కాలిఫోర్నియం



మౌలిక సమాచారం
కాలిఫోర్నియం ఒక రసాయనిక మూలకం. మూలకాల ఆవర్తన పట్టికలో బ్లాకు f, 7 వ పెరియడుకుకు చెందిన, రేడియో ధార్మికత కలిగిన మూలకం.

చరిత్ర
భౌతిక శాస్త్రపరిశోధకులు స్టాన్లీ జి.థామ్సన్, కెన్నెత్ స్ట్రీట్, జూ.అల్బెర్ట్ ఘిరోసో,, గ్లెన్ టి సిబోర్గ్‌లు ఈ మూలకాన్ని మొదటిగా 1950, పిభ్రవరి 9, న బర్కిలీ లోని కాలిఫోర్నియ విశ్వవిద్యాలయంలోని రేడి యేసను పరిశోధనాలయంలో ఉత్పత్తి చెయ్యడం జరిగింది.ఈ శాస్త్రవేత్తలు తమ నూతన మూలక ఆవిష్కరణను 1950 మార్చి 17 న ప్రకటించారు.1950 నాటికి కనుగొనబడిన 6 వ ట్రాన్సుయురేనియం మూలకం కాలిఫోర్నియం.

ఆవిష్కరణ
ఈ పరిశోధనలో శాస్త్ర వేత్తలు ఒక మైక్రోగ్రాము క్యూరియం-242 (24296Cm) ను 1.52 మీటర్ల పొడవున్న సైక్లోట్రోను గొట్టంలో తీసుకోని, 35 Mev-ఆల్ఫాకణాలతో (42He ) ఢీ కొట్టించడం వలన కాలిఫోర్నియం-245 (24598Cf) ఐసోటోపు, ఒక స్వేచ్ఛా న్యూట్రాను ఉత్పత్తి అయ్యాయి. 

24296Cm + 42He → 24598Cf + 10n

ఈ ప్రయోగంలో కేవలం 700, 000 పరమాణువుల పరిమాణమున్న కాలిఫోర్నియం-245 ఉత్పత్తి అయ్యినది, ఈ పరమాణువుల అర్ధజీవితకాలం కేవలం 44 నిమిషాలు మాత్రమే. ఏర్పడిన పరమాణువులతో 27నానోమీటర్ల పొడవున్న ఘనరూపాణువు ఏర్పడుతుంది.

పదోత్పత్తి
ఈ మూలకాన్ని, కనుగొన్న కాలిఫోర్నియ విశ్వవిద్యాలయం,, రాష్ట్రం గుర్తుగా కాలిఫోర్నియం అని పేరును నిర్ధారించారు.

లభ్యత
భూమిలో అత్యంత స్వల్ప ప్రమాణంలో, యురేనియం నిల్వలున్న ప్రదేశాలలో న్యుట్రానుల బంధన చర్యవలనను,, మూలకాల బీటా క్షయికరణ వలన ఏర్పడి ఉండటం వలన లభిస్తుంది. కాలిఫోర్నియం నీటిలో కరుగదు. కాని మట్టిని అంటి పెట్టుకుని ఉంటుంది. పరమాణు పరీక్షలు జరిపిన పరసర ప్రాంతాల వాతావరణంలో కాలిఫోర్నియం యొక్క ఆనవాళ్ళు కనిపిస్తాయి. పరమాణు భార సంఖ్య 249, 252, 253,, 254 కలిగిన కాలిఫోర్నియం ఐసోటోపులను పరమాణు పరీక్ష నిర్వహించిన ప్రాంతపు గాలిలో గుర్తించారు.

ఉత్పత్తి
కాలిఫోర్నియం న్యూక్లియరు రియాక్టరులలో, పార్టికిల్ ఆక్సేలేటరులు/కణ వేగవర్ధక పరికరం (particle accelerators) లలో ఉత్పత్తి అవుతుంది. బెర్కిలియం -249 (24997Bk) ను బలంగా న్యుట్రానులతో తాటించడం వలన, న్యూట్రాను శోషణం వలన బెర్కిలియం -250 (250 97Bk) ఏర్పడి, వెంటనే బీటా కణక్షీణత వలన కాలిఫోర్నియం-250 ఏర్పడును.

