septiembre 27, 2022
berkelio

Berkelio , ¿qué es y par qué sirve?

Diversos son los elementos químicos sintéticos que se obtienen a partir de determinados procedimientos en aceleradores de partículas o reactores nucleares, por ser su presencia como tales en la naturaleza es casi inapreciable. El Berkelio, cuyo símbolo es Bk y su número atómico 97 es uno de ellos.

Este elemento químico es el decimoctavo miembro de la serie de los actínidos que se encuentra en la tabla periódica. En esta serie se llena la capa electrónica 5f al mismo tiempo que en los lantánidos, conocidos como Tierras raras, se va ocupando la 4f.

Ambas series de elementos son muy semejantes en propiedades químicas, de allí que el berkelio, salvo diminutas diferencias en el radio iónico, posee mucho parecido a su homólogo, el Terbio.

Su descubrimiento

Fue descubierto en diciembre de 1949 por los químicos estadounidenses Glenn Seaborg, Stanley Thompson y Albert Ghiorso (quienes descubrieron varios actínidos como pueden leer en variedad de artículos de nuestra página web) en los laboratorios de la Universidad de California en Berkeley, de donde surgió su nombre.

Este fue el quinto elemento transuránico sintetizado y se consiguió realizando un constante bombardeo con cantidades del orden del miligramo de 241Am (Americio 241) con partículas alfa aceleradas en el ciclotrón.

El primer isótopo que se produjo tenía una masa de 243 y su vida media fue de unas 4,5 horas. En la actualidad se conocen diez isótopos del berkelio.

Propiedades del berkelio

Como el resto de los actínidos que tienen un mayor número atómico, el berkelio no se puede encontrar en la naturaleza y su tiempo de vida es menor a los que sí son elementos naturales.

Absolutamente todos los isótopos del grupo de los actínidos, son radiactivos. Este elemento no es la excepción.

En su forma natural es sólido. Es un elemento químico de aspecto blanco frágil. El isótopo berkelio-249 llega a emitir electrones de baja energía que hacen relativamente segura su manipulación.

Sin embargo, esa baja energía es menor a un año, ya que decae su vida media en unos 330 días, pasando a ser californio-249, el cual es un potente y peligroso emisor de partículas alfa.

Dicha transformación gradual es un tema muy relevante a tomar en cuenta cuando se estudian las propiedades del berkelio elemental y sus compuestos químicos, porque la formación del Californio no sólo produce contaminación química, sino también daño por radiación auto infligido y el auto calentamiento que es producto de las partículas alfa que llega a emitir.

Valores de las Propiedades

Configuración Electrónica: 1s22s2p63s2p6d104s2p6d10f145s2p6d10f86s2p6d17s2

Electronegatividad (Pauling): 1,3

Electronegatividad: 1,3

Energía de ionización (kJ.mol-1): 601

Entalpía de vaporización (kJ.mol-1): 310

Masa Atómica: 247 uma

Número de neutrones (Isótopo 247-Bk): 150

Número de protones/electrones: 97

Números de oxidación: +2, +3, +4

Polarizabilidad: 22,7 ų

Potencial Normal de Reducción: – 2,01 V Bk3+

Primer Potencial de Ionización (eV): 6.23

Primera Energía de Ionización: 601 kJ/mol

Punto de Fusión: 1219 K

Radio Atómico: 1,7 Å

Radio Iónico: Bk+3 = 0,97 Å

Volumen Atómico: 16,7 cm³/mol

berkelio

Características generales

El berkelio metálico es químicamente reactivo, el mismo existe en dos formas cristalinas y se funde a 986ºC.

Se conocen diez isótopos, cuya masa fluctúa entre 242 y 251 y su vida media oscila entre 1 hora y 1.380 años.

El Isótopo de berkelio de producción menos compleja es el 249Bk, el cual sufre decaimiento beta con una vida media de 314 días, siendo una fuente valiosa en la preparación de 249Cf.

Como isótopo de mayor vida media tenemos al 247Bk (1380 años), pero es muy difícil de obtener en cantidad suficiente como para ser aplicado al estudio de su química y posibilidades de uso.

Debido a que existe el isotopo 249Bk de vida media de 314 días, es posible aislar el elemento en cantidades apreciables para poder realizar estudios a sus propiedades.

Del berkelio no se ha podido aún lograr su forma elemental, más se estima que el mismo tenga el aspecto de un metal plateado, cuya solubilidad sea más fácil en ácidos minerales diluidos y ser fácilmente oxidable por el aire u oxígeno a temperaturas elevadas para así formar el óxido de berkelio.

Fue en el años de 1962 que se produjo una cantidad apreciable (1 billonésima de gramo) de un compuesto puro de este elemento: el  cloruro berkelio.

Para la identificación de diversos compuestos del elemento se han usado métodos de difracción de rayos X.

El isótopo más estable, -el 247Bk-, es en extremo raro y, debido a ello, no posee actualmente aplicaciones técnicas o comerciales.

Este elemento no se encuentra en la corteza terrestre por no poseer isótopos estables.

Para que surja, han de prepararse por reacciones nucleares usando elementos blancos más abundantes.

Dichas reacciones incluyen bombardeo con partículas cargadas, irradiación con neutrones de reactores de alto flujo o con producción en un dispositivo termonuclear.

Actualmente, el isotopo 249Bk se sintetiza en cantidades ínfimas en un reactor nuclear de alto flujo del Oak Ridge National Laboratory en Tennessee, Estados Unidos. Otra parte es producida en paralelo y sin saber sus implicaciones en el Research Institute of Atomic Reactors en Dimitrovgrad, Rusia.

Para producir el isótopo berkelio-247 se requiere de la irradiación de escaso isótopo sintético curio-244 con partículas alfa de alta energía.

Usos del berkelio

Desde 1967, la producción total de berkelio en Estados Unidos ha sido un poco más de un gramo nada más.

Como 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, su producción no es precisamente relevante y con lo que aún se mantiene, se pueden realizar estudios. Los mismos no han conducido a resultados beneficiosos para la humanidad.

Según documentos liberados por el gobierno ruso a través de su ministerio de ciencias y tecnología, entre otros catedráticos de la química de nacionalidad estadounidense, en 2009 en Oak Ridge, se preparó una cantidad de 22 miligramos de berkelio-249 mediante la irradiación durante 250 días seguidos de un proceso de purificación de 90 días.

Con dicha muestra se logró sintetizar por vez primera el elemento ununseptio en el Joint Institute for Nuclear Research, Rusia, luego que este fuera bombardeado con iones de calcio-48 durante 150 días.

Ello marcó la culminación de la colaboración entre Rusia y Estados Unidos para la síntesis de los elementos 113 al 118 de la tabla periódica.

Efectos del berkelio en la salud

Al no encontrarse en la naturaleza y su propiedad de emitir electrones de baja energía que ayudan a su manipulación segura, no se le considera un peligro latente sobre la salud. Pero no deja de ser radiactivo, por lo cual hay que cuidarse del mimo, ya que sus posibles afectaciones son:

El daño genético, que afecta a la reproducción en distintas formas.

Es un elemento por demás carcinógeno, el cual es más silente por su manejo de menos complicaciones al que se tiene con otros elementos.

Puede causar alertas o daños epidemiológicos que podrían durar generaciones.

Afecta directamente a la fertilidad.

Exponerse a él podría, como menor afectación visible, crear malformaciones no estimables.

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