Bk

2024/06/3076 浏览综合
锫(Berkelium)是一种人工合成的放射性化学元素,符号为 Bk,原子序数为 97,原子量为 247,位于元素周期表第七周期,属于锕系元素和超铀元素。
1949 年 12 月,汤普森(Thompson)、西博格(Seaborg)、吉奥索(Ghiorso)用 35MeV 能量的α粒子轰击 241Am,首先制得了锫的第一个同位素 243Bk。它以劳伦斯辐射实验室所在地加利福尼亚州的伯克利城命名。1958 年,坎安宁(Cunningham)和汤普森首次提取出可称量的锫(249Bk)。
锫是一种柔软的银白色金属。其有双六方最密堆积和面心立方堆积两种稳定的晶体结构,α-Bk 为六方晶系,简单六方点阵,在 1250K 以上会转变为面心立方堆积结构的β-Bk。α-Bk 的密度为 14.78g/cm³,金属半径为 1.76 埃;β-Bk 的密度为 13.25g/cm³,金属半径为 1.70 埃,熔点为 986℃,沸点估计在 2900±50K。在 22GPa 的压力下,锫的体积模量预测值为 30±10GPa。
锫的核外电子排布为(Rn)5f97s2,质子数为 97,最常见同位素 247Bk 的中子数为 150。至 2016 年,已知锫共有 22 种同位素和 15 种核异构体,质量数在 233-254 之间,它们主要通过α粒子或氘轰击镅或锔制得。其中寿命最长的是 247Bk,半衰期约为 1400 年。常见同位素 249Bk 主要发生β衰变,放射低能的β射线,半衰期为 311 天。
锫是一种化学反应性较好的金属。室温下它在空气中的氧化速率不是非常快,可能是因为表面生成的氧化膜阻碍了氧化反应的进行。Bk 可与氢、硫等非金属元素直接反应制得氢化锫、硫的锫化物等。+3 价的锫最稳定,但也存在+4、+5 价的锫化合物,+2 价的锫可能存在。金属锫在酸性水溶液中迅速溶解,释放出氢气并形成 Bk3+,Bk3+能被强氧化剂如溴酸盐的酸性溶液氧化为 Bk4+。Bk3+离子的水溶液在大多数酸中呈绿色,它会与氟化镧和氢氧化镧发生同晶共沉淀,生成不溶性的氟化锫(BkF3)和氢氧化锫(Bk(OH)3)。
人们对锫对人体的影响并不是很清楚。动物实验表明,锫与其他锕系元素一样,倾向于在骨骼系统中积累。249Bk 在人体骨骼中的最大允许体负荷约为 0.0004μg,在骨骼中的锫生物半衰期长达 50 年,性腺中的锫则会被永久保留在体内。
由于锫具有放射性和危险性,其在一般社会生活中并不常见,主要用于科学研究,例如用来合成更重的超铀元素和超锕系元素等。在使用和处理锫及其化合物时,必须遵循严格的安全操作规程,以确保人员安全和防止环境污染。
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