Estrutura de Berkelio (BK), propriedades, obtenção, uso

Ele Berkelium É um elemento químico cujo símbolo é bk. Pertence à classe de actinídeos, sendo seu oitavo membro. Seu número atômico é 97. É um sólido metálico sintético. Este elemento não é encontrado naturalmente sobre a crosta terrestre. Está presente em pequenas quantidades em combustíveis nucleares gastos e tem um brilho de prata.

Também existem pequenas quantidades dispersas no ambiente devido aos testes de armas nucleares, devido a acidentes graves em instalações de energia atômica, como Chernobyl e pela liberação que ocorre com resíduos de usinas de energia nuclear.

Símbolo, número e massa atômica do elemento Berkelio. Fonte: ME/CC BY-S (https: // CreativeCommons.Org/licenças/BY-SA/2.5). Fonte: Wikimedia Commons.

Uma utilidade prática para Berkelio não foi encontrada, porque ocorre em quantidades muito pequenas e no fato de que todos os seus isótopos (átomos de BK com número diferente de nêutrons no núcleo) são radioativos. Sua principal aplicação tem sido em estudos científicos.

Embora seus isótopos sejam produzidos artificialmente em laboratórios especiais e sejam tratados por pessoal especializado, os danos que a radiação perigosa emitida sempre deve ser levada em consideração.

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Nomenclatura

• Berkelio, símbolo BK.
• Berkelio-243, BK-243 ou ²⁴³BK: Berkelio Isótopo com massa atômica 243.

Descoberta

1.7 Microfotografia Microgramas de Berkelio metálico sólido obtido em 1969. Laboratório Nacional de Oak Ridge, Departamento de Energia dos EUA / Domínio Público. Fonte: Wikimedia Commons.

Foi produzido pela primeira vez em 1949 pelos cientistas Glen Seaborg, Stanley G. Thompson e Al Ghiorso na Universidade de Berkeley, na Califórnia, quando bombardearam o Americio-241 com partículas alfa de alta energia usando um ciclotron (um acelerador de partículas).

Imediatamente após a irradiação, o material foi devidamente dissolvido e passado por uma coluna de resina de troca iônica, usando uma solução de citrato de amônio como eluente.

Dessa maneira, eles obtiveram um isótopo do elemento número 97 com 243 massa atômica, que emite partículas alfa e tem meia -vida de 4,5 horas.

Nome do elemento

No início, vários pesquisadores propuseram que o elemento tomasse o nome de um de seus descobridores, Glen Seaborg, já que ele tinha o mérito de ter conseguido sintetizar 10 elementos em vários anos de trabalho.

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No entanto, a Organização Oficial União Internacional de Química Pure e Aplicada ou IUPAC (sigla para inglês União Internacional de Química Pura e Aplicada) decidiu atribuir o nome "Berkelio" por ter sido obtido na Universidade e na cidade de Berkeley (Califórnia).

Aparência de uma área da Universidade de Berkeley, Califórnia. Autor: Sarangib. Fonte: Pixabay.

O nome Berkeley vem do filósofo dos Angloirlandés, George Barkeley, um nome cuja pronúncia mudou nos Estados Unidos quando a cidade e a universidade foram fundadas em 1869.

Casualmente foi o ano em que Dmitri Mendeléyev publicou sua primeira tabela periódica e começou a prever a existência de novos elementos como Berkelio.

Estrutura eletrônica

Sua configuração eletrônica é:

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

ou compacto:

[RN] 5F⁹ 7s².

Estrutura eletrônica de Berkelio. Orbitais e elétrons podem ser vistos. Ahazard.ScienceWriter/CC BY-SA (https: // CreativeCommons.Org/licenças/BY-SA/4.0). Fonte: Wikimedia Commons.

Obtenção

A primeira amostra do metal foi preparada em 1969 através de uma reação de redução de fluoreto (BKF₃) Com metal de lítio (LI) a uma temperatura de 1300 K.

Para preparar folhas finas de metal, o óxido de BKO é reduzido₂ Com Torio (Th) ou Lantano Metallic.

Propriedades físicas de Berkelio

Estado físico

Sólido metálico solto.

O Berkelio Metal possui duas formas cristalinas: Alpha (Hexagon Double Compact) e Beta (cúbico centrado em faces).

