Berkelio (BK) rakenne, ominaisuudet, hankkiminen, käyttö

Hän berlium Se on kemiallinen elementti, jonka symboli on BK. Se kuuluu aktinidiluokkaan, joka on sen kahdeksas jäsen. Atominumerosi on 97. Se on synteettinen metallinen kiinteä aine. Tätä elementtiä ei löydy luonnollisesti maankuoren yli. Sitä on pieninä määrinä käytetyissä ydinpolttoaineissa ja siinä on hopeakiitos.

Ympäristössä on myös dispergoituja pieniä määriä ydinaseiden testien vuoksi, koska atomienergialaitosten, kuten Tšernobylin, vakavien onnettomuuksien aiheuttamat vakavat onnettomuudet ja ydinenergialaitosten jätteiden vapautumisen vuoksi.

Berkelio -elementin symboli, numero ja atomimassa. Lähde: ME/CC BY-S (https: // creativecommons.Org/lisenssit/by-SA/2.5). Lähde: Wikimedia Commons.

Berkelion käytännön hyödyllisyyttä ei ole löydetty, koska sitä esiintyy hyvin pieninä määrinä ja tosiasia, että kaikki sen isotoopit (BK -atomit, joilla on erilainen neutronien lukumäärä ytimessä) ovat radioaktiivisia. Sen pääsovellus on ollut tieteellisissä tutkimuksissa.

Vaikka niiden isotoopit ovat keinotekoisesti tuotettu erityisissä laboratorioissa ja asiantuntijahenkilöstö käsittelee niitä, vaaran säteilyn aiheuttamat vahingot on aina otettava huomioon.

[TOC]

Nimikkeistö

• Berkelio, BK -symboli.
• Berkelio-243, BK-243 tai ²⁴³BK: Berkelio -isotooppi atomismassalla 243.

Löytö

1.7 Mikrofotografia mikrogrammit kiinteästä metallisesta Berkeliosta, joka on saatu vuonna 1969. Oak Ridgen kansallinen laboratorio, Yhdysvaltain energia- / julkinen laitos. Lähde: Wikimedia Commons.

Sen tuotti ensimmäisen kerran vuonna 1949 tutkijat Glen Seaborg, Stanley G. Thompson ja Al Ghiorso Berkeleyn yliopistossa Kaliforniassa, kun he pommittivat Americio-241: tä korkeaenergialla alfa-hiukkasilla syklotronilla (hiukkaskiihdytin).

Välittömästi säteilytyksen jälkeen materiaali liuennettiin oikein ja kuljettiin ioninvaihtohartsipylvään läpi käyttämällä ammoniumsitraattiliuosta eluentina.

Tällä tavoin he saivat elementin numeron 97 isotooppia 243 atomimassalla, joka säteilee alfahiukkasia ja jonka puoliikä on 4,5 tuntia.

Elementin nimi

Ensinnäkin useat tutkijat ehdottivat, että elementti ottaa yhden sen löytäjän, Glen Seaborgin, nimen, koska hänellä oli ansio siitä, että hän oli onnistunut syntetisoimaan 10 elementtiä useiden vuosien työn aikana.

Voi palvella sinua: dekantterilasterin

Pure- ja Applied Chemistry tai IUPAC: n virallinen organisaatio kansainvälinen liitto (lyhenne englanniksi Kansainvälinen puhtaan ja sovelletun kemian liitto) päätti antaa nimen "Berkelio" saatuaan yliopistossa ja Berkeleyn kaupungissa (Kalifornia).

Berkeleyn yliopiston alueen esiintyminen, Kalifornia. Kirjoittaja: Sarangib. Lähde: Pixabay.

Nimi Berkeley on peräisin Angloirlandés -filosofista George Barkeley, nimi, jonka ääntäminen muuttui sitten Yhdysvalloissa, kun kaupunki ja yliopisto perustettiin vuonna 1869.

Se oli satunnaisesti vuosi, jolloin Dmitri Mendeléyev julkaisi ensimmäisen jaksollisen taulukonsa ja alkoi ennustaa uusien elementtien, kuten Berkelion, olemassaoloa.

Elektroninen rakenne

Sen sähköinen kokoonpano on:

1s²; 2s² 2p⁶; 3s² 3p⁶ 3d -d¹⁰; 4s² 4p⁶ 4d -d¹⁰ 4F¹⁴; 5s² 5p⁶ 5d -d¹⁰; 6s² 6p⁶; 5F⁹ 7s²,

tai kompakti:

[RN] 5F⁹ 7s².

