Bk 97

Berkelium (Bk)

actinide
Chu kỳ: 7 Khối: f

Solid

Nguyên tử khối chuẩn

[247]

Cấu hình electron

[Rn] 7s2 5f9

Nhiệt độ nóng chảy

1049,85 °C

Nhiệt độ sôi

Không có

Khối lượng riêng

1,4e+4 kg/m³

Trạng thái oxi hóa

+2, +3, +4, +5

Độ âm điện (Pauling)

1,3

Năng lượng ion hóa (lần 1)

6,19785 eV

Năm phát hiện

1949

Bán kính nguyên tử

Không có

Chi tiết

Nguồn gốc tên gọi Named after Berkeley, California the city of its discovery.
Quốc gia phát hiện United States
Người phát hiện 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

Hình ảnh

Tính chất

Hóa học

Độ âm điện (Pauling)
1,3 So sánh Độ âm điện (Pauling) của tất cả nguyên tố →
Ái lực electron
-0,5 eV (giá trị âm — nguyên tử không được dự đoán liên kết thêm electron)
Năng lượng ion hóa (lần 1)
6,19785 eV So sánh Năng lượng ion hóa (lần 1) của tất cả nguyên tố →
Năng lượng ion hóa (lần 2)
11,900041 eV So sánh Năng lượng ion hóa (lần 2) của tất cả nguyên tố →
Năng lượng ion hóa (lần 3)
21,600074 eV So sánh Năng lượng ion hóa (lần 3) của tất cả nguyên tố →
Năng lượng ion hóa (lần 4)
36,000124 eV So sánh Năng lượng ion hóa (lần 4) của tất cả nguyên tố →
Năng lượng ion hóa (lần 5)
56,000193 eV So sánh Năng lượng ion hóa (lần 5) của tất cả nguyên tố →
Trạng thái oxi hóa
+2, +3, +4, +5 So sánh Trạng thái oxi hóa của tất cả nguyên tố →
Electron hóa trị
3 So sánh Electron hóa trị của tất cả nguyên tố →
Các dạng thù hình
["\u03b2 form"]
Cấu hình electron
[Rn] 7s2 5f9

Nhiệt động lực học

Nhiệt thăng hoa
3,938436 eV
Nhiệt nguyên tử hóa
3,938436 eV
Enthalpy nguyên tử hóa
3,212935 eV

Hạt nhân

Proton
97 So sánh Proton của tất cả nguyên tố →
Neutron
150 So sánh Neutron của tất cả nguyên tố →
Các đồng vị đã biết
22 So sánh Các đồng vị đã biết của tất cả nguyên tố →
Đồng vị bền
0 So sánh Đồng vị bền của tất cả nguyên tố →
Số khối (đồng vị bền nhất)
247
Đồng vị bền nhất
Bk-247
Năm phát hiện
1949

Độ phổ biến

Không có

Cấu trúc tinh thể

Không có

Cấu trúc electron

Số electron trong mỗi lớp
2, 8, 18, 32, 27, 8, 2 So sánh Số electron trong mỗi lớp của tất cả nguyên tố →

Mã định danh

Số CAS
7440-40-6 So sánh Số CAS của tất cả nguyên tố →
Ký hiệu số hạng
6H°15/2
InChI
InChI=1S/Bk
Khóa InChI
PWVKJRSRVJTHTR-UHFFFAOYSA-N

Cấu hình electron Đo đạc

Điện tích ion
Proton 97
Electron 97
Điện tích Trung hòa
Cấu hình Bk: 5f⁹ 7s²
Cấu hình electron
Đo đạc
[Rn] 5f⁹ 7s²
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 5s² 5p⁶ 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² 6p⁶ 5f⁹ 7s²
Sơ đồ orbital
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↑
Tổng số electron: 97 Độc thân: 5 ?

Mô hình nguyên tử

Proton 97
Neutron 152
Electron 97
Số khối 249
Độ bền Phóng xạ

Các đồng vị khác nhau về số neutron, khối lượng và độ bền — không khác nhau về cấu hình electron của nguyên tử trung hòa.

Mô hình nguyên tử minh họa, không theo tỷ lệ.

Dấu vân tay nguyên tử

Phổ phát xạ / hấp thụ

0 / 0 (0 0 vạch có cường độ)
Đo đạc
Phát xạ Khả kiến: 380–750 nm

Phân bố đồng vị

Không có đồng vị bền.

Số khốiKhối lượng nguyên tử (u)Độ phổ biến tự nhiênChu kỳ bán rã
249 Phóng xạ249,0749877 ± 0,0000027Không có327.2 ngày
239 Phóng xạ239,05824 ± 0,00022Không có100 giây
253 Phóng xạ253,08688 ± 0,00039Không có60 phút
251 Phóng xạ251,080762 ± 0,000012Không có55.6 phút
233 Phóng xạ233,056652 ± 0,00025Không có40 giây
Đo đạc

Pha / Trạng thái

1 atm / 101.325 kPa
Rắn 25 °C (298,15 K)

Lý do: thấp hơn nhiệt độ thăng hoa (1049,85 °C) một lượng 1024,8 °C

Nhiệt độ thăng hoa 1049,85 °C
0 K Nhiệt độ hiện tại: 25 °C 6000 K
Biểu đồ chuyển pha

Sơ đồ minh họa, không theo tỷ lệ

Rắn
Khí
Thăng hoa
25°C
Rắn
Lỏng
Khí
Hiện tại

Điểm chuyển pha

Nhiệt độ thăng hoa Tài liệu
1049,85 °C
Pha hiện tại Tính toán
Rắn

Năng lượng chuyển pha

Nhiệt thăng hoa Tài liệu
3,938436 eV

Năng lượng cần để làm thăng hoa 1 mol tại nhiệt độ thăng hoa

Khối lượng riêng

Khối lượng riêng tham chiếu Tài liệu
1,4e+4 kg/m³

Ở điều kiện chuẩn

Khối lượng riêng hiện tại Tính toán
1,4e+4 kg/m³

Ở điều kiện chuẩn

Phổ nguyên tử

Đang hiển thị 10 trên 97. Sắp xếp theo điện tích ion (tăng dần).

