Bk 97

Berkelium (Bk)

actinide
주기: 7 블록: f

Solid

표준 원자량

[247]

전자 배치

[Rn] 7s2 5f9

녹는점

1049.85 °C

끓는점

해당 없음

밀도

1.4e+4 kg/m³

산화 상태

+2, +3, +4, +5

전기 음성도(Pauling)

1.3

제1 이온화 에너지

6.19785 eV

발견 연도

1949

원자 반지름

해당 없음

상세 정보

이름의 유래 Named after Berkeley, California the city of its discovery.
발견 국가 United States
발견자 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

이미지

특성

물리적 특성

반데르발스 반지름
244 pm 모든 원소의 반데르발스 반지름 비교 →
밀도
1.4 × 104 kg/m³ 모든 원소의 밀도 비교 →
STP에서의 상
고체 모든 원소의 STP에서의 상 비교 →
녹는점
1049.85 °C 모든 원소의 녹는점 비교 →

화학적 특성

전기 음성도(Pauling)
1.3 모든 원소의 전기 음성도(Pauling) 비교 →
전자 친화도
-0.5 eV (음수 값 — 추가 전자를 결합하지 않을 것으로 예측됨)
제1 이온화 에너지
6.19785 eV 모든 원소의 제1 이온화 에너지 비교 →
제2 이온화 에너지
11.900041 eV 모든 원소의 제2 이온화 에너지 비교 →
제3 이온화 에너지
21.600074 eV 모든 원소의 제3 이온화 에너지 비교 →
제4 이온화 에너지
36.000124 eV 모든 원소의 제4 이온화 에너지 비교 →
제5 이온화 에너지
56.000193 eV 모든 원소의 제5 이온화 에너지 비교 →
산화 상태
+2, +3, +4, +5 모든 원소의 산화 상태 비교 →
원자가 전자
3 모든 원소의 원자가 전자 비교 →
동소체
["\u03b2 form"]
전자 배치
[Rn] 7s2 5f9

열역학적 특성

승화열
3.938436 eV
원자화열
3.938436 eV
원자화 엔탈피
3.212935 eV

핵 특성

양성자 수
97 모든 원소의 양성자 수 비교 →
중성자 수
150 모든 원소의 중성자 수 비교 →
알려진 동위원소 수
22 모든 원소의 알려진 동위원소 수 비교 →
안정 동위원소 수
0 모든 원소의 안정 동위원소 수 비교 →
질량수(가장 안정한 동위원소)
247
가장 안정한 동위원소
Bk-247
발견 연도
1949

존재비

해당 없음

결정 구조

해당 없음

전자 구조

전자껍질별 전자 수
2, 8, 18, 32, 27, 8, 2 모든 원소의 전자껍질별 전자 수 비교 →

식별자

CAS 등록 번호
7440-40-6 모든 원소의 CAS 등록 번호 비교 →
항 기호
6H°15/2
InChI
InChI=1S/Bk
InChI 키
PWVKJRSRVJTHTR-UHFFFAOYSA-N

전자 배치 측정값

이온 전하
양성자 97
전자 97
전하 중성
배치 Bk: 5f⁹ 7s²
전자 배치
측정값
[Rn] 5f⁹ 7s²
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 5s² 5p⁶ 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² 6p⁶ 5f⁹ 7s²
오비탈 도표
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↑
총 전자 수: 97 홀전자: 5 ?

원자 모형

양성자 97
중성자 152
전자 97
질량수 249
안정성 방사성

동위원소에 따라 중성자 수, 질량, 안정성은 달라지지만, 중성 원자의 전자 배치는 달라지지 않습니다.

개략적인 원자 모형이며 실제 비율과 다릅니다.

원자 지문

방출 / 흡수 스펙트럼

0 / 0 (0 세기 정보가 있는 선 0개)
측정값
방출 가시광선: 380–750 nm

동위원소 분포

안정 동위원소가 없습니다.

질량수원자 질량(u)천연 존재비반감기
249 방사성249.0749877 ± 0.0000027해당 없음327.2 일
239 방사성239.05824 ± 0.00022해당 없음100 초
253 방사성253.08688 ± 0.00039해당 없음60 분
251 방사성251.080762 ± 0.000012해당 없음55.6 분
233 방사성233.056652 ± 0.00025해당 없음40 초
측정값

상 / 상태

1 atm / 101.325 kPa
고체 25 °C (298.15 K)

이유: 승화점(1049.85 °C)보다 1024.8 °C 낮음

승화점 1049.85 °C
0 K 현재 온도: 25 °C 6000 K
상 변화 도표

개략도이며 실제 비율과 다름

고체
기체
승화점
25°C
고체
액체
기체
현재

상전이점

승화점 문헌값
1049.85 °C
현재 상 계산값
고체

전이 에너지

승화열 문헌값
3.938436 eV

승화점에서 1 mol을 승화시키는 데 필요한 에너지

밀도

기준 밀도 문헌값
1.4e+4 kg/m³

표준 조건에서

현재 밀도 계산값
1.4e+4 kg/m³

표준 조건에서

원자 스펙트럼

전체 97개 중 10개를 표시합니다. 이온 전하순으로 정렬되었습니다(오름차순).