Berkelio -elektroninen rakenne. Orbitaalit ja elektronit voidaan nähdä. Ahatsardi.ScienceWriter/CC BY-SA (https: // creativecommons.Org/lisenssit/by-SA/4.0). Lähde: Wikimedia Commons.

Saada

Metallin ensimmäinen näyte valmistettiin vuonna 1969 fluoridin pelkistysreaktiolla (BKF₃) Litiummetallilla (Li) lämpötilassa 1300 K.

Ohut metallilevyjen valmistamiseksi BKO -oksidi vähenee₂ Torio (TH) tai Metallic Lantano.

Berkelion fysikaaliset ominaisuudet

Fyysinen tila

Sileä metallinen kiinteä aine.

Berkelio -metallilla on kaksi kiteistä muotoa: alfa (kaksinkertainen kompakti kuusikulmainen) ja beeta (kuutio keskittynyt kasvoihin).

Atomimassa

247

Sulamispiste

1050 ºC (alfa -muoto)

986 ° C (beeta -muoto)

Kiehumispiste

2627 ºC

Tiheys

14,78 g/cm³ (Alfa -muoto)

13,25 g/cm³ (Beeta -muoto)

Paramagnetismi

Joidenkin lähteiden mukaan tietyt Berkelioyhdisteet osoittavat paramagneettisia ominaisuuksia, mikä tarkoittaa, että ne houkuttelevat magneettikenttiä.

Tämä ominaisuus on paramagneettinen tyyppinen, koska magneettisen toiminnan suspendinnissa materiaali ei ylläpitää pelkästään tällaisia ​​ominaisuuksia.

Kemialliset ominaisuudet

Korkeissa lämpötiloissa metallinen Berkelio hapettuu nopeasti ilmassa tai hapessa, muodostaen sen oksidit. Se on helposti liukoinen mineraalihapoihin, vapauttaen vetykaasua H₂ ja muodostaen BK -ioneja³⁺.

Voi palvella sinua: alumiinihydridi (ALH3): rakenne, ominaisuudet, käyttötarkoitukset

Hapetustilat

Tämän elementin alkuperäiset tutkimukset rajoittuivat ioninvaihto- ja selvityskokeisiin, joiden kanssa havaittiin, että hapetustila +3 on stabiili ja +4 on saatavilla vesiliuoksessa, koska BK³⁺ Bromato -ioni voi hapettaa sen (veli₄^-) Antaa bk⁴⁺.

BK -stabilointi⁴⁺

Vuonna 2017 BK: n stabiloinnista ilmoitettiin⁴⁺ liuoksessa käyttämällä yhdistettä, jonka muodostaa hydroksipiridinoniryhmät yhdistyneinä polyamiinirakenteeseen (nimeltään Ligand 3,4,3-LI (1,2-hop)).

Tällä yhdisteellä on kahdeksan paikkaa, joissa ioni liittyy, jotka vastaavat ryhmien c = O ja n-OH: n happiatomeja, jättäen BK: n⁴⁺ tiukasti sidoksissa ligandiin, pysyen vakaana.

Kiinteät yhdisteet

Bk⁴⁺ voi todistaa CERIO: n kanssa (CE⁴⁺) tai zirkonium (ZR⁴⁺) fosfaatissa tai yodatossa. Se voidaan myös erottaa bis-heksaaniliuoksissa (2-etyyliheksil) vetyfosfaatissa tai muussa vastaavassa aineetissa.

Ensimmäinen Berkelio -yhdiste, joka tapahtui näkyvinä määrinä, oli kloridi (BKCL₃), josta saatiin 0,000000003 grammaa vuonna 1962. Siitä lähtien useat Berkelioyhdisteet ovat kyenneet valmistautumaan ja opiskelemaan.

Ne voidaan mainita esimerkiksi fosfaatti (BKPO₄), oksikloridi (bkocl), fluoridit (BKF₃ ja bkf₄), Dioksidi (BKO₂), trioksidi (BK₂JOMPIKUMPI₃), Yodatos (BK (IO₃-A₃ ja bk (io₃-A₄), Klorohydraatti [bkcl₂(H₂JOMPIKUMPI)₆] Cl, oksalaatti, organomethiset yhdisteet ja koordinaatioyhdisteet.

Uusi hapetustila +5

Vuonna 2018 ryhmä tutkijoita useista maista onnistui tuottamaan nitraattikompleksin Pentavalentin Berkelion kanssa (BK⁵⁺) kenen kaava on BKO₂(EI₃-A₂^-, Poistamalla kaksi Molekyyliä₂ BK -ionista (ei₃-A₄^-, (BK³⁺-A.

