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Bk 97

Berkelium (Bk)

actinide
Periodo: 7 Blocco: f

Solid

Peso atomico standard

[247]

Configurazione elettronica

[Rn] 7s2 5f9

Punto di fusione

1049,85 °C

Punto di ebollizione

N/D

Densità

1,4e+4 kg/m³

Stati di ossidazione

+2, +3, +4, +5

Elettronegatività (Pauling)

1,3

Energia di ionizzazione (1ª)

6,19785 eV

Anno della scoperta

1949

Raggio atomico

N/D

Dettagli

Origine del nome Named after Berkeley, California the city of its discovery.
Paese della scoperta United States
Scopritori G.T.Seaborg, S.G.Tompson, A.Ghiorso

Berkelium is a synthetic transuranium actinide with no stable isotopes. It is produced in nuclear reactors by neutron capture in lighter actinides and is normally handled in microgram to milligram research quantities. Its chemistry is mainly that of a trivalent actinide, but berkelium is notable because the +4 state is comparatively accessible in solution and solids. The isotope ²⁴⁹Bk is the most important for chemical work because its half-life permits separation, shipment, and target fabrication.

Berkelium does not occur naturally in the Earth’s crust. It was first synthesized in December 1949 by Stanley G. Thompson, Glenn T. Seaborg, and Albert Ghiorso at the University of California in Berkeley using the nuclear reaction 241Am (4He, 2n) 243Bk in the Berkeley 60-inch cyclotron. The element was named for the town in California where it was first synthesized. The first isotope of berkelium produced from this experiment had a mass number of 243 and a half-life of 4.5 h. 247Bk has a half-life of 1.4×103 years, which makes it one of the least radioactive isotopes of berkelium. 249Bk has a half-life of 320 days, which makes it possible to isolate and study on a macroscopic scale, although studies have found that the radiation given off from berkelium creates health hazards. For example, lengthy exposure to the radiation from berkelium has been shown to cause an accumulation of berkelium in the skeletal system of rats. The radiation is also unfavorable to the formation of red blood cells [620], [621], [622], [623], [624]. Berkelium has no known isotopic applications aside from scientific research, in which it served as a target for the production of tennessine (Fig. IUPAC.97.1).

Berkelium was first produced by Stanley G. Thompson, Glenn T. Seaborg, Kenneth Street, Jr. and Albert Ghiorso working at the University of California, Berkeley, in December, 1949. They bombarded an isotope of americium, americium-241, with alpha particles with a device called a cyclotron. This created berkelium-243 and two free neutrons. Berkelium's most stable isotope, berkelium-247, has a half-life of about 1,380 years. It decays into americium-243 through alpha decay.

The first visible amounts of a berkelium compound, berkelium chloride (BkCl3) was produced in 1962 and weighed about 3 billionths of a gram (0.000000003 grams). Berkelium oxychloride (BkOCl), berkelium fluoride (BkF3), berkelium dioxide (BkO2) and berkelium trioxide (BkO3) have been identified and studied with a method known as X-ray diffraction.

Since only small amounts of berkelium have ever been produced, there are no known uses for berkelium and its compounds outside of basic scientific research.

Berkelium, the eighth member of the actinide transition series, was first produced in 1949 by Thompson, Ghiorso, and Seaborg via accelerator bombardment of 241Am with high energy alpha particles. This generated a new electron-capture activity eluting on a chromatography column just ahead of curium. This activity was assigned to an isotope of element 97 with mass number 243. It was named berkelium after Berkeley, California, the city of its discovery. Initial investigation of its chemical properties were limited to tracer experiments (ion exchange and co-precipitation) but these were sufficient to establish the stability of Bk(III) and the accessibility of Bk(IV) ions in aqueous solution and provide an estimate of the electrochemical potential of the Bk(IV)/Bk(III) couple.

