← Назад до періодичної таблиці
Bk 97

Berkelium (Bk)

actinide
Період: 7 Блок: f

Solid

Стандартна відносна атомна маса

[247]

Електронна конфігурація

[Rn] 7s2 5f9

Температура плавлення

1049,85 °C

Температура кипіння

Немає даних

Густина

1,4e+4 kg/m³

Ступені окиснення

+2, +3, +4, +5

Електронегативність (за Полінгом)

1,3

Енергія йонізації (1-ша)

6,19785 eV

Рік відкриття

1949

Атомний радіус

Немає даних

Відомості

Походження назви Named after Berkeley, California the city of its discovery.
Країна відкриття United States
Відкривачі 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

Зображення

Властивості

Фізичні

Радіус ван дер Ваальса
244 pm Порівняти Радіус ван дер Ваальса усіх елементів →
Густина
1,4 × 104 kg/m³ Порівняти Густина усіх елементів →
Фаза за стандартних температури й тиску
Твердий стан Порівняти Фаза за стандартних температури й тиску усіх елементів →
Температура плавлення
1049,85 °C Порівняти Температура плавлення усіх елементів →

Хімічні

Електронегативність (за Полінгом)
1,3 Порівняти Електронегативність (за Полінгом) усіх елементів →
Спорідненість до електрона
-0,5 eV (від'ємне значення — приєднання електрона енергетично невигідне)
Енергія йонізації (1-ша)
6,19785 eV Порівняти Енергія йонізації (1-ша) усіх елементів →
Енергія йонізації (2-га)
11,900041 eV Порівняти Енергія йонізації (2-га) усіх елементів →
Енергія йонізації (3-тя)
21,600074 eV Порівняти Енергія йонізації (3-тя) усіх елементів →
Енергія йонізації (4-та)
36,000124 eV Порівняти Енергія йонізації (4-та) усіх елементів →
Енергія йонізації (5-та)
56,000193 eV Порівняти Енергія йонізації (5-та) усіх елементів →
Ступені окиснення
+2, +3, +4, +5 Порівняти Ступені окиснення усіх елементів →
Валентні електрони
3 Порівняти Валентні електрони усіх елементів →
Алотропні модифікації
["\u03b2 form"]
Електронна конфігурація
[Rn] 7s2 5f9

Термодинамічні

Теплота сублімації
3,938436 eV
Теплота атомізації
3,938436 eV
Ентальпія атомізації
3,212935 eV

Ядерні

Протони
97 Порівняти Протони усіх елементів →
Нейтрони
150 Порівняти Нейтрони усіх елементів →
Відомі ізотопи
22 Порівняти Відомі ізотопи усіх елементів →
Стабільні ізотопи
0 Порівняти Стабільні ізотопи усіх елементів →
Масове число (найстабільніший ізотоп)
247
Найстабільніший ізотоп
Bk-247
Рік відкриття
1949

Поширеність

Немає даних

Кристалічна структура

Немає даних

Електронна будова

Електрони за оболонками
2, 8, 18, 32, 27, 8, 2 Порівняти Електрони за оболонками усіх елементів →

Ідентифікатори

Номер CAS
7440-40-6 Порівняти Номер CAS усіх елементів →
Символ терма
6H°15/2
InChI
InChI=1S/Bk
Ключ InChI
PWVKJRSRVJTHTR-UHFFFAOYSA-N

Електронна конфігурація Виміряно

Заряд йона
Протони 97
Електрони 97
Заряд Нейтральний
Конфігурація Bk: 5f⁹ 7s²
Електронна конфігурація
Виміряно
[Rn] 5f⁹ 7s²
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 5s² 5p⁶ 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² 6p⁶ 5f⁹ 7s²
Орбітальна діаграма
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↑
Загальна кількість електронів: 97 Неспарені: 5 ?

Модель атома

Протони 97
Нейтрони 152
Електрони 97
Масове число 249
Стабільність Радіоактивний

Ізотопи відрізняються кількістю нейтронів, масою та стабільністю, але не електронною конфігурацією нейтрального атома.

Схематична модель атома, без дотримання масштабу.

Атомний відбиток

Спектр випромінювання / поглинання

0 / 0 (0 З інтенсивністю: 0)
Виміряно
Випромінювання Видимий: 380–750 нм

Ізотопний розподіл

Стабільних ізотопів немає.

