Berkeli

Berkeli, 97Bk
Tính chất chung
Tên, ký hiệu	Berkeli, Bk
Phiên âm	/bərˈkiːli.əm/ bər-KEE-lee-əm less commonly /ˈbɜːrkli.əm/ BERK-lee-əm
Hình dạng	Ánh kim bạc
Berkeli trong bảng tuần hoàn
Tb ↑ Bk ↓ (Uqs) Curi ← Berkeli → Californi
Số nguyên tử (Z)	97
Khối lượng nguyên tử chuẩn (Ar)	(247)
Phân loại	họ actini
Nhóm, phân lớp	n/a, f
Chu kỳ	Chu kỳ 7
Cấu hình electron	[Rn] 5f^9 7s^2
mỗi lớp	2, 8, 18, 32, 27, 8, 2
Tính chất vật lý
Màu sắc	Ánh kim bạc
Trạng thái vật chất	Chất rắn
Nhiệt độ nóng chảy	(beta) 1259 K ​(986 °C, ​1807 °F)
Mật độ	(alpha) 14,78 g·cm^−3 (ở 0 °C, 101.325 kPa) (beta) 13,25 g·cm^−3
Tính chất nguyên tử
Trạng thái oxy hóa	3, 4
Độ âm điện	1,3 (Thang Pauling)
Năng lượng ion hóa	Thứ nhất: 601 kJ·mol^−1
Bán kính cộng hoá trị	thực nghiệm: 170 pm
Thông tin khác
Độ dẫn nhiệt	10 W·m^−1·K^−1
Tính chất từ	Thuận từ
Số đăng ký CAS	7440-40-6
Đồng vị ổn định nhất
Bài chính: Đồng vị của Berkeli
Iso NA Chu kỳ bán rã DM DE (MeV) DP ^245Bk Tổng hợp 4,94 ngày ε 0.810 ^245Cm α 6.455 ^241Am ^246Bk Tổng hợp 1,8 ngày α 6.070 ^242Am ε 1.350 ^246Cm ^247Bk Tổng hợp 1380 năm α 5.889 ^243Am ^248Bk syn >9 năm α 5.803 ^244Am ^249Bk Tổng hợp 330 ngày α 5.526 ^245Am SF - - β^− 0.125 ^249Cf

Berkeli là một nguyên tố hóa học tổng hợp có ký hiệu Bk và số nguyên tử 97, và là nguyên tố kim loại phóng xạ trong nhóm actini. Berkeli được tổng hợp đầu tiên bằng cách dùng hạt alpha (các ion heli) bắn phá americi và được đặt tên theo Đại học California, Berkeley. Berkeli là nguyên tố siêu urani thứ 5 được tổng hợp.

Đặc điểm

Cyclôtron 60-in

Các kỹ thuật tán xạ tia X đã được sử dụng để xác định các hợp chất berkeli khác nhau như berkeli đioxyt (BkO₂), berkeli fluoride (BkF₃), berkeli oxychloride (BkOCl), và berkeli trioxit (Bk₂O₃).^[1] Năm 1962, một lượng berkeli chloride (BkCl₃) được cô lập với khối lượng 3 phần tỉ gam. Lượng hợp chất berkeli tinh khiết đầu tiên được tạo ra vào năm 1958.^[2]

Lịch sử

Berkeli được Glenn T. Seaborg, Albert Ghiorso, Stanley G. Thompson, và Kenneth Street, Jr. ở Đại học California, Berkeley tổng hợp đầu tiên vào tháng 12 năm 1949. Nhóm tác giả này sử dụng máy cyclôtron để bắn phá hạt nhân ²⁴¹Am kích thước miligam bằng các hạt anpha tạo ra ²⁴³Bk (chu kỳ bán rã 4,5 giờ) và hai neutron tự do.^[3][4][5][6]

²⁴¹
₉₅Am
+ ⁴
₂He
→ ²⁴³
₉₇Bk
+ 2 ¹
₀n

Một trong những đồng vị tồn tại lâu nhất của Berkeli là ²⁴⁹Bk (chu kỳ bán rã 330 ngày), sau này được tổng hợp bằng cách bắn phá ²⁴⁴Cm trong chùm neutron cực mạnh.