A complete study of an element is not possible by tracer methods alone, so a campaign was initiated in 1952 for long-term irradiation of about 8 grams of 239Pu in a nuclear reactor in Arco, Idaho to provide macro amounts of berkelium. In 1958 about 0.6 micrograms of 249Bk with a half-life of 330 days was recovered, separated, and purified by Cunningham et al. who determined the absorption spectrum in aqueous solution and measured the magnetic susceptibility of Bk(III). The first structural determination of a berkelium compound was in 1962. Four X-ray diffraction lines were obtained from 4 nanograms of berkelium-249 dioxide and indexed as face centered cubic. The first bulk (> 1 microgram) samples of berkelium metal were prepared in 1969 by reduction of BkF3 with lithium metal vapor at 1300 K by Haire and Peterson et al. Bk metal issilvery in appearance, easily soluble in dilute mineral acids, and rapidly oxidized by air or oxygen at elevated temperatures to form the oxide. The metal exhibits two crystal forms: double hexagonal closest packed (dhcp) and face centered cubic (fcc). Numerous alloys and compounds of berkelium have been prepared and studied including hydrides, oxides, halides, chalcogenides, pnictides, oxalates, oxychlorides, organometallic, and coordination compounds to name a few. Berkelium oxidation states Bk(0), Bk(III), and Bk(IV) are known in bulk and some evidence has been offered for the existence of Bk(II) but there is only speculation on the possible existence of Bk(V) ions.

Fourteen isotopes of berkelium are now known and have been synthesized from mass number 238 to 251. As with other actinide elements, berkelium tends to accumulate in the skeletal system. Because of its rarity, berkelium presently has no commercial use, however, with its relatively long half-life and availability in microgram quantities, Bk-249 is used extensively as a target to synthesize heavier elements by charged particle bombardment. Berkelium is the first member of the second half of the actinide series and as such, studies of the physicochemical properties of this element enables more accurate extrapolations to the behavior of the heavier elements for which studies are severely limited by scarcity of material, very short half-lives, and intense radioactivity.

Further reading: D. E. Hobart and J. R. Peterson (2006) "Berkelium," Chapter 10 in The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements, Third Edition, L. R. Morss, J. Fuger, and N. M. Edelstein, Eds, Springer Publishers.

This element reviewed and Updated by David Hobart, Los Alamos National Laboratory 2011

Immagini

Proprietà

Chimiche

Elettronegatività (Pauling)
1,3 Confronta Elettronegatività (Pauling) di tutti gli elementi →
Affinità elettronica
-0,5 eV (valore negativo — l'atomo non dovrebbe legare un elettrone extra)
Energia di ionizzazione (1ª)
6,19785 eV Confronta Energia di ionizzazione (1ª) di tutti gli elementi →
Energia di ionizzazione (2ª)
11,900041 eV Confronta Energia di ionizzazione (2ª) di tutti gli elementi →
Energia di ionizzazione (3ª)
21,600074 eV Confronta Energia di ionizzazione (3ª) di tutti gli elementi →
Energia di ionizzazione (4ª)
36,000124 eV Confronta Energia di ionizzazione (4ª) di tutti gli elementi →
Energia di ionizzazione (5ª)
56,000193 eV Confronta Energia di ionizzazione (5ª) di tutti gli elementi →
Stati di ossidazione
+2, +3, +4, +5 Confronta Stati di ossidazione di tutti gli elementi →
Elettroni di valenza
3 Confronta Elettroni di valenza di tutti gli elementi →
Allotropi
["\u03b2 form"]
Configurazione elettronica
[Rn] 7s2 5f9

Termodinamiche

Calore di sublimazione
3,938436 eV
Calore di atomizzazione
3,938436 eV
Entalpia di atomizzazione
3,212935 eV

Nucleari

Protoni
97 Confronta Protoni di tutti gli elementi →
Neutroni
150 Confronta Neutroni di tutti gli elementi →
Isotopi noti
22 Confronta Isotopi noti di tutti gli elementi →
Isotopi stabili
0 Confronta Isotopi stabili di tutti gli elementi →
Numero di massa (isotopo più stabile)
247
Isotopo più stabile
Bk-247
Anno della scoperta
1949

Abbondanza

N/D

Struttura cristallina

N/D

Struttura elettronica

Elettroni per guscio
2, 8, 18, 32, 27, 8, 2 Confronta Elettroni per guscio di tutti gli elementi →

Identificativi

Numero CAS
7440-40-6 Confronta Numero CAS di tutti gli elementi →
Simbolo di termine
6H°15/2
InChI
InChI=1S/Bk
Chiave InChI
PWVKJRSRVJTHTR-UHFFFAOYSA-N

Configurazione elettronica Misurato

Carica ionica
Protoni 97
Elettroni 97
Carica Neutro
Configurazione Bk: 5f⁹ 7s²
Configurazione elettronica
Misurato
[Rn] 5f⁹ 7s²
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 5s² 5p⁶ 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² 6p⁶ 5f⁹ 7s²
Diagramma degli orbitali
1s
2/2
2s
2/2
2p
6/6
3s
2/2
3p
6/6
4s
2/2
3d
10/10
4p
6/6
5s
2/2
4d
10/10
5p
6/6
6s
2/2
4f
14/14
5d
10/10
6p
6/6
7s
2/2
5f
9/14 5↑
Elettroni totali: 97 Spaiati: 5 ?

