Bohrium

Bohrium
107 Bh
Re ↑ Bh ↓ (UPE) Tabla periódica seaborgio ← bohrium → hassio
Apariencia
desconocido
Propiedades generales
Nombre, símbolo, número	bohrium, Bh, 107
Pronunciación	/ b ɔər yo ə m /
Categoría metálico	metal de transición
Grupo, período, bloque	7, 7, d
Peso atómico estándar	[270]
Configuración electrónica	[ Rn ] 5f 14 6d 5 7s 2 (Calculado) 2, 8, 18, 32, 32, 13, 2 (Valor de referencia)
Historia
Descubrimiento	Gesellschaft für Schwerionenforschung (1981)
Propiedades físicas
Fase	sólido (prevista)
Densidad (cerca rt)	37 (valor de referencia) g · cm -3
Propiedades atómicas
Estados de oxidación	7, 5, 4, 3 (valor de referencia) (Estados de oxidación sólo en negrita son conocidos experimentalmente)
Energías de ionización ( más)	Primero: 742,9 (estimado) kJ · mol -1
	Segundo: 1688.5 (estimado) kJ · mol -1
	Tercero: 2566.5 (estimado) kJ · mol -1
Radio atómico	128 (valor de referencia) pm
Radio covalente	141 (estimado) pm
Miscelánea
Número de registro del CAS	54037-14-8
La mayoría de los isótopos estables
Artículo principal: Los isótopos de bohrium
iso N / A media vida DM DE ( MeV) DP 274 Bh syn ~ 54 s α 8.8 270 Db 272 Bh syn 9,8 s α 9.02 268 Db 271 Bh syn 1,2 s α 9.35 267 Db 270 Bh syn 61 s α 8.93 266 Db 267 Bh syn 17 s α 8.83 263 Db sólo isótopos con vidas medias más 1 segundo se incluyen aquí

Bohrium es un elemento químico con el símbolo Bh y número atómico 107, llamada así en honor del danés físico Niels Bohr . Es un elemento sintético (un elemento que se puede crear en un laboratorio pero no se encuentra en la naturaleza) y radiactivos; la conocida más estable isótopo , ²⁷⁰ Bh, tiene una vida media de aproximadamente 61 segundos.

En el tabla periódica de los elementos, es una d-bloque Transactínido. Es un miembro de la Séptimo período y pertenece a la grupo de 7 elementos. Experimentos químicos han confirmado que bohrium comporta como el más pesado homólogo de renio en el grupo 7. Las propiedades químicas de bohrium se caracterizan sólo parcialmente, pero que se compara bien con la química de los demás grupo de 7 elementos.

Historia

El elemento 107 fue originalmente propuesto para ser nombrado después Niels Bohr (lado izquierdo), un danés físico nuclear, con el nombre nielsbohrium (Ns). Este nombre fue cambiado posteriormente por IUPAC para Bohrium (Bh).

Descubrimiento Oficial

Bohrium fue primero convincente sintetizado en 1981 por un equipo de investigación dirigido por el alemán Peter Armbruster y Gottfried Münzenberg en el Instituto de Investigación de Iones Pesados (Gesellschaft für Schwerionenforschung) en Darmstadt. El equipo bombardeó un blanco de bismuto-209 con núcleos acelerados de cromo -54 para producir 5 átomos del isótopo bohrium-262:

209
83 Bi + 54
24 Cr → 262
107 Bh + n

El Grupo de Trabajo Transfermium IUPAC / IUPAP (GTT) reconoció la colaboración GSI como descubridores oficiales en su informe de 1992.

Nombres propuestos

El grupo alemán sugirió el nombre nielsbohrium con el símbolo Ns para honrar el físico danés Niels Bohr . Los científicos soviéticos en la Instituto Conjunto de Investigación Nuclear en Dubna, Rusia había sugerido este nombre debe darse a elemento 105 (que finalmente fue llamado dubnium ) y el equipo alemán ha querido reconocer tanto Bohr y el hecho de que el equipo de Dubna había sido el primero en proponer la reacción de fusión fría para resolver el problema controvertido de la asignación de nombres de elemento 105. El equipo de Dubna acuerdo con la propuesta de nombramiento del grupo alemán para el elemento 107.

