Berkelio

De Wikipedia, la enciclopedia libre
Ir a la navegación Ir a la búsqueda
Curio ← BerkelioCalifornio
  Hexagonal close packed.png Capa electrónica 097 Berkelio.svg
 
97
Bk
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
Tabla completaTabla ampliada
Berkelium metal.jpg
Una micrografía de la primera muestra aislada (1.7 µg) de Berkelio.
Información general
Nombre, símbolo, número Berkelio, Bk, 97
Serie química Actínidos
Grupo, período, bloque -, 7, f
Masa atómica 247 u
Configuración electrónica [Rn] 5f9 7s2
Electrones por nivel 2, 8, 18, 32, 27, 8, 2 (imagen)
Apariencia Blanco frágil
Líneas espectrales
Berkelium spectrum visible.png
Propiedades físicas
Estado ordinario Sólido
Varios
Estructura cristalina Hexagonal compacta
Isótopos más estables
Artículo principal: Isótopos del berkelio
iso AN Periodo MD Ed PD
MeV
245BkSintético4,94 d0,810
6,455
0,810
6,455
245Cm
241Am
Valores en el SI y condiciones normales de presión y temperatura, salvo que se indique lo contrario.

El berkelio es un elemento sintético de la tabla periódica cuyo símbolo es el Bk y su número atómico es 97. Pertenece a la serie de los actínidos y elementos transuránicos.[1]​ Su nombre es un homenaje a la ciudad de Berkeley, California,[2]​ donde se encuentra el Laboratorio de Radiación de la Universidad de California, Lo descubrieron en 1949 S. G. Thompson, A. Ghiorso y G. T. Seaborg en la Universidad de California en Berkeley.[3]​ El berkelio fue el quinto elemento transuránido sintético descubierto luego del neptunio, plutonio, curio y americio.

Una pequeña muestra de un líquido azul en una pipeta de plástico, sostenida por una mano protegida por un guante grueso.
Berkelio en solución

El isótopo principal del berkelio es el berkelio-249,[4]​ el cual se sintetiza en cantidades ínfimas en un reactor nuclear de alto flujo, especialmente en el Oak Ridge National Laboratory de Tennessee, Estados Unidos, y en el Research Institute of Atomic Reactors de Dimitrovgrad, Rusia. Para producir el isótopo berkelio-247, se irradia el isótopo sintético curio-244, que es muy escaso, con partículas alfa de alta energía.

Desde 1967, la producción total de berkelio en los Estados Unidos apenas supera la cantidad de un gramo. No existe, pues, una aplicación práctica del berkelio, aparte de la investigación científica, que se centra principalmente en la síntesis de elementos transuránicos más pesados y transactínidos. En el año 2009, en Oak Ridge, se preparó una cantidad de 22 miligramos de berkelio-249 mediante la irrradiación durante 250 días, seguida de un proceso de purificación de 90 días. Esta muestra fue utilizada para sintetizar, en 2009 y por primera vez, el elemento ununseptio en el Joint Institute for Nuclear Research, Rusia, tras ser bombardeado con iones de calcio-48 durante 150 días. Este experimento fue la culminación de la colaboración entre Rusia y los Estados Unidos para la síntesis de los elementos 113 al 118.

El berkelio es un metal radiactivo, blando y de color plateado blanquecino. El isótopo berkelio-249 emite electrones de baja energía y por lo tanto es relativamente segura su manipulación. Sin embargo, su vida media es de 330 días y, al desintegrarse, da como resultado californio-249, un emisor de partículas alfa muy potente y peligroso. Esta transformación gradual resulta especialmente problemática cuando se estudian las propiedades del berkelio elemental y sus compuestos químicos, dado que la formación del californio no solo produce contaminación química, sino también daño por radiación autoinfligido, además de ser termógeno debido a las partículas alfa que emite.

