Калифорний (Cf) в таблице Менделеева

Теория:

Калифорний (Cf) занимает положение в 7‑м периоде, что определяет его принадлежность к ряду тяжелых трансурановых элементов — актиноидов.

Будучи химическим гомологом (аналогом) лантаноида диспрозия, он проявляет свойства типичного радиоактивного металла с уникально высокой способностью к испусканию нейтронов.

Его поведение в реакциях и кристаллической решетке продиктовано постепенным заполнением 5f-подуровня.

Нахождение в 3‑й группе (семейство актиноидов) задает ключевые параметры: наиболее характерную валентность III, а также возможность проявления валентности IV в специфических соединениях.

Структура атома подтверждается его электронной формулой (конфигурацией):

[Rn] 5f¹⁰ 7s².

На которой наглядно можно определить его положение как представителя f-блока, находящегося за берклием и перед эйнштейнием.

Как определить положение Калифорния в Таблице Менделеева

Локация калифорния в таблице описывается характеристиками его нестабильного ядра — его «химическим аттестатом» (паспортом):

1. Порядковый номер (атомный номер).
2. Наименование (название) элемента.
3. Группа (вертикальный ряд актиноидов).
4. Период (горизонтальный ряд).
5. Электронное семейство (калифорний — f‑элемент).

Порядковый номер / атомный номер (Z = 98)

• Служит уникальным кодом элемента в ряду искусственно синтезированных металлов.
• В ядре — 98 протонов; в нейтральной оболочке — 98 электронов.
• Электронное строение: [Rn] 5f¹⁰ 7s².

Важно: Наличие 10 электронов на 5f-подуровне делает его мощным источником нейтронов при спонтанном делении, что выделяет его среди других актиноидов.

Название и символ

• Название: «калифорний» (в честь штата Калифорния и Калифорнийского университета в Беркли, где он был открыт).
• Символ: Cf.
• Примечание: Элемент был впервые получен в 1950 году Сиборгом, Томпсоном и Стритом путем бомбардировки кюрия альфа-частицами.

Группа (3 / III B)

Расположен в 3‑й группе (в ряду актиноидов), объединяющей элементы с идентичным строением внешних уровней.

Химический потенциал:

• Валентность калифорния: доминирующая валентность III (образует оксид Cf₂O₃).
• Степень окисления: +3 — наиболее устойчивая, но возможна и +4 в сильно окислительных средах.

Период (7‑й)

Находится в 7‑м периоде — это означает, что его электроны занимают семь энергетических уровней.

Влияние на свойства:

• Актиноидное сжатие: Радиус атома Cf меньше, чем у предыдущих элементов ряда, из-за усиления притяжения ядра при заполнении f-слоя.
• Нейтронный поток: Изотоп ²⁵²Cf является уникальным «точечным» источником нейтронов, используемым в медицине для лечения опухолей и в дефектоскопии.

Все значения элементов в полной сводной таблице параметров химических элементов (Z, Ar, Группа, Период).

Относительная атомная масса (Ar)

• Ar(Cf) ≈ [251] а.е.м. (для долгоживущего изотопа ²⁵¹Cf).
• Определение: средняя масса наиболее стабильного нуклида.
• Стабильность: Калифорний — один из самых дорогих металлов в мире. Период полураспада ²⁵¹Cf составляет около 898 лет, в то время как технически важный ²⁵²Cf живет всего 2,6 года.

Все значения для всех элементов можно узнать в таблице атомных масс.

f‑Элемент (электронное семейство)

Застраивающимся является 5f‑подуровень (5f¹⁰).

Специфика блока: Экранирование f-электронов делает калифорний химически похожим на диспрозий, однако высокая радиоактивность и энергия ядра придают ему уникальные физические свойства, недоступные лантаноидам.

Определение энергетических уровней Калифорния по Таблице Менделеева

Положение Калифорния (Cf) — это точная схема его электронной архитектуры.

1. 7-й период (Количество этажей)

Номер строки (7) указывает на количество энергетических слоев в атоме.

• Итог: У Калифорния 7 энергетических уровней.

2. Список «жильцов» (Распределение электронов)

Атомный номер Калифорния — 98. Его 98 электронов распределены по уровням следующим образом:

Cf ) 2 ) 8 ) 18 ) 32 ) 28 ) 8 ) 2

Для сравнения: У соседа слева, Берклия (97), на пятом уровне 27 электронов, а у Калифорния (98) — 28.

3. 3-я группа (Химический характер)

Как актиноид, он проявляет свойства, типичные для тяжелых f-металлов.

• f-элемент: Активность диктуется 5f-оболочкой.
• Место в блоке: Это «транскуриевый» элемент, стоящий в середине второй половины ряда актиноидов.

Проверка знаний: Как определить калифорний по таблице Менделеева

Выберите три верных тезиса, которые однозначно характеризуют Калифорний (Cf) в структуре таблицы.

1) Порядковый номер (атомное число) в системе Менделеева — 98.

2) Расположен в 7-м периоде и принадлежит к f-семейству (актиноиды).

3) Является химическим гомологом (аналогом) лантаноида диспрозия (Dy).

4) Считается самым дешевым и доступным металлом для строительства домов.

5) Является основным компонентом атмосферного воздуха, которым мы дышим.

6) Имеет стабильное ядро, которое никогда не распадается.

Часто задаваемые вопросы: