Берклий

Бе́рклий (Bk, лат. Berkelium) — искусственно полученный радиоактивный трансурановый химический элемент группы актиноидов с атомным номером 97. Берклий не имеет стабильных изотопов, наиболее долгоживущий нуклид 247Bk имеет период полураспада 1380 лет.

97 КюрийБерклийКалифорний
ВодородГелийЛитийБериллийБорУглеродАзотКислородФторНеонНатрийМагнийАлюминийКремнийФосфорСераХлорАргонКалийКальцийСкандийТитанВанадийХромМарганецЖелезоКобальтНикельМедьЦинкГаллийГерманийМышьякСеленБромКриптонРубидийСтронцийИттрийЦирконийНиобийМолибденТехнецийРутенийРодийПалладийСереброКадмийИндийОловоСурьмаТеллурИодКсенонЦезийБарийЛантанЦерийПразеодимНеодимПрометийСамарийЕвропийГадолинийТербийДиспрозийГольмийЭрбийТулийИттербийЛютецийГафнийТанталВольфрамРенийОсмийИридийПлатинаЗолотоРтутьТаллийСвинецВисмутПолонийАстатРадонФранцийРадийАктинийТорийПротактинийУранНептунийПлутонийАмерицийКюрийБерклийКалифорнийЭйнштейнийФермийМенделевийНобелийЛоуренсийРезерфордийДубнийСиборгийБорийХассийМейтнерийДармштадтийРентгенийКоперницийНихонийФлеровийМосковийЛиверморийТеннессинОганесонПериодическая система элементов
97Bk
Hexagonal.svg
Electron shell 097 Berkelium.svg
Внешний вид простого вещества
Berkelium metal.jpg
Радиоактивный металл серебристо-белого цвета
Свойства атома
Название, символ, номер

Бе́рклий / Berkelium (Bk), 97

Атомная масса
(молярная масса)

131 а. е. м. (г/моль)

Электронная конфигурация

[Rn] 5f9 7s2

Радиус атома

297 пм

Химические свойства
Электроотрицательность

1,3 (шкала Полинга)

Электродный потенциал

Bk←Bk4+ -1,05 В
Bk←Bk3+ -2,01 В
Bk←Bk2+ -1,6 В

Степени окисления

4, 3

Энергия ионизации
(первый электрон)

 0,0 (0,00) кДж/моль (эВ)

Термодинамические свойства простого вещества
Плотность (при н. у.)

13,25 г/см³

Температура плавления

1259 K

Температура кипения

2900 K

Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки

гексагональная

Параметры решётки

a=3,416 c=11,07[1]

Отношение c/a

3,24

Номер CAS

7440-40-6

97
Берклий
(247)
5f97s2

Содержание

ИсторияПравить

Получен в 1949 г. учеными Национальной лаборатории им. Лоуренса в г. Беркли (Калифорния, США; прежнее название — Радиационная лаборатория) С. Томпсоном, Г. Сиборгом, А. Гиорсо при бомбардировке мишени из америция-241 ускоренными на 60-дюймовом циклотроне α-частицами:

 

97-й элемент был получен группой Сиборга вслед за элементами с номерами 94 (плутонием), 95 (америцием) и 96 (кюрием). Пятилетняя задержка после синтеза 96 элемента была связана с отсутствием материала для исходной мишени — изотопа америция 241Am. Для химической идентификации нового элемента использовали хорошо отработанный к тому времени метод ионообменной хроматографии.

Происхождение названияПравить

Берклий является химическим аналогом тербия, получившего название от небольшого селения Иттербю в Швеции, рядом с которым был обнаружен минерал, содержащий среди прочих редкоземельных металлов и тербий. Поэтому было решено назвать 97-й элемент по названию города Беркли, в котором он был впервые получен.

ИзотопыПравить

Всего известно девять изотопов берклия, с массами от 243 до 251.

Среди них есть и сравнительно долгоживущие, например, 247Bk (Т1/2 = 1380 лет) и 249Bk (β-излучатель с периодом полураспада Т1/2 = 314 дней); прочие же «живут» лишь часы. Все они образуются в ядерных реакциях в совершенно ничтожных количествах. Лишь 249Bk удается получить в заметных количествах при облучении в реакторах урана, плутония, америция, кюрия. Способность его ядер к делению на тепловых нейтронах в несколько раз выше, чем у ядер 235U и 239Pu, обычно используемых в качестве делящихся материалов.

Средняя энергия α-излучения 245Вk, 247Вk, 249Вk равна соответственно 7,45·10−3; 5,70; 7,94·10−5 МэВ/(Бк·с).

Физические свойстваПравить

Простое вещество берклий — радиоактивный металл серебристо-белого цвета.

Химические свойстваПравить

Установлено, что берклий очень реакционноспособен. В своих многочисленных соединениях он имеет степени окисления + 3 (преимущественно) и + 4. Существование четырехвалентного берклия позволяет отделять этот элемент от других актиноидов и лантаноидов (продуктов деления), которые либо не имеют такой валентной формы, либо труднее в неё переводятся.

Взаимодействует с кислородом (оксид и диоксид), галогенами и серой. Известны двойные соли и металлоорганические соединения берклия. Образует комплексные соединения с минеральными и органическими кислотами. Наиболее устойчивы соединения берклия в растворе при степени окисления +3. При рН, близких к щелочной среде, Bk3+ образует нерастворимый основной гидроксид. Оксиды, фториды, фосфаты и карбонаты берклия нерастворимы в воде. В четырехвалентном состоянии берклий является сильным окислителем.

ПолучениеПравить

Изотопы берклия с массовыми числами до 248 получают из соответствующих изотопов америция или кюрия по реакции (α, n) или (α, p, n). 249Вк образуется в ядерном реакторе при облучении нейтронами 238U или 239Pu. 250Вк получают облучением 249Вк по реакции (γ, n).

ПрименениеПравить

Нуклид 249Вк используется для получения изотопов калифорния. Использовался для получения 117 элемента[2].

Биологическая рольПравить

При введении крысам нитрата 249Вк радионуклид распределяется между скелетом (40 %) и печенью (18 %). Небольшие количества 249Вк определяются в мышцах (9 %), надпочечниках (7,3 %), коже (4,5 %), селезенке (1,3 %) и почках (1,1 %). Тб из костной ткани составляет 500—600 сут.[источник не указан 2271 день]

Выведение из организма крыс происходит в основном с мочой 18,2 % и калом 10 %. Максимальные дозы в костной ткани, не влияющие на сокращение продолжительности жизни крыс, составляют 6,3 Гр (β-излучение) при введении 37-108 кБк/кр массы тела крыс. В отдаленные сроки у крыс развиваются остеосаркомы.[источник не указан 2271 день]

ПримечанияПравить

ЛитератураПравить

  • Большая советская энциклопедия
  • Редкол.: Кнунянц И. Л. (гл. ред.) Химическая энциклопедия: в 5 т. Москва: Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1.

СсылкиПравить