Californio
El californio es un elemento químico radiactivo metálico de símbolo Cf y número atómico 98. Se produjo por primera vez en Berkeley, California, en 1950 al bombardear curio con partículas alfa (iones de helio-4). Es un elemento actínido, el sexto elemento transuránico sintetizado, y tiene la segunda masa atómica más alta de todos los elementos producidos en cantidades suficientes para verlos a simple vista (después del einstenio).
Identidad
- Masa atómica
- [251] u
- Categoría
- Actínidos
- Grupo
- 3
- Periodo
- 7
- Bloque
- f
- Estado(s) de oxidación
- +2, +3, +4
- Fase (25 °C)
- Sólido
- Apariencia
- plateado
Estructura electrónica
- Configuración
- 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f10
- Configuración abreviada
- [Rn] 5f10 7s2
- Electrones por capa
- 2, 8, 18, 32, 28, 8, 2
- Electronegatividad (Pauling)
- 1.30
- Afinidad electrónica
- -97.3 kJ/mol
- 1.ª energía de ionización
- 608 kJ/mol
Propiedades físicas
- Punto de fusión
- 899.9 °C (1173 K)
- Punto de ebullición
- 1469.8 °C (1743 K)
- Densidad
- 15.1 g/cm³
- Calor molar
- —
Comportamiento químico del californio
El californio tiene diez electrones externos ([Rn] 5f¹⁰ 7s²) y actúa como +3, con +2 y +4 accesibles en haluros y óxidos. Su electronegatividad es baja (1,30) y es denso, maleable y el actínido más emisor de neutrones: un microgramo de Cf-252 genera 2,3 millones de neutrones por segundo. Se oxida en aire y brilla por calor propio.
Reactividad
4 Cf + 3 O₂ → 2 Cf₂O₃
En aire se oxida con rapidez hasta óxido sesquióxido. El calor de fisión espontánea mantiene la muestra caliente al tacto blindado.
2 Cf + 6 HCl → 2 CfCl₃ + 3 H₂
Se disuelve en ácidos dando sales verdes de californio(III). El cloruro es la vía para purificar Cf-252 del berkelio padre.
Cf₂O₃ + 6 HF → 2 CfF₃ + 3 H₂O
Con fluorhídrico da trifluoruro, precursor de fuentes selladas y de blancos para einstenio.
²⁵²Cf → fragmentos + 3,8 n
El Cf-252 fisiona espontáneamente (3 % de sus decaimientos) liberando neutrones: la chispa que arranca reactores y escanea petróleo.
Compuestos destacados
| Compuesto | Fórmula | Uso o importancia |
|---|---|---|
| Fuente de californio-252 | ²⁵²Cf | Arranque de reactores y petróleo |
| Óxido de californio | Cf₂O₃ | Fuentes selladas de neutrones |
| Trifluoruro de californio | CfF₃ | Purificación y blancos |
| Oxalato de californio | Cf₂(C₂O₄)₃ | Separación del berkelio |
| Blanco Cf-249 | ²⁴⁹Cf | Síntesis de superpesados |
Representación de la distribución electrónica por niveles
Ver en el constructor de átomosIsótopos
Ningún isótopo del californio es estable. El californio-252 (²⁵²Cf, 2,6 años) emite neutrones y es la fuente portátil estándar. El californio-249 (²⁴⁹Cf, 351 años) es blanco para rutherfordio y seaborgio. El californio-251 es el más longevo (898 años) pero escasísimo.
Presencia y obtención
No existe en la naturaleza: todo el californio nace en el reactor de alto flujo de Oak Ridge, cuando el Bk-249 captura neutrones. Cada campaña de años rinde miligramos. Solo EE. UU. y Rusia lo aíslan: es el material más caro por gramo tras el antimateria.
Historia y origen del nombre
Thompson, Ghiorso y Seaborg lo sintetizaron en 1950 bombardeando curio con alfas en Berkeley y lo llamaron californio, por California: el estado tras la ciudad del berkelio. El Cf-252 aislado en 1952 reveló la fisión espontánea intensa y lo volvió herramienta.