Modello atomico

Protoni 97
Neutroni 152
Elettroni 97
Numero di massa 249
Stabilità Radioattivo

Gli isotopi modificano il numero di neutroni, la massa e la stabilità — non la configurazione elettronica di un atomo neutro.

Modello atomico schematico, non in scala.

Impronta atomica

Spettro di emissione / assorbimento

0 / 0 (0 0 con intensità)
Misurato
Emissione Visibile: 380–750 nm

Distribuzione isotopica

Nessun isotopo stabile.

Numero di massaMassa atomica (u)Abbondanza naturaleEmivita
249 Radioattivo249,0749877 ± 0,0000027N/D327.2 giorni
239 Radioattivo239,05824 ± 0,00022N/D100 secondi
253 Radioattivo253,08688 ± 0,00039N/D60 minuti
251 Radioattivo251,080762 ± 0,000012N/D55.6 minuti
233 Radioattivo233,056652 ± 0,00025N/D40 secondi
Misurato

Fase / Stato

1 atm / 101,325 kPa
Solido 25 °C (298,15 K)

Motivo: 1024,8 °C sotto il punto di sublimazione (1049,85 °C)

Punto di sublimazione 1049,85 °C
0 K Temperatura attuale: 25 °C 6000 K
Sequenza delle fasi

Schema non in scala

Solido
Gas
Sublimazione
25°C
Solido
Liquido
Gas
Attuale

Punti di transizione di fase

Punto di sublimazione Letteratura
1049,85 °C
Fase attuale Calcolato
Solido

Energie di transizione

Calore di sublimazione Letteratura
3,938436 eV

Energia necessaria per sublimare 1 mol al punto di sublimazione

Densità

Densità di riferimento Letteratura
1,4e+4 kg/m³

In condizioni standard

Densità attuale Calcolato
1,4e+4 kg/m³

In condizioni standard

Spettri atomici

Sono visualizzati 10 di 97. Ordinamento per carica ionica crescente.

Righe disponibili ?

IoneCaricaRighe totaliProbabilità di transizioneDesignazioni dei livelli
Bk I 012000
Bk II +14800
Righe disponibili nel NIST →

Livelli disponibili ?

IoneCaricaLivelli
Bk I 02
Bk II +12
Bk III +22
Bk IV +32
Bk V +42
Bk VI +52
Bk VII +62
Bk VIII +72
Bk IX +82
Bk X +92
Livelli disponibili nel NIST →
97 Bk 247

Berkelium — Visualizzatore degli orbitali atomici

[Rn]7s25f9
Livelli energetici 2 8 18 32 27 8 2
Stati di ossidazione +2, +3, +4, +5
HOMO 5f n=5 · l=3 · m=-3
Berkelium — Anteprima del visualizzatore degli orbitali atomici
Three.js viene caricato soltanto su richiesta
97 Bk 247

Berkelium — Visualizzatore della struttura cristallina

Dati sulla struttura cristallina non disponibili

Raggi ionici

CaricaCoordinazioneSpinRaggio
+36N/D96 pm
+39N/D113.7 pm
+46N/D83 pm
+48N/D93 pm

Composti

Bk
247,070 u
Bk
249,075 u
Bk
247,070 u
Bk
250,078 u
Bk
246,069 u
Bk
245,066 u

Isotopi (5)

Numero di massaMassa atomica (u)Abbondanza naturaleEmivitaModalità di decadimento
249 Radioattivo249,0749877 ± 0,0000027N/D327.2 giorni
β- ≈100%α =0.00145±0.8%SF =47e-9±0.2%
239 Radioattivo239,05824 ± 0,00022N/D100 secondi
β+ ≈100%α<0.01% SF<0.01%
253 Radioattivo253,08688 ± 0,00039N/D60 minuti
β- ?
251 Radioattivo251,080762 ± 0,000012N/D55.6 minuti
β- =100%
233 Radioattivo233,056652 ± 0,00025N/D40 secondi
α ≈82%β+ ?
249 Radioattivo
Massa atomica (u) 249,0749877 ± 0,0000027
Abbondanza naturale N/D
Emivita 327.2 giorni
Modalità di decadimento
β- ≈100%α =0.00145±0.8% +1
239 Radioattivo
Massa atomica (u) 239,05824 ± 0,00022
Abbondanza naturale N/D
Emivita 100 secondi
Modalità di decadimento
β+ ≈100%α<0.01% +1
253 Radioattivo
Massa atomica (u) 253,08688 ± 0,00039
Abbondanza naturale N/D
Emivita 60 minuti
Modalità di decadimento
β- ?
251 Radioattivo
Massa atomica (u) 251,080762 ± 0,000012
Abbondanza naturale N/D
Emivita 55.6 minuti
Modalità di decadimento
β- =100%
233 Radioattivo
Massa atomica (u) 233,056652 ± 0,00025
Abbondanza naturale N/D
Emivita 40 secondi
Modalità di decadimento
α ≈82%β+ ?

