કૅલિફૉર્નિયમ : તત્વોની ઍક્ટિનાઇડ શ્રેણીનું નવમું વિકિરણધર્મી ધાતુતત્વ. સંજ્ઞા Cf. અસ્થિર હોવાને કારણે તે મુક્ત અવસ્થામાં કે સંયોજન-સ્વરૂપે મળી આવતું નથી. આથી કૃત્રિમ રીતે [નાભિકીય સંશ્લેષણ (nuclear synthesis) દ્વારા] તેનું સંશ્લેષણ કરવામાં આવે છે. 9 ફેબ્રુ. 1950ના રોજ ચાર યુ.એસ. વૈજ્ઞાનિકો સ્ટેન્લી જી. થૉમ્સન, કેનેથ સ્ટ્રીટ, આલ્બર્ટ ઘીઓર્સો અને ગ્લેન ટી. સીબોર્ગે કૅલિફૉર્નિયાની રેડિયેશન પ્રયોગશાળામાં 60 ઇંચના સાઇક્લોક્ટ્રૉન વડે કેટલાક માઇક્રોગ્રામ ક્યુરિયન (Cm) ઉપર 35 MeVના a-કણો(હીલિયન આયનો)નો મારો ચલાવી કૅલિફૉર્નિયમ મેળવ્યું હતું :
યુનિવર્સિટી ઑવ્ કૅલિફૉર્નિયા ઇન બર્કલી (યુ.એસ.) ખાતે તે તત્વ બનાવાયું હોઈ તેને આ નામ આપવામાં આવ્યું છે. તત્વના અન્ય સમસ્થાનિકો (isotopes) વિવિધ લક્ષ્ય(target)સમસ્થાનિકો અને જુદા જુદા પ્રતાડન(bombarding)કણો વાપરીને મેળવી શકાયા છે. ઉષ્માનાભિકીય (thermonuclear) વિસ્ફોટ દરમિયાન બહુગુણિત ન્યૂટ્રૉન-ગ્રહણ (neutron capture) દ્વારા કૅલિફૉર્નિયમના જુદા જુદા સમસ્થાનિકો મળી આવે છે, જેમાં 254Cf વધુ પ્રમાણમાં હોય છે. નાભિકીય ભઠ્ઠી(nuclear reactor)માં સહેલાઈથી બનતો સમસ્થાનિક 252Cf (અર્ધઆયુષ્ય = 2.6 વર્ષ) ગ્રામ-જથ્થામાં મેળવી શકાય છે. બનાવવાની રીત ગમે તે હોય પણ નીપજમાં કૅલિફૉર્નિયમનું પ્રમાણ ઓછું હોય છે; આથી તેને અલગ પાડવા પ્રથમ અવક્ષેપન(precipitation)પદ્ધતિઓ વડે પ્રભાજન કરવામાં આવે છે અને તે પછી દ્રાવક નિષ્કર્ષણ અથવા આયન વિનિમય પ્રવિધિઓ વડે સંભાળપૂર્વક શુદ્ધ કરવામાં આવે છે. 1958 બાદ પૂરતો જથ્થો પ્રાપ્ત થતાં વૈજ્ઞાનિકો તેના ગુણધર્મોનો અભ્યાસ કરી શક્યા છે. કૅલિફૉર્નિયમના કેટલાક ગુણધર્મો સારણીમાં દર્શાવ્યા છે.
સારણી : કૅલિફૉર્નિયમના કેટલાક ગુણધર્મો
| પરમાણુક્રમાંક | 98 |
| સામાન્ય સમસ્થાનિકનો પરમાણુભારાંક | 252 |
| સાપેક્ષ નાભિકીય દળ | 252.0816 |
| ઇલેક્ટ્રૉનીય સંરચના | [Rn]5f107s2 |
| ઉપચયન-અવસ્થા | (II), III, (IV) |
| અર્ધઆયુ (વર્ષ) : 251Cf | 900 |
| 252Cf | 2.6 |
| ગલનબિંદુ (°સે.) | 900 |
| આયનત્રિજ્યા (III), (પિ.મી.) | 95 |
| સમસ્થાનિકોની સંખ્યા | 18 |
| E°M3+/M (વોલ્ટ) | -1.91 |
| ઘનતા (ગ્રા./ઘ. સેમી.) | (14) (અંદાજિત) |
કૅલિફૉર્નિયમ ધાતુ બાષ્પશીલ છે અને 1100°-1200° સે. તાપમાને તેનું નિસ્યંદન કરી શકાય છે. તત્વના બધા સમસ્થાનિકો વિકિરણધર્મી છે; જેમનું અર્ધઆયુષ્ય (half-life) એક મિનિટથી માંડીને એક હજાર વર્ષ જેટલું હોય છે.