Dữ liệu vạch phổ ?

IonĐiện tíchTổng số vạchXác suất chuyển mứcKý hiệu mức năng lượng
Bk I 012000
Bk II +14800
Dữ liệu vạch phổ NIST →

Dữ liệu mức năng lượng ?

IonĐiện tíchMức năng lượng
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
Dữ liệu mức năng lượng NIST →
97 Bk 247

Berkelium — Trình trực quan hóa orbital nguyên tử

[Rn]7s25f9
Mức năng lượng 2 8 18 32 27 8 2
Trạng thái oxi hóa +2, +3, +4, +5
HOMO 5f n=5 · l=3 · m=-3
Berkelium — Bản xem trước trình trực quan hóa orbital nguyên tử
Three.js chỉ được tải khi có yêu cầu
97 Bk 247

Berkelium — Trình trực quan hóa cấu trúc tinh thể

Không có dữ liệu cấu trúc tinh thể

Bán kính ion

Điện tíchPhối tríSpinBán kính
+36Không có96 pm
+39Không có113.7 pm
+46Không có83 pm
+48Không có93 pm

Hợp chất

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

Đồng vị (5)

Số khốiKhối lượng nguyên tử (u)Độ phổ biến tự nhiênChu kỳ bán rãKiểu phân rã
249 Phóng xạ249,0749877 ± 0,0000027Không có327.2 ngày
β- ≈100%α =0.00145±0.8%SF =47e-9±0.2%
239 Phóng xạ239,05824 ± 0,00022Không có100 giây
β+ ≈100%α<0.01% SF<0.01%
253 Phóng xạ253,08688 ± 0,00039Không có60 phút
β- ?
251 Phóng xạ251,080762 ± 0,000012Không có55.6 phút
β- =100%
233 Phóng xạ233,056652 ± 0,00025Không có40 giây
α ≈82%β+ ?
249 Phóng xạ
Khối lượng nguyên tử (u) 249,0749877 ± 0,0000027
Độ phổ biến tự nhiên Không có
Chu kỳ bán rã 327.2 ngày
Kiểu phân rã
β- ≈100%α =0.00145±0.8% +1
239 Phóng xạ
Khối lượng nguyên tử (u) 239,05824 ± 0,00022
Độ phổ biến tự nhiên Không có
Chu kỳ bán rã 100 giây
Kiểu phân rã
β+ ≈100%α<0.01% +1
253 Phóng xạ
Khối lượng nguyên tử (u) 253,08688 ± 0,00039
Độ phổ biến tự nhiên Không có
Chu kỳ bán rã 60 phút
Kiểu phân rã
β- ?
251 Phóng xạ
Khối lượng nguyên tử (u) 251,080762 ± 0,000012
Độ phổ biến tự nhiên Không có
Chu kỳ bán rã 55.6 phút
Kiểu phân rã
β- =100%
233 Phóng xạ
Khối lượng nguyên tử (u) 233,056652 ± 0,00025
Độ phổ biến tự nhiên Không có
Chu kỳ bán rã 40 giây
Kiểu phân rã
α ≈82%β+ ?

Tính chất mở rộng

Bán kính cộng hóa trị (mở rộng)

Bán kính cộng hóa trị (Pyykkö)
168 pm
Bán kính cộng hóa trị (Pyykkö, liên kết đôi)
139 pm

Bán kính van der Waals

Alvarez
340 pm
UFF
333,9 pm

Các thang đánh số

Mendeleev
30
Pettifor
40
Glawe
41

Các thang độ âm điện

Ghosh
0

Độ phân cực hóa và tán sắc

Độ phân cực hóa lưỡng cực
125 a.u.
Độ phân cực hóa lưỡng cực (độ không đảm bảo)
25 a.u.

Chuyển pha và các dạng thù hình

β form
Nhiệt độ nóng chảy1259,15 K

Phân loại trạng thái oxi hóa

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

Dữ liệu tham khảo chuyên sâu

Chi tiết bán kính tinh thể (4)
Điện tíchCNSpinrcrystal (pm)Nguồn gốc
3VI110from r^3 vs V plots,
4VI97from r^3 vs V plots,
4VIII107from r^3 vs V plots,
3IX—127,7
Các kiểu phân rã đồng vị (46)
Đồng vịChế độCường độ
233A82%
233B+—
234A80%
234B+20%
235B+—
235A—
236B+100%
236A—
236B+SF0%
237B+—

Dữ liệu bổ sung

Tài liệu tham khảo

(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.

Ghi chú về giấy phép: 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/

Ghi chú về giấy phép: 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.

Cập nhật lần cuối:

Dữ liệu đã được xác minh:

Nội dung được rà soát đối chiếu với dữ liệu khoa học mới nhất.