Había una elemento nombrar controversia en cuanto a cuáles son los elementos 104-106 debían ser llamado; la IUPAC adoptó unnilseptium (símbolo Uns) como temporal, Nombre de elemento sistemático para este elemento. En 1994, un comité de la IUPAC recomendó que el elemento 107 se llamará bohrium, no nielsbohrium, ya que no había preferencia por usar el nombre completo de un científico en el nombramiento de un elemento. A esto se opuso a los descubridores ya que había cierta preocupación de que el nombre podría ser confundido con boro y, en particular, la distinción de los nombres de sus respectivos oxoaniones, bohrate y borato. El asunto pasó a manos de la rama danesa de la IUPAC que, a pesar de ello, votó a favor de el nombre bohrium, y por lo tanto el nombre bohrium para el elemento 107 fue reconocido internacionalmente en el año 1997. Posteriormente, la IUPAC decidió que bohrium sales deben ser llamados bohriates lugar de bohrates.

Nucleosíntesis

Elementos súper pesados como bohrium se producen mediante el bombardeo de elementos más ligeros en aceleradores de partículas que inducen reacciones de fusión. Considerando que la mayoría de los isótopos de bohrium pueden sintetizarse directamente de esta manera, algunos otros más pesados sólo se han observado como productos de desintegración de elementos con mayores números atómicos .

Dependiendo de las energías involucradas, los primeros están separados en "caliente" y "frío". En las reacciones de fusión en caliente,, proyectiles de alta energía muy ligeros son acelerados hacia objetivos muy pesados ( actínidos ), dando lugar a núcleos compuestos en energía de alta excitación (~ 40-50 MeV) que puede evaporarse ya sea de fisión o varios 3 a 5) neutrones (. En las reacciones de fusión en frío, los núcleos condensados producidos tienen una energía de excitación relativamente baja (~ 10-20 MeV), que disminuye la probabilidad de que estos productos serán sometidos a las reacciones de fisión. Mientras los núcleos fundidos se enfríen a la estado fundamental, que requieren emisión de sólo uno o dos neutrones, y por lo tanto, permite la generación de productos más ricos en neutrones. Este último es un concepto diferente de la de la fusión nuclear, donde se reivindica que deberían alcanzarse en condiciones de temperatura ambiente (ver fusión fría).

Fusión fría

Antes de la primera síntesis exitosa de hassio en 1981 por el equipo de GSI, la síntesis de bohrium se intentó por primera vez en 1976 por científicos de la Instituto Conjunto de Investigación Nuclear Dubna el uso de esta reacción de fusión en frío. Detectaron dos actividades de fisión espontánea, uno con una vida media de 1-2 ms y uno con una vida media de 5 s. Basándose en los resultados de otras reacciones de fusión en frío, concluyeron que eran debido a ²⁶¹ Bh y ²⁵⁷ dB, respectivamente. Sin embargo, la evidencia más tarde dio un SF mucho menor ramificación de ²⁶¹ Bh reduciendo la confianza en esta tarea. La asignación de la actividad dubnium fue cambiado posteriormente a ²⁵⁸ Db, suponiendo que la decadencia de bohrium se perdió. La actividad SF 2 ms fue asignado a ²⁵⁸ Rf resultante del 33% Rama CE. El equipo GSI estudió la reacción en 1981 en sus experimentos de descubrimiento. Cinco átomos de ²⁶² Bh se detectaron utilizando el método de correlación de genética entre padres e hija se desintegra. En 1987, un informe interno de Dubna indicó que el equipo había sido capaz de detectar la fisión espontánea de ²⁶¹ Bh directamente. El equipo GSI estudió adicionalmente la reacción en 1989 y descubrió el nuevo isótopo ²⁶¹ Bh durante la medición de las funciones de excitación 1 N y 2N, pero fueron incapaces de detectar una ramificación de SF ²⁶¹ Bh. Continuaron su estudio en 2003 utilizando de nuevo desarrollo bismuto (III) de fluoruro (BIF ₃₎ objetivos, utiliza para proporcionar más datos sobre los datos de la desintegración de ²⁶² Bh y la hija ²⁵⁸ Db. La función de excitación 1n se vuelve a medir en 2005 por el equipo de la Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley (LBNL) después de algunas dudas sobre la veracidad de los datos anteriores. Observaron 18 átomos de ²⁶² Bh y 3 átomos de ²⁶¹ Bh y confirmaron los dos isómeros de ²⁶² Bh.

