Movatterモバイル変換


[0]ホーム

URL:


Vés al contingut
Viquipèdial'Enciclopèdia Lliure
Cerca

Berkeli

De la Viquipèdia, l'enciclopèdia lliure
Berkeli
97Bk
curiberkelicaliforni
Tb

Bk

(Uqe)
Aspecte
Platejat

Berkeli metàl·lic


Línies espectrals del berkeli
Propietats generals
Nom,símbol,nombreBerkeli, Bk, 97
Categoria d'elementsActínids
Grup,període,blocn/d7,f
Pes atòmic estàndard(247)
Configuració electrònica[Rn] 5f9 7s2
2, 8, 18, 32, 27, 8, 2
Configuració electrònica de Berkeli
Propietats físiques
FaseSòlid
Densitat
(prop de lat. a.)
(alfa) 14,78 g·cm−3
Densitat
(prop de lat. a.)
(beta) 13,25 g·cm−3
Punt de fusió(beta) 1.259 K, 986 °C
Punt d'ebullició(beta) 2.900 K, 2.627 °C
Propietats atòmiques
Estats d'oxidació3, 4
Electronegativitat1,3 (escala de Pauling)
Energia d'ionització1a: 601 kJ·mol−1
Radi atòmic170pm
Miscel·lània
Estructura cristal·linaHexagonal empaquetada compacta
Berkeli té una estructura cristal·lina hexagonal empaquetada
Ordenació magnèticaParamagnètic
Conductivitat tèrmica10 W·m−1·K−1
Nombre CAS7440-40-6
Isòtops més estables
Article principal:Isòtops del berkeli
IsoANSemividaMDED(MeV)PD
245Bksin4,94 dε0,810245Cm
α6,455241Am
246Bksin1,8dα6,070242Am
ε1,350246Cm
247Bksin1.380 aα5,889243Am
248Bksin>9 aα5,803244Am
249Bktraça330 dα5,526245Am
FE--
β0,125249Cf

Elberkeli és unelement sintètic de lataula periòdica el símbol del qual és elBk i el seunombre atòmic és 97. Pertany a la sèrie delsactinoides i fou el cinquèelement transurànic en sintetitzar-se.S.G. Thomson,A. Ghiorso iG.T. Seaborg l'obtingueren el 1949 bombardejantamerici 241, descobert només cinc anys abans pel mateix equip d'investigadors, ambpartícules α. El nom és en honor a la ciutatcaliforniana deBerkeley, on se sintetitzà. Posteriorment, fou identificat a la natura alreactor nuclear natural d'Oklo,Gabon, en quantitats molt petites. L'isòtop més estable és el berkeli 247 (t½ = 1.380 a), però és difícil obtenir-lo. L'isòtop berkeli 249 s'empra per produir californi 250 i fou emprat per sintetitzar per primer cop l'elementtennes bombardejant-lo amb cations calci 48 el 2009.

Història

[modifica]
Elciclotró del Laboratori de Radiació a Berkeley el 1939.

El berkeli fou obtingut per primera vegada pels químics estatunidencsStanley G. Thomson (1912-1976) iGlen T. Seaborg (1912-1999) i l'enginyerAlbert Ghiorso (1915-2010) el desembre de 1949 alLaboratori nacional Lawrence Berkeley, aleshores Radiation Laboratory, de laUniversitat de Califòrnia a Berkeley. La síntesi d'aquest nou element químic artificial l'obtingueren irradiant 7 mg de l'isòtopamerici 241 ambpartícules α alciclotró de 60polzades de la universitat durant un parell d'hores. L'isòtop generat, el berkeli 243, té unavida mitjana de 4,4 h desintegrant-se majoritàriament percaptura electrònica en un 99,85 % donantcuri 243 i peremissió alfa en només un 0,15 % donantplutoni 237.[1]

Am95241+He24Bk97243+2n01{\displaystyle {\ce {^241_95Am + ^4_2He -> ^243_97Bk + 2 ^{1}_{0}n}}}Bk97243+e10Cm96243{\displaystyle {\ce {^243_97Bk + ^0_{-1}e -> ^243_96Cm}}}

Logo delLawrence Berkeley National Laboratory.