Características[editar]

Físicas[editar]

Capas secuenciales de esferas dispuestas de arriba a abajo: GRGBGRGB (G=verde, R=rojo, B=azul)
Empaquetamiento compacto doble-hexagonal con la secuencia de capas ABAC en la estructura cristalina de α-berkelio (A: verde, B: azul, C: rojo)

El berkelio es un actínido metal blando, de color blanco plateado y radiactivo. En la tabla periódica, se encuentra a la derecha del actínido curio, a la izquierda del actínido californio y debajo del lantánido terbio con el que comparte muchas similitudes en propiedades físicas y químicas. Su densidad de 14,78 g/cm3 se sitúa entre la del curio (13,52 g/cm3) y la del californio (15,1 g/cm 3), al igual que su punto de fusión de 986 °C, inferior al del curio (1340 °C) pero superior al del californio (900 °C).[5]​ El berkelio es relativamente suave y tiene uno de los módulos de compresibilidad más bajos entre los actínidos, aproximadamente 20 GPa (2×1010 Pa).[6]

Los iones de berkelio(III) presentan dos picos agudos de fluorescencia a 652 nanómetros (luz roja) y 742 nanómetros (rojo profundo – infrarrojo cercano) debido a transiciones en la capa f-electrones. La intensidad relativa de estos picos depende de la potencia de excitación y la temperatura de la muestra. Esta emisión se puede observar, por ejemplo, después de dispersar iones de berkelio en un vidrio de silicato, fundiendo el vidrio en presencia de óxido o haluro de berkelio.[7][8]

Entre 70 K y la temperatura ambiente, el berkelio se comporta como un material paramagnético Curie-Weiss con un momento magnético efectivo de 9,69 magnetones de BohrB) y una temperatura de Curie de 101 K. Este momento magnético es casi igual al valor teórico de 9,72 µB calculado dentro del modelo de acoplamiento L-S atómico simple. Al enfriarse a aproximadamente 34 K, el berkelio experimenta una transición a un estado antiferromagnético.[9]​ La entalpía de disolución en ácido clorhídrico en condiciones estándar es −600 kJ/mol, de donde la entalpía estándar de formaciónfH°) de Bk3+ iones se obtiene como −601 kJ/mol. El potencial de electrodo estándar Bk3+/Bk es −2,01 V.[10]​ El potencial de ionización de un átomo de berkelio neutro es 6.23 eV.[11]

Referencias[editar]

  1. Fundamentos de radioquímica. UAEM. ISBN 9789688355664. Consultado el 31 de enero de 2018. 
  2. Fochi, Gianni (2001). El secreto de la química. Ediciones Robinbook. ISBN 9788495601278. Consultado el 31 de enero de 2018. 
  3. Bravo, Luis Alberto (1978). Tabla periódica en espiral y propiedades zonales. Reverte. ISBN 9788429170610. Consultado el 31 de enero de 2018. 
  4. Diccionario de química. Editorial Complutense. 2003. ISBN 9788489784727. Consultado el 31 de enero de 2018. 
  5. Error en la cita: Etiqueta <ref> no válida; no se ha definido el contenido de las referencias llamadas CRC
  6. Error en la cita: Etiqueta <ref> no válida; no se ha definido el contenido de las referencias llamadas pressure
  7. Assefa, Z.; Haire, R. G.; Stump, N. A. (1998). «Emission profile of Bk(III) in a silicate matrix: anomalous dependence on excitation power». Journal of Alloys and Compounds. 271-273: 854-858. doi:10.1016/S0925-8388(98)00233-3. 
  8. Rita Cornelis, Joe Caruso, Helen Crews, Klaus Heumann Handbook of elemental speciation II: species in the environment, food, medicine & occupational health. Volume 2 of Handbook of Elemental Speciation, John Wiley and Sons, 2005, ISBN 0-470-85598-3 p. 553
  9. Peterson y Hobart, 1984, p. 45.
  10. Fuger, J.; Haire, R. G.; Peterson, J. R. (1981). «A new determination of the enthalpy of solution of berkelium metal and the standard enthalpy of formation of Bk3+ (aq)». Journal of Inorganic and Nuclear Chemistry 43 (12): 3209. doi:10.1016/0022-1902(81)80090-5. 
  11. Peterson y Hobart, 1984, p. 34.

Enlaces externos[editar]