Масове числоАтомна маса (u)Природний вмістПеріод напіврозпаду
249 Радіоактивний249,0749877 ± 0,0000027Немає даних327.2 діб
239 Радіоактивний239,05824 ± 0,00022Немає даних100 секунд
253 Радіоактивний253,08688 ± 0,00039Немає даних60 хвилин
251 Радіоактивний251,080762 ± 0,000012Немає даних55.6 хвилин
233 Радіоактивний233,056652 ± 0,00025Немає даних40 секунд
Виміряно

Фаза / стан

1 атм / 101,325 кПа
Твердий стан 25 °C (298,15 K)

Причина: на 1024,8 °C нижче температури сублімації (1049,85 °C)

Температура сублімації 1049,85 °C
0 K Поточна температура: 25 °C 6000 K
Шкала фазових переходів

Схематично, без дотримання масштабу

Твердий стан
Газ
Сублімація
25°C
Твердий стан
Рідина
Газ
Поточна

Точки фазових переходів

Температура сублімації Літературні дані
1049,85 °C
Поточна фаза Розраховано
Твердий стан

Енергії переходів

Теплота сублімації Літературні дані
3,938436 eV

Енергія, необхідна для сублімації 1 моль за температури сублімації

Густина

Довідкова густина Літературні дані
1,4e+4 kg/m³

За стандартних умов

Поточна густина Розраховано
1,4e+4 kg/m³

За стандартних умов

Атомні спектри

Показано 10 з 97. Відсортовано за зарядом йона (за зростанням).

Наявні дані про лінії ?

ЙонЗарядЗагальна кількість лінійІмовірності переходівПозначення рівнів
Bk I 012000
Bk II +14800
Наявні дані NIST про лінії →

Наявні дані про рівні ?

ЙонЗарядРівні
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
Наявні дані NIST про рівні →
97 Bk 247

Berkelium — Візуалізатор атомних орбіталей

[Rn]7s25f9
Енергетичні рівні 2 8 18 32 27 8 2
Ступені окиснення +2, +3, +4, +5
HOMO 5f n=5 · l=3 · m=-3
Berkelium — Попередній перегляд візуалізатора атомних орбіталей
Three.js завантажується лише за запитом
97 Bk 247

Berkelium — Візуалізатор кристалічної структури

Дані про кристалічну структуру недоступні

Йонні радіуси

ЗарядКоординаціяСпінРадіус
+36Немає даних96 пм
+39Немає даних113.7 пм
+46Немає даних83 пм
+48Немає даних93 пм

Сполуки

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

Ізотопи (5)

Масове числоАтомна маса (u)Природний вмістПеріод напіврозпадуТип розпаду
249 Радіоактивний249,0749877 ± 0,0000027Немає даних327.2 діб
β- ≈100%α =0.00145±0.8%SF =47e-9±0.2%
239 Радіоактивний239,05824 ± 0,00022Немає даних100 секунд
β+ ≈100%α<0.01% SF<0.01%
253 Радіоактивний253,08688 ± 0,00039Немає даних60 хвилин
β- ?
251 Радіоактивний251,080762 ± 0,000012Немає даних55.6 хвилин
β- =100%
233 Радіоактивний233,056652 ± 0,00025Немає даних40 секунд
α ≈82%β+ ?
249 Радіоактивний
Атомна маса (u) 249,0749877 ± 0,0000027
Природний вміст Немає даних
Період напіврозпаду 327.2 діб
Тип розпаду
β- ≈100%α =0.00145±0.8% +1
239 Радіоактивний
Атомна маса (u) 239,05824 ± 0,00022
Природний вміст Немає даних
Період напіврозпаду 100 секунд
Тип розпаду
β+ ≈100%α<0.01% +1
253 Радіоактивний
Атомна маса (u) 253,08688 ± 0,00039
Природний вміст Немає даних
Період напіврозпаду 60 хвилин
Тип розпаду
β- ?
251 Радіоактивний
Атомна маса (u) 251,080762 ± 0,000012
Природний вміст Немає даних
Період напіврозпаду 55.6 хвилин
Тип розпаду
β- =100%
233 Радіоактивний
Атомна маса (u) 233,056652 ± 0,00025
Природний вміст Немає даних
Період напіврозпаду 40 секунд
Тип розпаду
α ≈82%β+ ?

Розширені дані про властивості

Ковалентні радіуси (розширені дані)

Ковалентний радіус (за Пююккьо)
168 pm
Ковалентний радіус (за Пююккьо, подвійний зв’язок)
139 pm

Радіуси ван дер Ваальса

Alvarez
340 pm
UFF
333,9 pm

Шкали нумерації

Mendeleev
30
Pettifor
40
Glawe
41

Шкали електронегативності

Ghosh
0

Поляризовність і дисперсія

Дипольна поляризовність
125 a.u.
Дипольна поляризовність (невизначеність)
25 a.u.

Фазові переходи та алотропні модифікації

β form
Температура плавлення1259,15 K

Категорії ступенів окиснення

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

Розширені довідкові дані

Докладні дані про кристалічні радіуси (4)
ЗарядCNСпінrcrystal (pm)Походження
3VI110from r^3 vs V plots,
4VI97from r^3 vs V plots,
4VIII107from r^3 vs V plots,
3IX—127,7
Типи розпаду ізотопів (46)
ІзотопРежимІнтенсивність
233A82%
233B+—
234A80%
234B+20%
235B+—
235A—
236B+100%
236A—
236B+SF0%
237B+—

Додаткові дані

Джерела

(9)
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.

Примітка щодо ліцензії: 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/

Примітка щодо ліцензії: 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.

Останнє оновлення:

Дані перевірено:

Вміст перевірено на відповідність найновішим науковим даним.