Californium vertoont heel ander chemisch gedrag dan vrijwel iedereen tot nu toe dacht. Dat valt op te maken uit de structuur van californiumboraat, melden de ontdekkers van die verbinding in Nature Chemistry.

De grote verrassing is daarbij dat californium zich niet ionisch, maar covalent aan de boraatliganden bindt en dat daarbij de 7p, 6d én 5f-orbitalen zijn betrokken. Aangenomen werd dat met name die 5f-orbitalen daar veel te stabiel voor zouden zijn.

Het onderzoek is mogelijk gemaakt dankzij een genereuze gift van het Amerikaanse ministerie van energie DoE. Californium (atoomnummer 98) is het zwaarste element dat stabiel genoeg is om er een voorraadje van te kunnen opbouwen; de meest stabiele isotoop ²⁴⁹Cf heeft een halfwaardetijd van 351 jaar. Alleen is het zo duur dat de meeste labs zich alleen proeven op microgramniveau kunnen veroorloven. Het DoE beheert de hogefluxreactor in Oak Ridge die als enige ter wereld ²⁴⁹Cf produceert, en stelde voor dit onderzoek bij uitzondering enkele milligrammen beschikbaar. Kosten: meer dan een miljoen dollar.

Het californium, aangeleverd als CfCl₃, liet men reageren met gesmolten boorzuur. Het leverde bleekgroene microkristallen op van Cf(B₆O₈(OH)₅). De kristalstructuur heeft volgens de onderzoekers niets weg van de boraten die eerder werden gemaakt van lichtere actiniden zoals plutonium, americium en curium.

Computerberekeningen bevestigen het beeld van covalente bindingen waaraan de 5f-orbitalen meedoen.

Het zou nieuwe manieren kunnen opleveren om deze zware elementen chemisch te scheiden. Waarbij je alleen maar kunt hopen dat de rest van de actiniden zich óók anders gedraagt dan men nu denkt.

bron: Nature Chemistry