Massa atômica

247

Ponto de fusão

1050 ºC (forma alfa)

986 ° C (formulário beta)

Ponto de ebulição

2627 ºC

Densidade

14,78 g/cm³ (forma alfa)

13,25 g/cm³ (Formulário beta)

Paramagnetismo

De acordo com algumas fontes, certos compostos de Berkelio mostram propriedades paramagnéticas, o que significa que eles são atraídos para campos magnéticos.

Essa característica é do tipo paramagnético porque, ao suspender a ação magnética, o material falha em manter essas propriedades sozinhas.

Propriedades quimicas

Em altas temperaturas, o Berkelio metálico é rapidamente oxidado no ar ou oxigênio, formando seus óxidos. É facilmente solúvel em ácidos minerais, liberando o gás hidrogênio H₂ e formando íons BK³⁺.

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Estados de oxidação

As investigações iniciais desse elemento foram limitadas a experimentos de troca de íons e coprecipitação, com os quais se observou que o estado de oxidação +3 é estável e o +4 está acessível em solução aquosa, uma vez que o BK³⁺ Pode ser oxidado pelo íon bromato (mano₄^-) Para dar BK⁴⁺.

Estabilização de BK⁴⁺

Em 2017, a estabilização do BK foi relatada⁴⁺ em solução usando o composto formado por grupos de hidroxipiridinona unidos a uma estrutura de poliamina (chamada ligante 3,4,3-li (1,2-hop)).

Este composto tem oito lugares onde o íon se une, que correspondem aos átomos de oxigênio dos grupos C = O e N-OH, deixando o BK⁴⁺ firmemente ligado ao ligante, permanecendo estável.

Compostos sólidos

O bk⁴⁺ pode coprecipitar com cerio (CE⁴⁺) ou zircônio (ZR⁴⁺) em fosfato ou yodato. Também pode ser extraído em soluções bis hexano (2-etilhexil) hidrogenofosfato ou outro agente de acomodação semelhante.

O primeiro composto Berkelio que ocorreu em quantidades visíveis foi o cloreto (BKCL₃), dos quais 0,000000003 gramas foram obtidos em 1962. Desde então, vários compostos de Berkelio foram capazes de se preparar e estudar.

Eles podem ser mencionados, por exemplo, fosfato (BKPO₄), oxicloreto (BKOCL), Fluorides (BKF₃ e bkf₄), Dióxido (BKO₂), Trioxide (BK₂QUALQUER₃), Yodatos (BK (io₃)₃ e bk (io₃)₄), Cloro -hidrato [BKCL₂(H₂QUALQUER)₆] Cl, oxalato, compostos organometais e compostos de coordenação, entre outros.

Novo estado de oxidação +5

Em 2018⁵⁺) cuja fórmula é BKO₂(NÃO₃)₂^-, eliminando duas moléculas sem moléculas₂ do íon BK (não₃)₄^-, (Bk³⁺).

Os cálculos de energia computacional confirmaram que o estado de oxidação +5 é o que tem a maior estabilidade neste complexo de nitrato de Berkenilo, portanto, o mais provável.

Isótopos

De Berkelio, 14 isótopos com massas atômicas foram sintetizadas de 238 a 251. Todos são radioativos.

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O mais estável é o Berkelio-247, cuja meia-vida é de 1380 anos. Cada átomo desse isótopo quando a desintegração emite uma partícula alfa e forma um átomo da América-243.

O BK-249 tem meia-vida de 330 dias, sofre decaimento beta e se torna californio-249.

Formulários

Como eles só foram capazes de obter quantidades muito pequenas desse elemento, ele só foi usado na pesquisa científica básica.

Na obtenção de elementos mais pesados

O isótopo BK-249 tem uma meia-vida relativamente longa e é possível.

Microcantidade BK dissolvida em um tubo de ensaio. 250 dias foram usados ​​para obtê -lo. A luva de proteção de radioatividade deste elemento pode ser observada. ORNL, Departamento de Energia / Domínio Público. Fonte: Wikimedia Commons.

Em estudos físico -químicos

A pesquisa realizada com o BK permite extrapolações mais precisas sobre as propriedades e o comportamento de outros elementos que se seguem na série de atuação, pois os elementos mais pesados ​​são mais difíceis de obter, eles têm vidas médias muito curtas e são muito mais radioativas.

Riscos

Berkelio é um elemento radioativo. A liberação de radioatividade no ambiente pode alcançar todas as espécies de animais e plantas causando danos a eles. A deterioração pode se acumular em gerações sucessivas.

As usinas de energia nuclear são radioativas e, portanto, muito perigosas. Autor: AR130405. Fonte: Pixabay.

Referências

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