Aplicaciones y relevancia del californio
Usos del elemento
Como Cf-252 en fuentes de microgramos arranca reactores, registra petróleo y detecta explosivos y carbón. Un gramo equivale a un reactor de arranque en el bolsillo blindado.
Usos de sus compuestos
El óxido sellado en acero calibra escáneres de combustible y analizadores de cemento. El Cf-249 bombardeado con calcio crea rutherfordio y seaborgio.
Salud, seguridad y medio ambiente
Papel biológico
No tiene función biológica y es extremadamente radiotóxico: neutrones más alfas que se fijan en hueso. Un microgramo inhalado es letal a medio plazo.
Seguridad
Se manipula solo en Oak Ridge y Dimitrovgrad, en celdas con blindaje de agua y parafina contra neutrones. Las fuentes viajan en contenedores certificados con escolta. No existe en productos.
Medio ambiente
No hay vertidos: cada microgramo es trazable y los residuos se vitrifican. Su producción consume reactores enteros, pero una fuente evita toneladas de equipos de arranque.
Preguntas frecuentes sobre el Californio
¿Para qué se utiliza el californio-252 en el arranque de reactores nucleares?
Al inicio de la operación de un reactor nuclear, se necesita una fuente de neutrones para iniciar la reacción en cadena. El californio-252 emite neutrones de forma espontánea y puede proporcionar esa chispa inicial. Se coloca cerca del combustible en forma de fuente sellada, y su emisión ayuda a alcanzar el nivel de reactividad necesario para que la fisión se mantenga de forma controlada.
¿Para qué se usa el californio-252 en prospección petrolera?
En la prospección petrolera, el californio-252 se emplea como fuente de neutrones en herramientas de registro geofísico. Los neutrones penetran en el subsuelo y interactúan con los elementos presentes en las rocas y fluidos. Al analizar la radiación que regresa, se puede estimar la porosidad, la saturación de agua o hidrocarburos y otras propiedades del yacimiento. Esto ayuda a decidir dónde perforar.
¿Qué diferencia hay entre californio-252 y californio-249?
El californio-252 es el isótopo más utilizado porque emite neutrones de forma espontánea y tiene una vida media de unos 2,6 años, lo que lo hace útil como fuente de neutrones. El californio-249, en cambio, tiene una vida media mucho más larga, unos 351 años, pero no emite neutrones de forma espontánea y se emplea principalmente en investigación. La elección depende de la aplicación.
¿Qué relación tiene el californio con la tabla periódica?
El californio es el elemento 98 y forma parte de los actínidos, la serie de elementos metálicos radiactivos que va del actinio al lawrencio. Su posición en la tabla periódica lo sitúa entre el berkelio y el einstenio. Como actínido, comparte propiedades químicas con otros elementos de la serie, pero sus isótopos son todos radiactivos y su producción es extremadamente limitada.
¿Por qué el californio-252 es tan caro?
Su precio elevado se debe a la dificultad de producción, la baja cantidad obtenida por campaña y la complejidad de su separación y encapsulado. Solo se produce en unos pocos reactores especializados, y cada gramo requiere años de irradiación y procesamiento. Además, su manipulación exige infraestructura de radioprotección costosa. Todo esto hace que sea uno de los materiales más caros por gramo que existen.
¿Para qué se usa el californio-252 en seguridad y control de materiales?
El californio-252 se emplea en escáneres de barras de combustible nuclear, en sistemas de detección de explosivos y en análisis de composición de materiales como carbón, cemento y minerales. Su emisión de neutrones permite identificar elementos presentes en una muestra mediante técnicas como la activación neutrónica y la espectroscopía gamma inducida por neutrones.
¿Por qué el californio se llama así?
El californio recibió su nombre en honor al estado de California, donde fue descubierto en 1950 por Stanley Thompson, Kenneth Street, Albert Ghiorso y Glenn Seaborg. Se produjo bombardeando curio con partículas alfa en un ciclotrón. El nombre reconoce el papel de la Universidad de California en Berkeley como centro pionero en la síntesis de elementos transuránicos.
Principales fuentes consultadas: PubChem, Royal Society of Chemistry, NIST, IUPAC. Última revisión: noviembre de 2026.