En 2007, el equipo de LBNL estudió la reacción análoga con cromo-52 proyectiles por primera vez para buscar el más ligero de isótopos bohrium ²⁶⁰ Bh:

209
83 Bi + 52
24 Cr → 260
107 Bh + n

El equipo detectó con éxito 8 átomos de ²⁶⁰ Bh descomposición por Alpha Decay a ²⁵⁶ Db, emitiendo partículas alfa con energía 10.16 MeV. La energía de desintegración alfa indica el efecto continuado de estabilización de la N = 152 cáscara cerrada.

El equipo de Dubna también estudió la reacción entre el plomo -208 objetivos y manganeso -55 proyectiles en 1976 como parte de su enfoque de la fusión fría de reciente creación a nuevos elementos:

208
82 Pb + 55
25 Mn → 262
107 Bh + n

Ellos observaron las mismas actividades fisión espontánea como los observados en la reacción entre el bismuto-209 y cromo-54 y de nuevo les asignan a ²⁶¹ Bh y ²⁵⁷ dB. Pruebas posteriores indicaron que estas deben ser reasignados a ²⁵⁸ dB y ²⁵⁸ Rf (ver arriba). En 1983, repitieron el experimento usando una nueva técnica: la medición de la desintegración alfa de una producto de la desintegración que se habían separado a cabo químicamente. El equipo fue capaz de detectar la desintegración alfa de un producto de desintegración del ²⁶² Bh, proporcionando algunas pruebas de la formación de núcleos bohrium. Esta reacción se estudió en detalle más adelante utilizando técnicas modernas por el equipo de LBNL. En 2005 se midieron 33 desintegraciones de ²⁶² Bh y 2 átomos de ²⁶¹ Bh, proporcionando una función de excitación para la reacción de emisión de uno de neutrones y algunos datos espectroscópicos de ambos isómeros ²⁶² Bh. La función de excitación para la reacción de emisión de dos neutrones se estudió con más detalle en una repetición de la reacción de 2006. El equipo encontró que la reacción de emisión de un neutrón había una mayor sección transversal que la correspondiente reacción con un objetivo de Bi ^209, contrariamente a las expectativas. Se necesita más investigación para entender las razones.

Fusión caliente

La reacción entre de uranio-238 objetivos y fósforo -31 proyectiles se estudió por primera vez en 2006 en el LBNL como parte de su estudio sistemático de las reacciones de fusión utilizando uranio-238 objetivos:

238
92 U + 31
15 P → 264
107 Bh + 5 n

Los resultados no han sido publicados, pero los resultados preliminares parecen indicar la observación de fisión espontánea, posiblemente a partir de ²⁶⁴ Bh.

Recientemente, el equipo de la Instituto de Física Moderna (IMP), Lanzhou, han estudiado la reacción nuclear entre americio-243 objetivos y núcleos acelerados de magnesio -26 con el fin de sintetizar el nuevo isótopo ²⁶⁵ Bh y reunir más datos sobre ²⁶⁶ Bh:

243
95 Am + 26
12 Mg → 269-x
107 Bh + x n (x = 3, 4, o 5)

En dos series de experimentos, el equipo midió funciones de excitación parciales para las reacciones de emisión de tres, cuatro, cinco y neutrones.