Fou aïllat de la resta d'elements químics mitjançant una combinació dels mètodes de precipitació i debescanvi iònic a partir de la predicció dels seusestats d'oxidació (+3 i +4) sobre la base de la seva posició en la sèrie delsactinoides de lataula periòdica. Proposaren el nom berkeli per la ciutat deBerkeley,Califòrnia, on havia sigut obtingut.[2]

Logo de laUniversitat de Califòrnia a Berkeley.

El descobriment del berkeli cridà l'atenció de la revistaThe New Yorker que el veié com a part d'un nombre creixent de nous elements i suggerí de broma que laUniversitat de Califòrnia a Berkeley havia perdut una oportunitat d'or d'immortalitzar-se per sempre a lataula periòdica. L'article deia que haurien d'haver anomenat la seqüència de nouselements transurànicsuniversitium,oftuny,californium iberkelium (de University of California, Berkeley). Glenn Seaborg respongué a l'article dient que havien pensat en això, però que obriria la porta perquè algú deNova York descobrís els dos elements següents i els anomenarianewium iyorkium. ElNew Yorker replicà que ja estaven treballant molt en els nous elements, però fins ara només tenien els seus noms.[3]

Estat natural i obtenció

[modifica]
Situació delGabon a Àfrica. Oklo és un jaciment d'urani al sud-est de Gabon.

El berkeli es troba de manera natural a la Terra, però només en quantitats insignificants: és el menys abundant de tots els elements naturals. Hi ha només dosisòtops de berkeli, berkeli 249 i berkeli 250. Aquests isòtops es produïren durant centenars de milers d'anys en reactors nuclears naturals que començaren a funcionar fa uns 1.800 milions d'anys, seguint processos geològics naturals que concentraven l'urani. Això donà lloc al fet que setzereactors nuclears naturals entrassin en funcionament aOklo,Gabon, a l'Àfrica. En aquests reactors operaven de manera contínua i, mitjançant processos de captura de neutrons i desintegracions β, i produïren elselements transurànics delsnombres atòmics 83 (neptuni) al 100 (fermi), inclòs el berkeli.[3]

Les reaccions de captura deneutrons seguides dedesintegració β que condueixen al berkeli impliquen isòtops d'americi icuri, i són:[4]

U92238+n01U92239e10+Np93239e10+Pu94239{\displaystyle {\ce {^238_92U + ^1_0n -> ^239_92U -> ^0_{-1}e + ^239_93Np -> ^0_{-1}e + ^239_94Pu}}}Pu94239+4n01Am95243+e10{\displaystyle {\ce {^239_94Pu + 4 ^1_0n -> ^243_95Am + ^0_{-1}e}}}Am95243+n01Am95244Cm96244+e10{\displaystyle {\ce {^243_95Am + ^1_0n -> ^244_95Am -> ^244_96Cm + ^0_{-1}e}}}

El curi 249 es produeix per captura de neutrons del curi 244 i per emissió β dona berkeli 249, i aquest pot capturar un neutró i produeix berkeli 250. Aquests isòtops tenen vides mitjanes força curtes i es desintegren ràpidament.[3][4]Cm96244+5n01Cm96249Bk97249+e10{\displaystyle {\ce {^244_96Cm + 5 ^1_0n -> ^249_96Cm -> ^249_97Bk + ^0_{-1}e}}}Bk97249+n01Bk97250{\displaystyle {\ce {^249_97Bk + ^1_0n -> ^250_97Bk}}}

Constel·lació del Centaure on es troba l'estrella de Przybylsky.

