Новости Нефтегазовая пром.
Выставки Наука и технология


Берклий

Берклий


Берклий

Берклий
Радиоактивный металл серебристо-белого цвета
Берклий
Название, символ, номерБерклий / Berkelium (Bk), 97
Атомная масса
(молярная масса)
247,0703 а. е. м. (г/моль)
Электронная конфигурация[Rn] 5f9 7s2
Радиус атома297 пм
Электроотрицательность1,3 (шкала Полинга)
Электродный потенциалBk←Bk4+ -1,05 В
Bk←Bk3+ -2,01 В
Bk←Bk2+ -1,6 В
Степени окисления4, 3
Энергия ионизации
(первый электрон)
 0,0 (0,00) кДж/моль (эВ)
Плотность (при н. у.)13,25 г/см³
Температура плавления1259 K
Температура кипения2900 K
Структура решёткигексагональная
Параметры решёткиa=3,416 c=11,07
Отношение c/a3,24
Номер CAS7440-40-6

97
Берклий
Bk
(247)
5f97s2

Берклий (Bk, лат. Berkelium) — искусственно полученный радиоактивный трансурановый химический элемент группы актиноидов с атомным номером 97. Берклий не имеет стабильных изотопов, наиболее долгоживущий нуклид 247Bk имеет период полураспада 1380 лет.


История

Берклий

Получен в 1949 г. учеными Национальной лаборатории им. Лоуренса в г. Беркли (Калифорния, США; прежнее название — Радиационная лаборатория) С. Томпсоном, Г. Сиборгом, А. Гиорсо при бомбардировке мишени из америция-241 ускоренными на 60-дюймовом циклотроне α-частицами:

 95241Am + 24He → 97243Bk + 201n

97-й элемент был получен группой Сиборга вслед за элементами с номерами 94 (плутонием), 95 (америцием) и 96 (кюрием). Пятилетняя задержка после синтеза 96 элемента была связана с отсутствием материала для исходной мишени — изотопа америция 241Am. Для химической идентификации нового элемента использовали хорошо отработанный к тому времени метод ионообменной хроматографии.

Происхождение названия

Берклий является химическим аналогом тербия, получившего название от небольшого селения Иттербю в Швеции, рядом с которым был обнаружен минерал, содержащий среди прочих редкоземельных металлов и тербий. Поэтому было решено назвать 97-й элемент по названию города Беркли, в котором он был впервые получен.

Изотопы

Основная статья: Изотопы берклия

Всего известно девять изотопов берклия, с массами от 243 до 251.

Среди них есть и сравнительно долгоживущие, например, 247Bk (Т1/2 = 1380 лет) и 249Bk (β-излучатель с периодом полураспада Т1/2 = 314 дней); прочие же «живут» лишь часы. Все они образуются в ядерных реакциях в совершенно ничтожных количествах. Лишь 249Bk удается получить в заметных количествах при облучении в реакторах урана, плутония, америция, кюрия. Способность его ядер к делению на тепловых нейтронах в несколько раз выше, чем у ядер 235U и 239Pu, обычно используемых в качестве делящихся материалов.

Средняя энергия α-излучения 245Bk, 247Bk, 249Bk равна соответственно 7,45⋅10−3; 5,70; 7,94⋅10−5 МэВ/(Бк·с).

Физические свойства

Простое вещество берклий — радиоактивный металл серебристо-белого цвета.

Химические свойства

Установлено, что берклий очень реакционноспособен. В своих многочисленных соединениях он имеет степени окисления + 3 (преимущественно) и + 4. Существование четырехвалентного берклия позволяет отделять этот элемент от других актиноидов и лантаноидов (продуктов деления), которые либо не имеют такой валентной формы, либо труднее в неё переводятся.

Взаимодействует с кислородом (оксид и диоксид), галогенами и серой. Известны двойные соли и металлоорганические соединения берклия. Образует комплексные соединения с минеральными и органическими кислотами. Наиболее устойчивы соединения берклия в растворе при степени окисления +3. При рН, близких к щелочной среде, Bk3+ образует нерастворимый основной гидроксид. Оксиды, фториды, фосфаты и карбонаты берклия нерастворимы в воде. В четырехвалентном состоянии берклий является сильным окислителем.

Получение

Изотопы берклия с массовыми числами до 248 получают из соответствующих изотопов америция или кюрия по реакции (α, n) или (α, p, n). 249Bk образуется в ядерном реакторе при облучении нейтронами 238U или 239Pu. 250Bk получают облучением 249Bk по реакции (γ, n).

Применение

Нуклид 249Bk используется для получения изотопов калифорния. Использовался для получения 117 элемента.

Биологическая роль

При введении крысам нитрата 249Bk радионуклид распределяется между скелетом (40 %) и печенью (18 %). Небольшие количества 249Bk определяются в мышцах (9 %), надпочечниках (7,3 %), коже (4,5 %), селезёнке (1,3 %) и почках (1,1 %). Тб из костной ткани составляет 500—600 сут.

Выведение из организма крыс происходит в основном с мочой 18,2 % и калом 10 %. Максимальные дозы в костной ткани, не влияющие на сокращение продолжительности жизни крыс, составляют 6,3 Гр (β-излучение) при введении 37-108 кБк/кр массы тела крыс. В отдаленные сроки у крыс развиваются остеосаркомы.