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Californium

Chemie und Physik des chemischen Elements Californium.



Californium

Californium, ein spätes Actinid mit zwanzig bekannten Isotopen, ist ein von Menschen hergestelltes chemisches Element aus der Gruppe der Transurane, das nicht natürlich vorkommt. Es wurde erstmals von Glenn Seaborg und seinen Mitarbeitern im Februar 1950 in einem Experiment identifiziert, bei dem ein 60-Zoll-Zyklotron verwendet wurde, um Curium-Isotope Cm242 mit Heliumionen zu beschießen. Obwohl in erster Linie nach dem Bundesstaat Kalifornien benannt, ehrt es auch die Universität von Californien in Berkeley, an der viele Elemente zuerst entdeckt wurden.

 

Übersicht: Allgemeine Daten zum Californium

Bezeichnung:Californium Andere Namen:Kalifornium (selten, veraltet) Symbol:Cf Ordnungszahl:98 Atommasse:[251] u Periodensystem-Stellung:Actinoide, 7. Periode, f-Block Gruppen-Zugehörigkeit:Actinoide, Transurane, Metalle Entdeckung:1950 Bedeutung des Namens:Kalifornien (US-Staat) Historische Bezeichnungen:Accretium, Cyclonium, Cyclotronium, Enactinium, Enneactinium, Euprosium, Lewisium, Nonactinium, Praedicium, Radlabium (abgelehnte Vorschläge) Irdisches Vorkommen:Künstliches, radioaktives chemisches Element Englischer Name:Californium CAS-Nummer:7440-71-3 InChI-Key:HGLDOAKPQXAFKI-UHFFFAOYSA-N

 

Das Californium-Atom

Das Cf-Atom - und damit das chemische Element Californium - ist eindeutig durch die 98 positiv geladenen Protonen im Atomkern definiert. Für den elektrischen Ausgleich im ungeladenen Californium-Atom sorgt die gleiche Anzahl an Elektronen.

Für Unterschiede bei den Atomkernen sorgen die Kernbausteine der Neutronen. Diese Atomsorten werden unter dem Begriff Californium-Isotope bzw. Californium-Nuklide zusammengefasst (Isotopen-Daten: siehe dort).

 

Elektronenkonfiguration

SymbolOZKurzform1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s5p5d5f6s6p6d6f7s7p
Cf98[Rn] 5f10 7s2 2262610261014261010262

 

Ionisierungsenergien

Die folgende Tabelle listet die Bindungsenergien bzw. die Ionisierungsenergien IE, also die erforderliche Energie in Elektronenvolt (eV), um ein bestimmtes Elektron von einem Californium-Atom zu trennen.

1. IE: 6,2817 eV2. IE: 11,8 eV3. IE: eV4. IE: eV5. IE: eV6. IE: eV

 

Elektronenbindungsenergie

Die nachfolgende Tabelle listet die Elektronenbindungsenergien der einzelnen Californium-Elektronen in den jeweiligen Orbitalen auf. Die Werte sind in Elektronenvolt (eV) angegeben.

KLILIILIII
1s2s2p1/22p3/2
134939260102510819907

 

MIMIIMIIIMIVMV
3s3p1/23p3/23d3/23d5/2
67616345511644844247

 

NINIINIIINIVNVNVINVII
4s4p1/24p3/24d3/24d5/24f5/24f7/2
181316201292991930538520

 

OIOIIOIIIOIVOV
5s5p1/25p3/25d3/25d5/2
416341245137122

 

PIPIIPIII
6s6s1/26p3/2
543317

 

Weitere Daten

Kovalente Radien:168 pm (in Einfach-Bindungen, nach Pyykkö et al.)
140 pm (in Zweifach-Bindungen, nach Pyykkö et al.)
Van-der-Waals-Radius:200 pm Molvolumen:16,50 cm3 mol-1 Fluoreszenz-Ausbeute:ωK: 0,972; ωL1: 0,244; ωL2: 0,490; ωL3: 0,560 Coster-Kronig-Übergänge:F12: 0,03; F13: 0,54; F23: 0,197

 

Spektrallinien des Californiums

Die nachfolgende Abbildung zeigt ein Emissionsspektrum des Californiums mit den charakteristischen Spektrallinien im sichtbaren Wellenlängenbereich zwischen 400 und 700 nm:

Californium-Spektrallinien

 

 

Chemische Daten

Elektronegativität:1,30 nach PaulingElektronaffinität:-1,01 eV bzw. -97,31 kJ mol-1Oxidationsstufen:+ 3 (+4, +2)

 

Material- und physikalische Eigenschaften des Californiums

Die nachfolgende Tabelle führt einige berechnete bzw. experimentell ermittelte physikalische Daten bzw. Materialeigenschaften des Californiums auf.

Schmelzpunkt:900 °C Siedepunkt:1470 °C Thermische Leitfähigkeit:10 W m-1 K-1 Dichte:15,1 g cm-3 Kristallstruktur:Doppelt-hexagonal dichteste Kugelpackung - dhcp Gitterkonstanten:a=338 pm, c = 1102,5 pm; Z=4 Raumgruppe:P63/mmc - Nr. 194 Härte:nach Mohs: 3-4

 

 

Literatur und Quellen

[1] - Thomas Albrecht-Schmitt:
Californium gleaming.
In: Nature Chemistry, 2014, DOI 10.1038/nchem.2035.

 


Kategorie: Chemische Elemente

Aktualisiert am 15.01.2019.



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