo atómico (en la tabla periódica de los elementos): Cf
• Peso atómico (masa media del átomo): 251
• Densidad: desconocida
• Fase a temperatura ambiente: Sólido
• Punto de fusión: 1,652 F (900 C)
• Punto de ebullición: Desconocido
• Número de isótopos (átomos del mismo elemento con un número diferente de neutrones): 20 isótopos cuyas vidas medias se conocen con números de masa 237 a 256.
• Isótopos más comunes: sin isótopos naturales

Todos los isótopos de californio son radiactivos. Cf-251 es el más estable con una vida media de aproximadamente 800 años. El isótopo Cf-252 es un emisor de neutrones muy fuerte, lo que significa que tiene la propiedad inusual de emitir neutrones cuando se rompe. Los isótopos que se comportan de esta manera son muy inusuales, según Chemistry Explained. Cf-252 se utiliza en una variedad de industrias: aplicaciones militares, detectores de metales y como una forma de detectar fatiga y estrés de metales en aviones..

Descubrimiento

En 1950, los científicos estadounidenses Stanley Thompson, Kenneth Street, Albert Ghiorso y Glenn Seaborg produjeron por primera vez californio en un laboratorio de la Universidad de California, Berkeley. Fue el sexto elemento transuránico sintético ("más allá" del uranio) del grupo de los actínidos que se descubrió. El descubrimiento ocurrió cuando los químicos bombardearon el curio-242 con partículas alfa (átomos de helio sin electrones) en un acelerador de partículas ciclotrón de 60 pulgadas, según Chemicool.com..

Cada reacción nuclear creó Cf-245, un isótopo con una vida media de aproximadamente 45 minutos, y un neutrón libre. Los científicos produjeron alrededor de 700.000 átomos de Cf-245, lo suficiente para hacer un cubo con lados que miden solo 27 nanómetros, según Chemicool. Después de un análisis químico, los científicos confirmaron que se había descubierto un nuevo elemento..

En 1958, Thompson y el investigador Burris Cunningham aislaron californio en cantidades mayores (1,2 microgramos) por primera vez en el reactor de pruebas de materiales en Idaho mediante una irradiación neutrónica prolongada (cinco años) de plutonio-239..

Usos

Cf-252, un isótopo de californio con una vida media de 2.645 años, es una fuente de neutrones muy fuerte. Un microgramo (0,000001 gramos) de Cf-252 produce 170 millones de neutrones por minuto, según Jefferson Lab. Este isótopo tiene una variedad de usos, que incluyen actuar como emisor de neutrones, proporcionando neutrones para la puesta en marcha de reactores nucleares. También se utiliza como fuente de neutrones para detectar minerales de oro y plata mediante una técnica conocida como activación de neutrones. Se utiliza en medidores de humedad de neutrones, dispositivos que pueden detectar capas de agua y petróleo en pozos de petróleo, según Jefferson Lab..

El isótopo Cf-252 es un material objetivo para la producción de elementos transcalifornio. Por ejemplo, el elemento 118, oganesson, el elemento más pesado, se produjo cuando los científicos bombardearon el californio con iones de calcio, según Chemicool. Cf-252 también se usa para tratar el cáncer de cuello uterino y puede ayudar a analizar el contenido de azufre del petróleo..

Nueva investigación

Todavía hay mucho que aprender sobre los elementos más pesados ​​de la tabla periódica, como el californio, el berkelio y el einstenio. Thomas E. Albrecht-Schmitt, profesor de química en la Universidad Estatal de Florida y su grupo de investigación estudian las propiedades químicas y físicas de estos elementos. Su investigación sobre cómo se vinculan con otros elementos está reescribiendo libros de texto..

Sin embargo, uno de los primeros problemas de estudiar el californio es obtener una parte de él. Después de años de negociaciones con el Departamento de Energía de EE. UU., Albrecht-Schmitt recibió 5 miligramos de californio a través de una donación a la universidad. Estos 5 mg se han extendido a través de varios experimentos, lo que ha llevado al descubrimiento de que el californio tiene la capacidad de unirse y separar otros materiales, según un comunicado de prensa del estudio en Science Daily..

Uno de los estudios de Albrecht-Schmitt, publicado en la revista Nature Communications, reveló que el californio es un elemento de transición, lo que significa que ayuda a vincular una parte de la tabla periódica a la siguiente. Específicamente, el californio comparte propiedades con los tres elementos actínidos anteriores en la tabla (americio, curio y berkelio), así como con los tres actínidos que le siguen: einstenio, fermio y mendelevio..

Los actínidos constan de 15 elementos metálicos radiactivos, desde el actinio (Ac, número atómico 89) hasta el lawrencio (Lr, número atómico 103) en la tabla periódica. Los miembros más pesados ​​son extremadamente inestables y no ocurren naturalmente.

"Descubrimos que el californio representa un lugar en [la] serie de elementos actínidos (Ac a Lr) donde la química cambia fundamentalmente con respecto a los actínidos anteriores", dijo Albrecht-Schmitt. .

"Comenzando en el californio y fortaleciéndose a través del einstenio, fermio y mendelevio, y finalmente maximizando en el nobelio, el estado de oxidación 2+ comienza a dominar la química de estos elementos", explicó. "Para el californio a través del mendelevio, el estado 2+ es metaestable, y esto crea propiedades químicas y físicas que se ven afectadas significativamente por la transferencia de carga de los ligandos a los metales".

"Los físicos llaman a esto 'inestabilidad de valencia', y da lugar a una serie de características electrónicas imprevistas, como cambios de enlace que son más similares a los metales de transición que a los lantánidos".

Albrecht-Schmitt señaló que esta investigación es importante por dos razones: "Primero, el californio es el elemento más pesado para el que se pueden medir las propiedades físicas y químicas a granel", explica. "Sus propiedades electrónicas se ven afectadas significativamente por sus electrones internos que se mueven a facciones significativas de la velocidad de la luz. Por lo tanto, el californio es un banco de pruebas para medir cómo los efectos relativistas alteran la química".

"En segundo lugar, aunque estas propiedades son menos pronunciadas en actínidos más ligeros como el plutonio, todavía están presentes y pueden capitalizarse en los procesos de separación que se utilizan para reciclar el combustible nuclear usado y ayudar a mitigar el legado ambiental de la Guerra Fría", dijo..

Quien sabe?

• El californio es el elemento más pesado que se ha producido en cantidades pesadas..
• El espectro de Cf-254 se ha observado en supernovas..
• El Laboratorio Nacional de Oak Ridge en Tennessee es el único productor de Cf-252 para el gobierno de EE. UU..
• El californio se considera un elemento transuránico, que significa "más allá del uranio" en la tabla periódica. El uranio es el elemento número 92, por lo que los elementos con números atómicos superiores a 92 son elementos transuránicos..
• Cf-252 se usa para tratar algunos cánceres de cuello uterino y cerebro cuando la radiación es ineficaz.
• Solo se han producido y estudiado unos pocos compuestos de californio, incluido el óxido de californio (CfO3), el tricloruro de californio (CfCl3) y el oxicloruro de californio (CfOCl)..