原子序数 98 · 锕系元素
锎 Cf
别名: Californium
锎是一种首先在加利福尼亚制得的人工放射性元素。它的同位素锎-252会发生自发裂变,放出大量中子,是一种强大的便携式中子源,用于启动反应堆、油井测井、探测爆炸物,在一些地方还用于治疗癌症。它是真正具有实际用途的最重元素之一。
主要性质
| 原子序数 | 98 |
|---|---|
| 原子量 | [251] (无稳定同位素,方括号内为代表性同位素的质量数) |
| 分类 | 锕系元素 |
| 族 | 镧系/锕系(无族序号) |
| 周期 | 7 |
| 区 | f |
| 物态(25 °C,1 atm) | 固态 |
| 熔点 | 1173 K (899.9 °C) |
| 沸点 | — |
| 密度 | — |
| 电负性(鲍林标度) | 1.3 |
| 原子半径(范德华半径) | 245 pm |
| 第一电离能 | 6.3 eV |
| 电子亲和能 | — |
| 氧化态 | +3 |
| 发现 | 1950 |
电子排布
- 简写
- [Rn]7s2 5f10
- 完整
- 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 4f14 5s2 5p6 5d10 5f10 6s2 6p6 7s2
- 各电子层电子数
- 2 · 8 · 18 · 32 · 28 · 8 · 2
轨道表示式
在周期表中的位置
发现历史
锎于 1950年初 由加州大学伯克利分校的斯坦利·汤普森、小肯尼斯·斯特里特、阿尔伯特·吉奥索和格伦·西博格首次制得。他们用α粒子轰击几微克锔-242,得到了半衰期约44分钟的锎-245。第一份样品只有几千个原子。
这一发现是在锫之后短短几周内完成的,由同一团队使用同一台回旋加速器和类似的分离技术实现。后来,人们在反应堆中用中子长时间照射钚或锔,得到了更多的锎;约在1958年首次获得了可称量的锎化合物。如今全世界的锎大多来自田纳西州橡树岭的高通量同位素反应堆,以及俄罗斯的一座研究堆。
名称由来
研究团队以 加利福尼亚州 和 加州大学 为这种元素命名。元素符号为 Cf。锫和锎接连问世之后,《纽约客》杂志开玩笑说,伯克利团队应该把97号和98号元素命名为“universitium”和“ofium”,把californium留给99号,这样就能拼出大学的名字(University of California)。据说西博格回应道,要是那样做了,纽约人也许会把接下来的两种元素据为己有。中文“锎”以金字旁加“开”字,取其读音。
主要用途
- 反应堆启动:锎-252源提供初始中子,为新建反应堆或长期停堆后重新启动的反应堆点燃链式反应。
- 勘探与过程控制:它被用于油气测井、金银勘探,以及实时监测煤和水泥成分的中子活化分析仪。
- 安全检查:基于中子的检测系统利用它揭示隐藏的爆炸物或毒品的元素组成。
- 医学:一些国家曾在宫颈癌等癌症的近距离放射治疗中使用锎-252源。
- 研究:锎-249是合成118号元素鿫所用的靶。
同位素
锎没有稳定同位素。寿命最长的 锎-251 半衰期约900年。最常用的 锎-252 半衰期约2.6年;它约有3%的衰变是自发裂变,因此仅仅1微克每秒就会放出约230万个中子。锎-249(约351年)由锫-249衰变得到,曾在超重元素研究中用作靶。
日常生活中
锎在日常生活中看不见,却通过测井和反应堆启动,在石油生产和发电的幕后发挥作用。锎-252源会发出强烈的中子和伽马辐射,因此要装在厚重的屏蔽容器中运输,并只由持证专业人员操作。锎一旦进入人体,往往会沉积在骨骼中。
小知识
- 1微克锎-252每秒放出约230万个中子。
- 人类最早制得的锎只有几千个原子。
- 118号元素鿫是用钙-48轰击锎-249靶制得的。
同类元素 (锕系元素)
数据来源 · 性质:PubChem Periodic Table(美国 NIH/NLM 公开数据)· 原子量:CIAAW 2024 简化标准原子量 · 名称:Wikidata(CC0),韩文名称遵循大韩化学会。获取日期 2026-09-23。