24997Bk ( n, γ) 25097Bk → 25098Cf + β−

కాలిఫోర్నియం-250 ని న్యూట్రానుతో బలంగా తాటించడం /ఢీ కొట్టించడం వలన కాలిఫోర్నియం-251, -252 ఏర్పడును.
అమెరీషియం, క్యూరియం,, ప్లూటోనియంలను దీర్ఘ కాలం న్యుట్రాను కిరణీకరణం/ ఉద్ద్యోతనం (irradiation) కు గురికావించడం వలన మిలిగ్రాము పరిమాణంలో కాలిఫోర్నియం-252, మైక్రో గ్రాము పరిమాణంలో కాలిఫోర్నియం -249 ఉత్పత్తి అగును

2006 లో క్యూరియం ఐసోటోపులు 244-248లను ఒక ప్రత్యేకమైన పరమాణు రియాక్టరులో న్యుట్రానులతో కిరణీకరణం/ ఉద్ద్యోతనం చెయ్యడం వలన ప్రథమ స్థాయిలో కాలిఫోర్నియం-252, కనిష్ఠ ప్రమాణంలో కాలిఫోర్నియం 249 - 255లను సృష్టించారు. ప్రస్తుతం ప్రపంచంలో అమెరికా లోని ఒక్ రిడ్జ్ నేషనల్ లాబొరేటరి,, రష్యా లోని (డిమిట్రో గ్రాడ్) రిసెర్చి ఇనిస్టిట్యూట్ ఆఫ్ ఆటమిక్ రియాక్టర్ లలో మాత్రమే కాలిఫోర్నియాన్ని ఉత్పత్తి చెయ్యగలరు.

భౌతిక ధర్మాలు
కాలిఫోర్నియం రేడియో ధార్మికత ఉన్న ఒక మూలకం.  ఈ మూలకం యొక్క పరమాణు సంఖ్య 98. ఈ మూలకం యొక్క రసాయన సంకేత ఆక్షరము Cf. పరమాణు భారం 271. మూలకాలలో వర్గీకరణలో ఆక్టినాయిడ్ (actinide) సముదాయానికి చెందిన లోహం.పరమాణు ఎలక్ట్రానుల విన్యాసం [Rn] 5f107s2.  ఇది ఒక ట్రాన్స్‌యురేనియం మూలకం, అనగా యురేనియం కన్న ఎక్కువ పరమాణు సంఖ్య కలిగిన మూలకం. . కాలిఫోర్నియం మానవునిచే ఉత్పత్తి చెయ్యబడిన 6 వ ట్రాన్సుయురేనియం మూలకం.

కాలిఫోర్నియం వెండి లా తెల్లగా ఉండు ఆక్టినాయిడ్లోహం. ఈ మూలకం యొక్క ద్రవీభవన స్థానం 900 ± 30 °C,, మరుగు స్థానం (అంచనా) 1, 745 °C. శుద్ధమైన కాలిఫోర్నియం మూలకం మెత్తగా ఉండి, రేకులుగా సాగే గుణం కలిగి యుండును. ఈ మూలకాన్ని రేజరు బ్లేడుతో కోయవచ్చును. 51 K (-220 C) డిగ్రీలకన్న తక్కువ ఉష్ణోగ్రత వద్ద కాలిఫోర్నియం ఫెర్రో మాగ్నిటిక్ లేదా ఫెర్రీ మాగ్నిటిక్ ధర్మాన్ని కలిగి యుండును.అలాగే 48 -66K డిగ్రీల వద్ద అంటి ఫెర్రో మాగ్నిటిక్ ధర్మాలను, 160K పైన (-113 to172 C ) పారామాగ్నిటిక్ (పరాయస్కాంత) ధర్మాలను కలిగి యుండును.ఈ మూలకం ల్యాంథనాయిడు లతో మిశ్రమ ధాతువులను ఏర్పరచగలదు, అయితే వీటి గురించి అతి తక్కువ సమాచారం అందుబాటులో ఉంది.

కాలిఫోర్నియం ప్రామాణిక వాతావరణపు పీడనం (1 atm =1 బార్) వద్ద రెండు రకాల స్పటిక సౌష్టవాలను కలిగి యున్నది..అవి ఆల్ఫా (α), (β) సౌష్టవాలు. 900°Cకన్న తక్కువ ఉష్ణోగ్రతలో α ఆల్ఫా సౌష్టవం ను, 900 °C కన్న ఉష్ణోగ్రత వద్ద బీటా సౌష్టవం కలిగి యుండును.ఆల్ఫా సౌష్టవ నిర్మాణం రెండంచల షట్భుజనిర్మాణం, బీటా సౌష్టవం ముఖ కేంద్రీయ ఘనాకృతి కలిగి యుండును. ఆల్ఫా కాలిఫోర్నియం సాంద్రత 15.10 గ్రాములు /సెం.మీ3.బీటా కాలిఫోర్నియం సాంద్రత 8.74 గ్రాములు/సెం.మీ3. 48 GPa వత్తిడి వద్ద 5 f లోని ఎలక్ట్రానులు రంగు మారడం వలన బీటా కాలిఫోర్నియం అర్థోరోంబిక్ స్పటిక సౌష్టానికి మారుతుంది.