A l'espai també s'ha identificat perespectroscòpia el berkeli a l'estrella de Przybylski (V816 Centauri). És un estel situat a laconstel·lació de Centaure, demagnitud aparent +8,02, descoberta per l'astrònom polonèsAntoni Przybylski (1913-1985) el 1961. És unestel químicament peculiar extrem, amblínies espectrals fortes d'elementslantanoides itransurànics.[5]

La síntesi del berkeli 247, el que té unasemivida més llarga (t½ = 1 380 a) és molt ineficient i no se'n sintetitza. El berkeli 249 (t½ = 330 d) es pot obtenir bombardejant amb un flux de neutrons curi 244. Cal que aquest radionúclid absorbeixi cinc neutrons per transformar-se en curi 249, que té un període de semidesintegració de només 64 minuts, el qual a través d'una emissió β dona el berkeli 249. Les reaccions són les mateixes que es produeixen als reactors nuclears naturals.[4]

Propietats

[modifica]

Propietats físiques

[modifica]

El berkeli té una densitat de 14,8 g/cm³[6] i un punt d'ebullició de 996 °C, éselectropositiu, reactiu i delluïssor argentada com els altres metallsactinoides. La sevaconfiguració electrònica és [Rn] 5f⁹7s2.[7]

Propietats químiques

[modifica]

Les investigacions químiques han demostrat que el berkeli existeix endissolucions aquoses amb estats d'oxidació +3 i +4, presumiblement com a ionsBk3+{\displaystyle {\ce {Bk^3+}}} iBk4+{\displaystyle {\ce {Bk^4+}}}. Les propietats de solubilitat del berkeli en els seus dos estats d'oxidació són similars a les dels altresactinoides i als elementslantanoides (sobretotceri) als estats d'oxidació corresponents. L'estat d'oxidació +3 és el que dona lloc a més composts, en són exemples l'òxid de berkeli(III)Bk2O3{\displaystyle {\ce {Bk2O3}}}, elfluorur de berkeli(III)BkF3{\displaystyle {\ce {BkF3}}}, elclorur de berkeli(III)BkCl3{\displaystyle {\ce {BkCl3}}},[6] el sulfur de berkeli(III)Bk2S3{\displaystyle {\ce {Bk2S3}}}, el nitrur de berkeli(III)BkN{\displaystyle {\ce {BkN}}}, el nitrat de berkeli(III)—aigua(1/4)Bk(NO3)34H2O{\displaystyle {\ce {Bk(NO3)3 \! . \! 4H2O}}} i el sulfat de berkeli(III)—aigua(1/12),Bk2(SO4)312H2O{\displaystyle {\ce {Bk2(SO4)3 \! . \! 12H2O}}}. En l'estat d'oxidació +4 hi ha menys composts, els més destacats són l'òxid de berkeli(IV)BkO2{\displaystyle {\ce {BkO2}}}, el fluorur de berkeli(IV)BkF4{\displaystyle {\ce {BkF4}}}, el clorur de berkeli(IV) i cesiCs2BkCl6{\displaystyle {\ce {Cs2BkCl6}}} i[N(CH3)4]2BkCl6{\displaystyle {\ce {[N(CH3)4]2BkCl6}}}.[8]

L'òxid de berkeli(IV)BkO2{\displaystyle {\ce {BkO2}}} es pot sintetitzar per calcinació amb aire a 1 200 °C. Si es redueix aquest òxid a 600 °C amb un corrent d'hidrogen s'obté l'òxid de berkeli(III)Bk2O3{\displaystyle {\ce {Bk2O3}}}, segons les reaccions:[9]

Bk(s)+O2(g)BkO2(s){\displaystyle {\ce {Bk(s) + O2(g) -> BkO2(s)}}}2BkO2(s)+H2(g)Bk2O3(s)+H2O(g){\displaystyle {\ce {2BkO2(s) + H2(g) -> Bk2O3(s) + H2O(g)}}}

