Berkelio

Berkelio
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Elemento97.gif
Información general
Nombre,símbolo,número:Berkelio, Bk, 97
Serie química:Actínidos
Grupo,período,bloque:3, 7 , f
Densidad:14790 kg/m3, (20 ºC)
Apariencia:Plateado.
Propiedades atómicas
Radio atómico(calc):1,7 Å
Configuración electrónica:[Rn] 5f86d1 7s2
Electrones por nivel de energía:2, 8, 18, 32, 26, 9, 2
Estructura cristalina:Hexagonal
Propiedades físicas
Estado ordinario:Sólido
Punto de fusión:1050 °C:
Entalpía de vaporización:310 kJ/mol

Berkelio. Elemento químico número atómico 97, símbolo Bk, el decimoctavo miembro de la serie de los actínidos. En esta serie de llena la capa electrónica 5f al mismo tiempo que en los lantánidos (Tierras raras) se va ocupando la 4f. Estas dos series de elementos son muy semejantes en propiedades químicas, y el berkelio, salvo pequeñas diferencias en el radio iónico, se parece mucho a su homólogo, el Terbio.

Descubrimiento

Se descubrió en diciembre de 1949 por los químicos estadounidenses Glenn Theodore Seaborg, Stanley G. Thompson, y Albert Ghiorso en los laboratorios de la Universidad de California en Berkeley, de donde procede su nombre.

El berkelio fue el quinto elemento transuránido sintetizado y se consiguió bombardeando cantidades del orden del miligramo de 241Am con partículas alfa aceleradas en el ciclotrón.

El primer isótopo producido tenía una masa de 243 y una vida media de unas 4,5 horas. Actualmente se conocen diez isótopos.

Propiedades

El berkelio forma parte del grupo de los Actínidos. Los actínidos que tienen un mayor número atómico, no se pueden encontrar en la naturaleza y su tiempo de vida es menor. Todos los isótopos del grupo de los actínidos, entre los que se encuentra el berkelio, son radiactivos.

El estado del berkelio en su forma natural es sólido. El berkelio es un elmento químico de aspecto blanco frágil y pertenece al grupo de los actínidos. El número atómico del berkelio es 97. El símbolo químico del berkelio es Bk.

El berkelio es un metal radioactivo, blando y de color plateado blancuzco. El isótopo berkelio-249 emite electrones de baja energía y por lo tanto es relativamente segura su manipulación. Sin embargo, decae con una vida media de 330 días a californio-249, el cual es un potente y peligroso emisor de partículas alfa.

Esta transformación gradual es un tema especialmente importante a tener en cuenta al estudiar 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 auto infligido, y auto calentamiento producto de las partículas alfa que emite.

El berkelio metálico es químicamente reactivo, existe en dos formas cristalinas y se funde a 986ºC (1806ºF). Lo descubrieron en 1949 S. G. Thompson, A. Ghiorso y G. T. Seaborg en la Universidad de California en Berkeley y fue nombrado así en honor de aquella ciudad. Se conocen nueve isótopos, cuya masa fluctúa entre 243 y 251 y cuya vida media oscila entre 1 hora y 1380 años.

El Isótopo de berkelio más fácil de producir es el 249Bk, el cual sufre decaimiento beta con vida media de 314 días, y es una fuente valiosa en la preparación de 249Cf. El isótopo de mayor vida media es el 247Bk (1380 años), pero es difícil de obtener en cantidad suficiente para aplicarse al estudio de su química.

La existencia de 249Bk con una vida media de 314 días, hace posible aislar el elemento en cantidades apreciables para poder estudiar sus propiedades.

El berkelio no se ha obtenido aún en su forma elemental, pero probablemente es de esperar que tenga el aspecto de un metal plateado, fácilmente soluble en ácidos minerales diluidos y fácilmente oxidable por el aire o el oxígeno a temperaturas elevadas para formar el óxido.

En 1962 se produjo una cantidad apreciable (1 billonésima de gramo) de un compuesto puro de berkelio, cloruro berkelio. Para identificar diversos compuestos del elemento se han usado métodos de difracción de rayos X.

Como otros elementos actínidos, el berkelio tiende a acumularse en el sistema óseo.

El isótopo más estable, 247Bk, es el más estable y tiene una vida media de unos 1.400 años. Debido a su rareza no tiene actualmente aplicaciones comerciales o técnicas.