Các đồng vị

19 đồng vị phóng xạ của berkeli đã được miêu tả, trong đó đồng vị ổn định nhất là ²⁴⁷Bk có chu kỳ bán rã 1380 năm, ²⁴⁸Bk là hơn 9 năm, và ²⁴⁹Bk là 330 ngày. Tất cả các đồng vị phóng xạ còn lài có chu kỳ bán rã nhỏ hơn 5 ngày, và đa số trong chúng có chu kỳ bán rã nhỏ hơn 5 giờ. Nguyên tố này cũng có 2 trạng thái siêu ổn định (meta state?), với trạng thái bền nhất là ^248mBk (t_½ 23,7 giờ). Các đồng vị của berkeli có khối lượng nguyên tử từ 235,057 u (²³⁵Bk) đến 254,091 u (²⁵⁴Bk).

Chu kỳ nhiên liệu hạt nhân

Trong chu kỳ nhiên liệu hạt nhân, berkeli được tạo ra bởi phân rã beta của curi. Đồng vị curi đầu tiên trải qua phân rã beta là Cm-249 với chu kỳ bán rã chỉ gần hơn 1 giờ, vì thế Bk-249 là đồng vị duy nhất của berkeli được tạo ra với số lượng lớn trong lò phản ứng hạt nhân. Việc tạo ra Bk-249 đòi hỏi 11 lần hấp thụ neutron liên tiến đối với urani 238 mà không có sự phân hạch hoặc phân rã anpha, vì vậy nó chỉ tạo ra một lượng rất nhỏ.

Độc tính

Berkeli tích tụ trong bộ xương. Phóng xạ có thể gây tổn thương hồng cầu. Hàm lượng tối đa cho phép đối với đồng vị Bk–249 trong xương người là 0,4 ng (nano-gam hay phần tỉ gam).^[7]

Tham khảo

1. "The Solution Absorption Spectrum of Bk³⁺ and the Crystallography of Berkelium Dioxide, Sesquioxide, Trichloride, Oxychloride, and Trifluoride", Ph.D. Thesis, Joseph Richard Peterson, tháng 10 năm 1967, U. S. Atomic Energy Commission Document Number UCRL-17875(1967).
2. S. G. Thompson, B. B. Cunningham: "First Macroscopic Observations of the Chemical Properties of Berkelium and Californium", supplement to Paper P/825 presented at the Second Intl. Conf., Peaceful Uses Atomic Energy, Geneva, 1958.
3. S. G. Thompson, A. Ghiorso, G. T. Seaborg: "Element 97", Physical Review 1950, 77 (6), 838–839; doi:10.1103/PhysRev.77.838.2.
4. S. G. Thompson, A. Ghiorso, G. T. Seaborg: "The New Element Berkelium (Atomic Number 97)", Physical Review 1950, 80 (5), 781–789; doi:10.1103/PhysRev.80.781; Abstract; Typoscript (26. April 1950).
5. Stanley G. Thompson, Glenn T. Seaborg: "Chemical Properties of Berkelium"; doi:10.2172/932812; Abstract; Typoscript (24. February 1950).
6. S. G. Thompson, B. B. Cunningham, G. T. Seaborg: "Chemical Properties of Berkelium", J. Am. Chem. Soc. 1950, 72 (6), 2798–2801; doi:10.1021/ja01162a538.
7. Pradyot Patnaik. Handbook of Inorganic Chemicals. McGraw-Hill, 2002, ISBN 0-07-049439-8

Liên kết ngoài

• WebElements.com - Berkelium
• Los Alamos National Laboratory - Berkelium Lưu trữ 2006-09-29 tại Wayback Machine
• It's Elemental - Berkelium
• Berkeley Science Review - An Elementary Problem Lưu trữ 2010-06-12 tại Wayback Machine
• History of Element 117 Synthesis Lưu trữ 2011-01-09 tại Wayback Machine