Laskennalliset energialaskelmat vahvistivat, että hapetustila +5 on se, jolla on suurin stabiilisuus tässä Berkenilo -nitraattikompleksissa, siksi todennäköisin.

Isotoopit

Berkeliosta 14 isotooppia, joissa on atomimassat, on syntetisoitu välillä 238 - 251. Kaikki ovat radioaktiivisia.

Se voi palvella sinua: Benchilo: Bentsyylihydrogeenit, karbokaatiot, bentsyyliradikaalit

Vakain on Berkelio-247, jonka puoliintumisaika on 1380 vuotta. Jokainen tämän isotooppin atomi hajoamisen yhteydessä emittoi alfahiukkaset ja muodostaa Amerikan 243 atomin.

BK-249: n puoliintumisaika on 330 päivää, se kärsii beeta-rappeutumisesta ja siitä tulee Californio-249.

Sovellukset

Koska he ovat pystyneet saamaan vain hyvin pieniä määriä tätä elementtiä, sitä käytetään vain tieteellisessä perustutkimuksessa.

Raskaampien elementtien saamisessa

Isotoope BK-249: llä on suhteellisen pitkä puoliintumisaika ja se on mahdollista.

BK -mikrokonantti liuenneen koeputkeen. Sen saamiseen käytettiin 250 päivää. Tämän elementin radioaktiivisuuden suojaus hansikkaa voidaan havaita. Ornl, energia- / julkinen laitos. Lähde: Wikimedia Commons.

Fysikaalisissa tutkimuksissa

BK: n kanssa tehty tutkimus mahdollistaa tarkempia ekstrapolointeja muiden näyttelijasarjoissa seuraavien elementtien ominaisuuksista ja käyttäytymisestä, koska raskaimpia elementtejä on vaikeampi hankkia, niillä on hyvin lyhyt keskimääräinen elämä ja ne ovat paljon radioaktiivisempia.

Riskejä

Berkelio on radioaktiivinen elementti. Radioaktiivisuuden vapautuminen ympäristössä voi saavuttaa kaikki eläinlajit ja kasvilajit aiheuttaen heille vaurioita. Heikkeneminen voi kertyä peräkkäisissä sukupolvissa.

Ydinen energiakasvit ovat radioaktiivisia ja siksi erittäin vaarallisia. Kirjoittaja: AR130405. Lähde: Pixabay.

Viitteet

1. TAI.S. Lääketieteen kansalliskirjasto. (2019). Berlium - BK (elementti). PubChemistä toipunut.NCBI.Nlm.NIH.Hallitus.
2. Valkoinen, f.D -d. et al. (2019). Berliumin ja Kalifornian nykyaikainen kemia. Kemia 2019 6. elokuuta; 25 (44): 10251-10261. Palautettu PubMedistä.NCBI.Nlm.NIH.Hallitus.
3. Lyijy, d.R -. (Toimittaja) (2003). CRC: n kemian ja fysiikan käsikirja. 85^th CRC -lehdistö.
4. Puuvilla, f. Albert ja Wilkinson, Geoffrey. (1980). Edistynyt epäorgaaninen kemia. Neljäs painos. John Wiley & Sons.
5. Kelley, m.P. et al. (2018). Bond Covaleky ja Aktinidi-INS: n hapettumistila, joka on kompleksoitu terapeuttisella kelatointiaineella 3,4,3-LI (1,2-hopo). Inorg. Kemia. 2018 7. toukokuuta; 57 (9): 5352-5363. Palautettu PubMedistä.NCBI.Nlm.NIH.Hallitus.
6. Kovács, a. et al. (2018). Pentavalent curium, berlium ja californium nitraattikompleksissa: Aktinidikemian ja hapettumistilojen laajentaminen. Kemia. 2018 6. elokuuta; 57 (15): 9453-9467. Palautettu PubMedistä.NCBI.Nlm.NIH.Hallitus.
7. Orlova, a.Yllyttää. (2007). Vedetöntä kolmiulotteisten aktinidi-ortofosferien kemia ja rakennekemia. Epäorgaanisten aktinidiyhdisteiden rakenteellisessa kemiassa. ScienEdirect.com.
8. Choppin, G. et al. (2013). Aktinidi- ja transaktinidielementit. Radiokemiassa ja ydinkemiassa (neljäs painos). ScienEdirect.com.
9. Peterson, J.R -. ja Hobart, D.JA. (1984). Berliumin kemia. Advances epäorgaaninen kemia, osa 28, 1984, sivut 29-72. ScienEdirect.com.
10. Kuninkaallinen kemian yhdistys. (2020). Berlium. RSC toipunut.org.