రసాయనిక చర్యలు
కాలిఫోర్నియం పరమాణు బంధ విలువ/ (సంయోగ) సామర్థ్యం 4, 3, లేదా 2, అనగా ఒక కాలిఫోర్నియా పరమాణువు ఏక కాలంలో 4, 3, లేదా 2 పరమాణువులతో బంధం కలిగి ఉండగలదు.కాలిఫోర్నియాన్ని వేడిగా ఉన్నప్పుడు హైడ్రోజన్, నైట్రోజన్,, చాకోజన్ (ఆక్సిజన్ వర్గానికి చెందిన మూలకాలు) వాయువులతో రసాయనిక ప్రతిచర్యజరుపుతుంది. పొడి హైడ్రోజన్,, జలఖనిజ ఆమ్లాలతో ప్రతిచర్య చాలా వేగవంతంగా ఉండును. కాలిఫోర్నియం నీటిలో, కాలిఫోర్నియం (III) కేటయాన్ గా మాత్రమే కరుగుతుంది. ఈ మూలకం నీటిలో కరుగు క్లోరైడు, పెర్ క్లోరేట్, సల్ఫేట్ ఏర్పరచును. అలాగే ఫ్లోరిన్ తో ఫ్లోరైడ్. ఆక్సిజన్ తో ఆక్సలేట్, హైడ్రోజన్ తో హైడ్రోక్సైడు అవక్షేపాలను (నీటిలో కరుగని) ఏర్పరచును.

కాలిఫోర్నియం సమ్మేళనాలు

ఐసోటోపులు
20 రకాల రేడియో ఐసోటోపులను ఇంతవరకు గుర్తించారు.ఇందులో కాలిఫోర్నియం-251 రేడియో ఐసోటోపు అర్ధజీవిత కాలం 898 సంవత్సరాలు, కాలిఫోర్నియం-249 అర్ధజీవితం 351 సంవత్సరాలు, కాలిఫోర్నియం-250 అర్ధ జీవితం 13.08 ఏళ్ళు, కాలిఫోర్నియం-252 ఆర్దజీవితం 2.645 ఏళ్ళు. మిగిలిన ఐసోటోపుల అర్ధజీవిత కాలం సంవత్సరం కన్న తక్కువే. అధికశాతం ఐసోటోపుల అర్ధజీవిత కాలం 20 నిమిషాల కన్న తక్కువ. కాలిఫోర్నియం యొక్క ఐసోటోపుల యొక్క భార సంఖ్య 237 నుండి 256 వరకు ఉండును.

బెర్కిలియం-249 ఐసోటోపు బీటాక్షయికరణవలన కాలిఫోర్నియం-249 ఐసోటోపు ఏర్పడును.మిగిలిన కాలిఫోర్నియం ఐసోటోపులు, న్యూక్లియారు రియాక్టరులో బెర్కిలియం ఐసోటోపుల న్యూట్రానుల రేడియేసను వలన రూపుదిద్దుకొనును.కాలిఫోర్నియం-252 ఐసోటోపు శక్తివంతంగా న్యూట్రానులను విడుదల చేయును. అతిశక్తివంతమైన రేడియోధార్మికత గుణాన్ని కలిగియుండటం వలన మిక్కిలి హానికరమైనది. కాలిఫోర్నియం -252 ఐసోటోపు ఆల్పా క్షయికరణ (అనగా రెండు ప్రోటానులను, రెండు న్యుట్రానులను కోల్పోతుంది) లోనవ్వుతుంది. క్షయికరణ సమయంలో 96.9% సమయ వ్యవధిలో క్యూరియం-248 గా పరివర్తన చెందుతుంది, మిగిలిన 3.1% సమయంలో స్పాంటోనియాస్ ఫ్యుసన్ చెందుతుంది. ఒక మైక్రో గ్రాము (µg) కాలిఫోర్నియం-252ఐసోటోపు ఎక్కువ రేడియోధార్మికత కలిగి, 170 మిలియను న్యుట్రానులను సెకండుకు విడుదల చేయును, అలాగే 3.7 న్యూట్రాను లను స్పాంటేనియాస్ ఫ్యుసన్ సమయంలో విడుదల చేయును.

మూలాలు

మూలకాలు
రసాయన శాస్త్రము
యాక్టినాయిడ్లు