La reacción entre los objetivos de curio -248 y núcleos acelerados de sodio se estudió -23 por primera vez en 2008 por el equipo de RIKEN, Japón, con el fin de estudiar las propiedades de desintegración de ²⁶⁶ Bh, que es un producto de la desintegración en su reivindicado cadenas de desintegración de ununtrium :

248
96 Cm + 23
11 Na → 271-x
107 Bh + x n (x = 4 o 5)

La decadencia de ²⁶⁶ Bh por la emisión de partículas alfa con energías de 9.5 a 9.23 MeV fue confirmado en 2010.

Los primeros intentos de sintetizar bohrium por vías de fusión en caliente se realizaron en 1979 por el equipo de Dubna, utilizando la reacción entre los núcleos acelerados de neón -22 y metas de berkelio -249:

249
97 Bk + 22
10 Ne → 271-x
107 Bh + x n (x = 4 o 5)

La reacción se repitió en 1983. En ambos casos, no fueron capaces de detectar cualquier fisión espontánea de los núcleos de bohrium. Más recientemente, fusiones calientes caminos hacia bohrium han sido re-investigado con el fin de permitir la síntesis de más larga vida, neutrones isótopos ricos para permitir un estudio químico de primera bohrium. En 1999, el equipo de LBNL reclamó el descubrimiento del longevo ²⁶⁷ Bh (5 átomos) y ²⁶⁶ Bh (1 átomo). Más tarde, se confirmaron ambos. El equipo de la Instituto Paul Scherrer (PSI) en Berna, Suiza tarde sintetizó 6 átomos de ²⁶⁷ Bh en el primer estudio definitivo de la química de bohrium.

Como productos de desintegración

Bohrium se ha detectado en las cadenas de desintegración de elementos con un mayor número atómico , tales como meitnerium . Meitnerium actualmente tiene siete isótopos conocidos; todos ellos se someten alfa decae para convertirse núcleos bohrium, con números de masa entre 262 y 274. Los núcleos meitnerium Padres pueden ser ellos mismos los productos de desintegración de roentgenium , ununtrium , Ununpentium , o ununseptium. Hasta la fecha, no hay otros elementos se han conocido a decaer a Bohrium. Por ejemplo, en enero de 2010, el equipo de Dubna ( ICIN) identificado bohrium-274 como un producto en el decaimiento de ununseptium a través de una secuencia de desintegración alfa:

294
117 Uus → 290
115 Uup + 4
2 Él

290
115 Uup → 286
113 Uut + 4
2 Él

286
113 Uut → 282
111 Rg + 4
2 Él

282
111 Rg → 278
109 Mt + 4
2 Él

278
109 Mt → 274
107 Bh + 4
2 Él

Isótopos

Bohrium no tiene isótopos estables o de origen natural. Varios isótopos radiactivos han sido sintetizados en el laboratorio, ya sea mediante la fusión de dos átomos o mediante la observación de la desintegración de elementos más pesados. Once isótopos diferentes de bohrium se han reportado con masas atómicas 260-262, 264-267, 270-272, 274, uno de los cuales, bohrium-262, tiene un conocido estado metaestable. Todos estos desintegran sólo a través de la desintegración alfa, aunque algunos isótopos bohrium desconocidos se predicen a someterse a la fisión espontánea.

Estabilidad y vida media

Los isótopos más ligeros generalmente tienen vidas medias más cortas; Se observaron vidas medias de menos de 100 ms para ²⁶⁰ Bh, Bh ^{261, 262} Bh, Bh ^262m y ²⁶³ Bh. ²⁶⁴ Bh, Bh ^{265, 266} Bh, Bh y ²⁷¹ son más estables en alrededor de 1 s, y ²⁶⁷ Bh y ²⁷² Bh tiene una vida media de unos 10 s. Los isótopos más pesados son los más estables, con ²⁷⁰ y ²⁷⁴ Bh Bh haber midieron la vida media de aproximadamente 61 s y 54 s respectivamente. Los isótopos desconocidos ²⁷³ y ²⁷⁵ Bh Bh se predice que tienen incluso más vidas medias de alrededor de 90 minutos y 40 minutos, respectivamente. Antes de su descubrimiento, ²⁷⁴ Bh también se prevé que tenga una larga vida media de 90 minutos, pero se encontró que tienen una vida media más corta de sólo alrededor de 54 segundos.