Proprietà estese

Raggi covalenti (dati estesi)

Raggio covalente (Pyykkö)
168 pm
Raggio covalente (Pyykkö, legame doppio)
139 pm

Raggi di van der Waals

Alvarez
340 pm
UFF
333,9 pm

Scale di numerazione

Mendeleev
30
Pettifor
40
Glawe
41

Scale di elettronegatività

Ghosh
0

Polarizzabilità e dispersione

Polarizzabilità dipolare
125 a.u.
Polarizzabilità dipolare (inc.)
25 a.u.

Transizioni di fase e allotropi

β form
Punto di fusione1259,15 K

Categorie degli stati di ossidazione

+3 main
+4 extended
+5 extended
+2 extended

Dati di riferimento avanzati

Dettaglio dei raggi cristallini (4)
CaricaCNSpinrcrystal (pm)Origine
3VI110from r^3 vs V plots,
4VI97from r^3 vs V plots,
4VIII107from r^3 vs V plots,
3IX—127,7
Modalità di decadimento degli isotopi (46)
IsotopoModalitàIntensità
233A82%
233B+—
234A80%
234B+20%
235B+—
235A—
236B+100%
236A—
236B+SF0%
237B+—

Dati aggiuntivi

Riferimenti

(9)
2 Atomic Mass Data Center (AMDC), International Atomic Energy Agency (IAEA)
Bk

The half-life and atomic mass data was provided by the Atomic Mass Data Center at the International Atomic Energy Agency.

3 IUPAC Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights (CIAAW)
Berkelium

Element data are cited from the Atomic weights of the elements (an IUPAC Technical Report). The IUPAC periodic table of elements can be found at https://iupac.org/what-we-do/periodic-table-of-elements/. Additional information can be found within IUPAC publication doi:10.1515/pac-2015-0703 Copyright © 2020 International Union of Pure and Applied Chemistry.

4 IUPAC Periodic Table of the Elements and Isotopes (IPTEI)

The information are cited from Pure Appl. Chem. 2018; 90(12): 1833-2092, https://doi.org/10.1515/pac-2015-0703.

Nota sulla licenza: Copyright (c) 2020 International Union of Pure and Applied Chemistry. The International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) contribution within Pubchem is provided under a CC-BY-NC-ND 4.0 license, unless otherwise stated.
5 Jefferson Lab, U.S. Department of Energy
Berkelium

Thomas Jefferson National Accelerator Facility (Jefferson Lab) is one of 17 national laboratories funded by the U.S. Department of Energy. The lab's primary mission is to conduct basic research of the atom's nucleus using the lab's unique particle accelerator, known as the Continuous Electron Beam Accelerator Facility (CEBAF). For more information visit https://www.jlab.org/

Nota sulla licenza: Please see citation and linking information: https://education.jlab.org/faq/index.html
6 Los Alamos National Laboratory, U.S. Department of Energy
Berkelium

The periodic table at the LANL (Los Alamos National Laboratory) contains basic element information together with the history, source, properties, use, handling and more. The provenance data may be found from the link under the source name.

7 NIST Physical Measurement Laboratory
Berkelium

The periodic table contains NIST's critically-evaluated data on atomic properties of the elements. The provenance data that include data for atomic spectroscopy, X-ray and gamma ray, radiation dosimetry, nuclear physics, and condensed matter physics may be found from the link under the source name. Ref: https://www.nist.gov/pml/atomic-spectra-database

8 PubChem Elements
Berkelium

This section provides all form of data related to element Berkelium.

9 PubChem Elements
Berkelium

The element property data was retrieved from publications.

Ultimo aggiornamento:

Dati verificati:

I contenuti vengono verificati sulla base dei dati scientifici più recenti.