Valores de las Propiedades

  • Masa Atómica: 247 uma
  • Punto de Fusión:1219 K
  • Potencial Normal de Reducción: - 2,01 V Bk3+
  • Primera Energía de Ionización: 601 kJ/mol
  • Radio Atómico: 1,7 Å
  • Radio Iónico: Bk+3 = 0,97 Å
  • Volumen Atómico: 16,7 cm³/mol
  • Polarizabilidad: 22,7 ų
  • Electronegatividad (Pauling): 1,3
  • Número de protones/electrones: 97
  • Número de neutrones (Isótopo 247-Bk): 150
  • Números de oxidación: +2, +3, +4
  • Electronegatividad: 1,3
  • Energía de ionización (kJ.mol-1): 601
  • Entalpía de vaporización (kJ.mol-1): 310
  • Primer Potencial de Ionización (eV): 6.23
  • Configuración Electrónica: 1s22s2p63s2p6d104s2p6d10f145s2p6d10f86s2p6d17s2

Abundancia y estado natural

Berkelio.jpg

El berkelio no se encuentra en la Corteza terrestre por no tener isótopos estables. Debe prepararse por reacciones nucleares usando elementos blancos más abundantes. Estas reacciones incluyen bombardeo con partículas cargadas, irradiación con neutrones de reactores de alto flujo o producción en un dispositivo termonuclear.

Es un elemento metálico radioactivo creado artificialmente.

El Isótopo pincipal del berkelio es el berkelio-249, el cual es sintetizado en cantidades ínfimas en un reactor nuclear de alto flujo, especialmente en el Oak Ridge National Laboratory en Tennessee, Estados Unidos, y en el Research Institute of Atomic Reactors en Dimitrovgrad, Rusia. La producción del isótopo berkelio-247 requiere de la irradiación de escaso isótopo sintético curio-244 con partículas alfa de alta energía.

A partir de 1967 la producción total de berkelio en Estados Unidos ha sido apenas un poco más de un gramo. No existe una aplicación práctica del berkelio fuera de la investigación científica que está principalmente enfocada a 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 por primera vez el elemento ununseptio en el 2009 en el Joint Institute for Nuclear Research, Rusia, luego que fuera bombardeado con iones de calcio-48 iones durante 150 días. Ello fue la culminación de la colaboración entre Rusia y Estados Unidos parta la síntesis de los elementos 113 al 118.

Efectos sobre la salud

El berkelio no se da en la Naturaleza, y no ha sido encontrado en la corteza terrestre, por lo que no hay motivo para considerar su peligro para la salud. Sin embargo, todos sus isótopos conocidos son radioactivos, y aunque solo se producen artificialmente en laboratorios y son manejados por expertos, a continuación mostramos algunos peligros para la salud de la radioactividad que deben tenerse en cuenta:

El desarrollo de la tecnología nuclear ha estado acompañado por escapes tanto grandes como pequeños de radioactividad a la atmósfera, el suelo, los océanos, los mares y las aguas subterráneas, mostrándose por todo el mundo en la materia vegetal, animal e inerte. La radiación pasa de una especie a otra y se concentra a través de la cadena alimenticia, sometiendo a otros animales y a los humanos a sus efectos dañinos.

La mayor amenaza de la radiactividad para la vida tal y como la conocemos es los daños que produce en el material genético, la configuración genética de todas las especies vivas. El daño genético producido por la exposición a la radiación se acumula durante vidas y generaciones.

Incluso exposiciones de baja dosis son carcinógenas después de una exposición prolongada. La generación actual, la que ahora se encuentra en el útero, y todas las que le sigan pueden padecer de cánceres, daños en el sistema inmunitario, leucemias, abortos espontáneos, nacidos muertos, deformidades y problemas de fertilidad. Mientras que muchos de estos problemas para la salud van en aumento, los individuos no pueden probar que la causa ha sido ni el incremento de la radiación de fondo ni la exposición específica. Solamente la evidencia epidemiológica es científicamente aceptable para imputar la causa. Quizás la más extrema consecuencia con el tiempo será simplemente el cese total de la capacidad reproductora. La radiación es una causa conocida de esterilidad.

Efectos ambientales

El berkelio no se da en la naturaleza, y no ha sido encontrado en la corteza terrestre, por lo que no existe razón para considerar sus efectos en el medio ambiente. Sin embargo, todos sus isótopos conocidos son radioactivos, y aunque solo se producen artificialmente en laboratorios y son manejados por expertos, en el caso de que llegaran a afectar al medio ambiente producirían cánceres, daños en el sistema inmunitario, leucemias, abortos espontáneos, nacidos muertos, deformidades y problemas de fertilidad en todos los seres vivos afectados.

Véase también

Enlaces externos


Fuentes