Los isótopos ricos en protones con masas 260, 261, y 262 fueron producidos directamente por la fusión fría, aquellos con masa 262 y 264 se registraron en las cadenas de desintegración de meitnerio y roentgenium, mientras que los isótopos ricos en neutrones con masas 266, 267 fueron creados en irradiaciones de objetivos actínidos. Los cuatro la mayoría de los ricos en neutrones con masas 270, 271, 272, y 274 aparecen en las cadenas de desintegración de ²⁸² 113, ²⁸⁷ 115, ²⁸⁸ 115 y ²⁹⁴ 117, respectivamente. Estos once isótopos tienen vidas medias que van desde 8 milisegundos a 1 minuto.

Isomería Nuclear

²⁶² Bh

El único ejemplo confirmado de isomería en bohrium es en el isótopo ²⁶² Bh. Síntesis directa de ²⁶² resultados Bh en dos estados, un estado fundamental y una estado isomérico. El estado fundamental está confirmado a decaer por la desintegración alfa, que emite partículas alfa con energías de 10.08, 9.82, y 9.76 MeV, y tiene una vida media revisada de 84 ms. El estado excitado decae también por desintegración alfa, emisores de partículas alfa con energías de 10,37 y 10,24 MeV y tiene una vida media revisada de 9,6 ms.

Propiedades químicas

Extrapolado

Bohrium se prevé que sea el cuarto miembro de la serie 6d de metales de transición y el miembro más pesado del grupo VII de la Tabla Periódica, por debajo de manganeso , tecnecio y renio . Todos los miembros del grupo retratan fácilmente su estado de oxidación grupo de 7 y el estado se vuelve más estable ya que el grupo es descendiente. Por lo tanto se espera bohrium para formar un 7 estado estable. Tecnecio también muestra un 4 estado estable mientras exhibe renio estables 4 y 3 estados. Por lo tanto Bohrium puede mostrar estos estados más bajos también.

Los miembros más pesados del grupo son conocidos para formar heptoxides volátiles M ₂ O _7, por lo bohrium también deben formar el óxido volátil Bh ₂ O _7. El óxido se disuelve en agua para formar ácido perbohric, HBhO _4. Renio y tecnecio forman una gama de oxihalogenuros de la halogenación del óxido. La cloración de la forma de óxido de los oxicloruros MO ₃ Cl, por lo BHO ₃ Cl debe ser formado en esta reacción. Resultados de fluoración en MO ₃ F y MO ₂ F ₃ para los elementos más pesados, además de los compuestos de renio ReOF ₅ y ₇ ReF. Por lo tanto, oxifluoruro de formación para bohrium puede ayudar a indicar propiedades eka renio.

Experimental

En 1995, el primer informe sobre intento de aislamiento del elemento no tuvo éxito.

En 2000, se confirmó que, si bien los efectos relativistas son importantes, el elemento 107 se comporta como un típico grupo 7 elemento.

En 2000, un equipo de la PSI realizó una reacción química utilizando átomos de ²⁶⁷ Bh producidos en la reacción entre Bk-249 y Ne-22 iones. Los átomos resultantes se termalizados y se hacen reaccionar con una mezcla de HCl / O ₂ para formar un oxicloruro volátil. La reacción también produce isótopos de sus homólogos más ligeros, tecnecio (Tc) como ¹⁰⁸ y renio (Re como ^169). Las curvas de adsorción isotérmicas se midieron y dieron una fuerte evidencia de la formación de un oxicloruro volátil con propiedades similares a la de oxicloruro de renio. Esto colocó bohrium como miembro típico del grupo 7.

2 Bh + 3 O ₂ + 2 HCl → 2 BHO ₃ Cl + H ₂