Isòtops

[modifica]
Article principal:Isòtops del berkeli

Actualment, es coneixen o s'han sintetitzat tretzeisòtops del berkeli que van des delnombre màssic 234 al 254.[7] Tots els isòtops del berkeli sónradioactius; el berkeli 247 és el que més temps dura (1.379 anys deperíode de semidesintegració) i es desintegra en un 100 % mitjançant emissió d'unapartícula α donantamerici 243:[1]

Bk97247Am95243+He24{\displaystyle {\ce {^247_97Bk -> ^243_95Am + ^4_2He}}}

El berkeli 249 (període de semidesintegració de 330 dies) ha estat àmpliament utilitzat en els estudis químics de l'element perquè es pot produir en quantitats pesables isotòpicament pures per areaccions nuclears que comencen amb elcuri 244.[6] També es desintegra per emissió d'una partícula α en un 100 % i produeix americi 245:[1]

Bk97249Am95245+He24{\displaystyle {\ce {^249_97Bk -> ^245_95Am + ^4_2He}}}

Aplicacions

[modifica]

El berkeli no té en l'actualitat aplicacions comercials. Tanmateix, es prepara berkeli 249 amb finalitats científiques, especialment per a la síntesi d'altresactinoides i d'elements superpesants.[7] Així elcaliforni 250 es produeix bombardejant berkeli 249 ambneutrons, la qual cosa forma berkeli 250 mitjançantcaptura neutrònica que, al seu torn, pateix una ràpidadesintegració β per esdevenir californi 250 seguint la següent reacció:[10]

Bk97249+n01Bk97250+γ{\displaystyle {\ce {^249_97Bk + ^1_0n -> ^250_97Bk + \gamma}}}Bk97250Cf98250+e10{\displaystyle {\ce {^250_97Bk -> ^250_98Cf + ^0_{-1}e}}}

Campus delLaboratori Nacional d'Oak Ridge (ORNL), aTennessee, on se sintetitzà eltennes el 2009.

Dos isòtops diferents deltennes, el tennes 293 i el tennes 294, foren produïts emprantreaccions nuclears molt asimètriques, fent incidir en unciclotró un feix extremadament intens d'ionscalci 48 sobre un blanc de berkeli 249. Aquest havia sigut sintetitzat per irradiació durant més de vuit mesos decuri iamerici en el reactor d'alt flux delLaboratori Nacional d'Oak Ridge (ORNL), a l'estat deTennessee,EUA. Després de la separació química, duta a terme també en l'ORNL, s'obtingueren 22,2 mg de berkeli 249 amb una quantitat mínima d'impureses. Lareacció nuclear de fusió calenta produí unnucli atòmic compost denombre atòmic Z = 117 i 180 neutrons, el tennes 297, que seguidament perdé 4 o 3 neutrons per a donar tennes 293 i tennes 294, respectivament. Les reaccions nuclears són:[11]

Situació de l'estat deTennessee alsEUA

Bk97249+Ca2048Ts117297{\displaystyle {\ce {^249_97Bk + ^48_20Ca -> ^297_117Ts}}}Ts117297Ts117293+4n01{\displaystyle {\ce {^297_117Ts -> ^293_117Ts + 4 ^1_0n}}}Ts117297Ts117294+3n01{\displaystyle {\ce {^297_117Ts -> ^294_117Ts + 3 ^1_0n}}}També s'ha investigat la reacció del berkeli 249 amb cationstitani 50 amb l'objectiu de sintetitzar l'element ununenni, denombre atòmic 119, sense que hagi estat aconseguit. La reacció seria:[12]Bk97249+Ti2250Uue119299{\displaystyle {\ce {^249_97Bk + ^50_22Ti -> ^299_119Uue}}}

Toxicitat

[modifica]

Com la resta d'actinoides, el berkeli tendeix a acumular-se en elsistema esquelètic. La màxima quantitat admissible per a l'isòtop berkeli 249 en l'esquelet humà és de 0,0004 μg.[7]