રાસાયણિક રીતે કૅલિફૉર્નિયમ સક્રિય તત્વ છે. તેના જલીય દ્રાવણમાં તે +3 ઉપચયનાંક (oxidation number) ધરાવે છે, જ્યારે કોઈક સંયોજનોમાં તે +4 અથવા +2 ઉપચયનાંક પણ ધરાવે છે. +3 ધનાયનો લીલો રંગ ધરાવે છે. ઘન ઑક્સાઇડ Cf2O2 તથા CfO2 તેમજ CfF3, CfF4, CfCl3 (ત્રણે લીલા), CfBr2, CfI2 અને CfI3 જેવાં હેલાઇડ સંયોજનો પણ જાણીતાં છે. ક્લોરાઇડ સંયોજનો CfCl3 અને CfOClની સ્ફટિકરચના વૉલમૅન અને કનિંગહામે 1962માં નક્કી કરી હતી. CfO2 કાળો, જ્યારે Cf2O3 આછો લીલો હોય છે.
સંયોજનો રંગીન હોવાને લીધે ર્દશ્ય વર્ણપટના 489-493, 500-618, 670-680 અને 720-760 ને.મી. પર તીવ્ર અવશોષણ-પટ્ટા જોવા મળે છે.
અપચયન (reduction) દ્વારા ધાત્વિક સ્વરૂપમાં કૅલિફૉર્નિયમ મેળવવામાં ઝાઝી સફળતા મળી નથી, પણ તેના ટ્રાઇફ્લોરાઇડનું બેરિયમ વડે અપચયન શક્ય છે.
રાસાયણિક રીતે તે +3 ઍક્ટિનાઇડ (actinide) તત્વો જેવા ગુણધર્મો ધરાવે છે. તેનાં ક્લોરાઇડ, સલ્ફેટ, નાઇટ્રેટ અને પરક્લોરેટ સંયોજનો પાણીમાં દ્રાવ્ય છે, જ્યારે ફ્લોરાઇડ, ઑક્ઝેલેટ અને હાઇડ્રૉક્સાઇડ સંયોજનો અદ્રાવ્ય છે. અન્ય ઍક્ટિનાઇડ તત્વોથી તેને આયન વિનિમય વર્ણલેખન (ion exchange chromatography) દ્વારા છૂટું પાડીને ઓળખી શકાય છે. α-હાઇડ્રૉક્સિ-આઇસોબ્યુટિરિક ઍસિડ સંકીર્ણન પદાર્થ (complexing agent) તરીકે વાપરી ધનાયન વિનિમય રેઝિનમાંથી ઍક્ટિનાઇડ તત્વોનાં સંયોજનોનું વિશોષણ (desorption) કરી તેમને છૂટાં પાડી તેમની જુદી જુદી વિકિરણધર્મિતા(radioactivities)નો ઉપયોગ કરી ઓળખી શકાય છે. હાઇડ્રોજન ડાઇ
(2-ઇથાઇલહેક્ઝાઇલ) ફૉસ્ફૉરિક ઍસિડ (HDEHP) વડે દ્રાવક નિષ્કર્ષણ દ્વારા પણ તેમને છૂટાં પાડી શકાય છે.
જૈવિક અસરો : અન્ય ઍક્ટિનાઇડ તત્વોની માફક કૅલિફૉર્નિયમ પણ શરીરના કંકાલતંત્ર(skeletal system)માં એકઠું થાય છે અને લાલ કોષ (red cell) બનાવવાની ક્રિયાવિધિને નુકસાન કરે છે. શરીરમાં 252Cfનું પ્રમાણ 6 × 10–5 માઇક્રોગ્રામ અથવા 249Cfનું 9 × 10–3 માઇક્રોગ્રામથી વધે તો તે હાનિકારક નીવડે છે.
252Cfનો સ્વયંભૂ (spontaneous) વિખંડન દ્વારા થતો ક્ષય આ સમસ્થાનિકને ન્યૂટ્રૉન માટે અનુકૂળ અને સુવાહ્ય (portable) સ્રોત બનાવે છે. આ સમસ્થાનિક વિકિરણ-ચિત્રણીય (radiography) હેતુઓ માટે તેમજ પાર્થિવેતર (extraterrestrial) સપાટીઓના વિશ્લેષણ અને ઊંડા શારકામમાં સંલેખન (logging) માટે ન્યૂટ્રૉનના સ્રોત તરીકે વાપરી શકાય છે.
પ્રવીણસાગર સત્યપંથી