보유 스펙트럼선 데이터 ?

이온전하총 스펙트럼선 수전이 확률준위 표기
Bk I 012000
Bk II +14800
NIST 보유 스펙트럼선 데이터 →

보유 에너지 준위 데이터 ?

이온전하준위
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
NIST 보유 에너지 준위 데이터 →
97 Bk 247

Berkelium — 원자 오비탈 시각화 도구

[Rn]7s25f9
에너지 준위 2 8 18 32 27 8 2
산화 상태 +2, +3, +4, +5
HOMO 5f n=5 · l=3 · m=-3
Berkelium — 원자 오비탈 시각화 도구 미리보기
Three.js는 요청할 때만 불러옵니다
97 Bk 247

Berkelium — 결정 구조 시각화 도구

결정 구조 데이터 없음

이온 반지름

전하배위스핀반지름
+36해당 없음96 pm
+39해당 없음113.7 pm
+46해당 없음83 pm
+48해당 없음93 pm

화합물

Bk
247.070 u
Bk
249.075 u
Bk
247.070 u
Bk
250.078 u
Bk
246.069 u
Bk
245.066 u

동위원소 (5)

질량수원자 질량(u)천연 존재비반감기붕괴 방식
249 방사성249.0749877 ± 0.0000027해당 없음327.2 일
β- ≈100%α =0.00145±0.8%SF =47e-9±0.2%
239 방사성239.05824 ± 0.00022해당 없음100 초
β+ ≈100%α<0.01% SF<0.01%
253 방사성253.08688 ± 0.00039해당 없음60 분
β- ?
251 방사성251.080762 ± 0.000012해당 없음55.6 분
β- =100%
233 방사성233.056652 ± 0.00025해당 없음40 초
α ≈82%β+ ?
249 방사성
원자 질량(u) 249.0749877 ± 0.0000027
천연 존재비 해당 없음
반감기 327.2 일
붕괴 방식
β- ≈100%α =0.00145±0.8% +1
239 방사성
원자 질량(u) 239.05824 ± 0.00022
천연 존재비 해당 없음
반감기 100 초
붕괴 방식
β+ ≈100%α<0.01% +1
253 방사성
원자 질량(u) 253.08688 ± 0.00039
천연 존재비 해당 없음
반감기 60 분
붕괴 방식
β- ?
251 방사성
원자 질량(u) 251.080762 ± 0.000012
천연 존재비 해당 없음
반감기 55.6 분
붕괴 방식
β- =100%
233 방사성
원자 질량(u) 233.056652 ± 0.00025
천연 존재비 해당 없음
반감기 40 초
붕괴 방식
α ≈82%β+ ?

확장 특성

공유 결합 반지름(확장)

공유 결합 반지름(Pyykkö)
168 pm
공유 결합 반지름(Pyykkö, 이중 결합)
139 pm

반데르발스 반지름

Alvarez
340 pm
UFF
333.9 pm

번호 척도

Mendeleev
30
Pettifor
40
Glawe
41

전기 음성도 척도

Ghosh
0

분극률 및 분산

쌍극자 분극률
125 a.u.
쌍극자 분극률(불확도)
25 a.u.

상전이 및 동소체

β form
녹는점1259.15 K

산화 상태 분류

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

심화 참고 데이터

결정 반지름 상세 정보 (4)
전하CN스핀rcrystal (pm)기원
3VI110from r^3 vs V plots,
4VI97from r^3 vs V plots,
4VIII107from r^3 vs V plots,
3IX—127.7
동위원소 붕괴 방식 (46)
동위원소모드세기
233A82%
233B+—
234A80%
234B+20%
235B+—
235A—
236B+100%
236A—
236B+SF0%
237B+—

추가 데이터

참고 문헌

(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.

라이선스 안내: 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/

라이선스 안내: 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.

최종 업데이트:

데이터 검증 완료:

최신 과학 데이터를 기준으로 내용을 검토합니다.