Referències

[modifica]
  1. 1,01,11,2«Z = 97». NuDat 3.0. National Nuclear Data Center (NNDC) at Brookhaven National Laboratory. [Consulta: 23 febrer 2023].
  2. Thompson, S. G.; Ghiorso, A.; Seaborg, G. T. «Element 97» (en anglès). Physical Review, 77, 6, 15-03-1950, pàg. 838-839.DOI:10.1103/PhysRev.77.838.2.ISSN:0031-899X.
  3. 3,03,13,2Emsley, John.Nature's Building Blocks : an a-Z Guide to the Elements.. 2a edició. Oxford: Oxford University Press, Incorporated, 2011.ISBN 978-0-19-257046-8. 
  4. 4,04,14,2Evans, John.Elements of a sustainable world. Oxford, United Kingdom: Oxford University Press, 2020.ISBN 978-0-19-256288-3. 
  5. Gopka, V. F.; Yushchenko, A. V.; Yushchenko, V. A.; Panov, I. V.; Kim, Ch. «Identification of absorption lines of short half-life actinides in the spectrum of Przybylski’s star (HD 101065)» (en anglès). Kinematics and Physics of Celestial Bodies, 24, 2, 4-2008, pàg. 89-98.DOI:10.3103/S0884591308020049.ISSN:0884-5913.
  6. 6,06,16,2«Berkelium | chemical element» (en anglès). Encyclopædia Britannica. Encyclopædia Britannica, inc., 12-04-2019. [Consulta: 26 març 2020].
  7. 7,07,17,27,3 William M. Haynes.CRC handbook of chemistry and physics (en anglès). 93rd edition. Boca Raton, FL: CRC Press, 2016.ISBN 978-1-4398-8050-0. 
  8. L.R. Morss, Norman M. Edelstein, Jean Fuger.The chemistry of the actinide and transactinide elements.. 3rd ed.. Dordrecht: Springer Science & Business Media, 2006.ISBN 978-1-4020-3598-2. 
  9. Allen M. Alper.High temperature oxides. Part II, Oxides of rare earths, titanium, zirconium, hafnium, niobium and tantalum. Nova York: Elsevier, 1970.ISBN 978-1-4832-7139-2. 
  10. Heiserman, David L.Exploring chemical elements and their compounds. 1st ed. Blue Ridge Summit, PA: Tab Books, 1992.ISBN 0-8306-3018-X. 
  11. Fraile, L.M. «Z = 117, teneso, Ts. En ruta hacia la isla de estabilidad de los elementos superpersados». An. Quím., 115, 2, 2019, pàg. 179. Arxivat de l'original el 2020-02-07 [Consulta: 23 febrer 2023].
  12. Rayner-Canham, Geoffrey.The periodic table: past, present, and future. Singapore: World Scientific, 2020.ISBN 978-981-12-1848-4. 

Bibliografia complementària

[modifica]

Enllaços externs

[modifica]
En altres projectes deWikimedia:
Commons
Commons
Commons (Galeria)Modifica el valor a Wikidata
Commons
Commons
Commons (Categoria)Modifica el valor a Wikidata


Taula periòdica
H He
LiBe BCNOFNe
NaMg AlSiPSClAr
KCa ScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrKr
RbSr YZrNbMoTcRuRhPdAgCdInSnSbTeIXe
CsBaLaCePrNdPmSmEuGdTbDyHoErTmYbLuHfTaWReOsIrPtAuHgTlPbBiPoAtRn
FrRaAcThPaUNpPuAmCmBkCfEsFmMdNoLrRfDbSgBhHsMtDsRgCnNhFlMcLvTsOg
Metalls alcalinsAlcalinoterrisLantanoidesActinoidesMetalls de transicióAltresmetallsSemimetallsNo-metalls - HalògensNo-metalls - Gasos noblesAltresno-metalls

Viccionari

Registres d'autoritat
Bases d'informació
Obtingut de «https://ca.wikipedia.org/w/index.php?title=Berkeli&oldid=34123151»
Categories:
Categories ocultes:

[8]ページ先頭

©2009-2025 Movatter.jp