Element 97 · Actinide

Berkelium (Bk)

Berkelium (Bk) is het element met atoomnummer 97, een zacht, zilverwit radioactief metaal. Het werd in 1949 gemaakt aan de Universiteit van Californië in Berkeley. Er is in totaal maar enkele tientallen milligram van geproduceerd, vooral in één reactor in de Verenigde Staten. Toch is berkelium belangrijk: het diende als trefplaat om de nog veel zwaardere elementen tennessine en californium te maken.

Berkelium in cijfers
SymboolBk
Atoomnummer97
Atoommassa[247] (massagetal langstlevende isotoop)
CategorieActinide
Groep— (f-blok)
Periode7
Blokf-blok
Fase bij 20 °Cvast
Smeltpunt986 °C
Kookpuntonbekend
Dichtheid14,78 g/cm³
Elektronenconfiguratie[Rn] 5f9 7s2
Elektronen per schil2, 8, 18, 32, 27, 8, 2
Elektronegativiteit (Pauling)1,3
Oxidatiegetallen+3, +4
Ontdekt1949 door Stanley Thompson, Albert Ghiorso en Glenn Seaborg
Engelse naamBerkelium

Eigenschappen van berkelium

Berkelium is een zacht, zilverkleurig metaal dat bij verhitting met lucht, waterstof en halogenen reageert. Het komt in twee kristalvormen voor. De belangrijkste oxidatietoestanden zijn +3 en +4. Dat laatste is bijzonder, want de meeste actiniden in deze buurt zijn alleen driewaardig. In oplossing is Bk3+ groen en Bk4+ geel. Die vierwaardige toestand maakt het makkelijker om berkelium te scheiden van zijn buren. Alle isotopen zijn radioactief. Het langstlevende is berkelium-247, met een halfwaardetijd van ongeveer 1380 jaar. Het meest gebruikte isotoop is berkelium-249, dat met een halfwaardetijd van 330 dagen via bètaverval overgaat in californium-249. Een monster berkelium raakt daardoor elke maand voor een paar procent 'besmet' met californium. Van berkelium zijn verschillende verbindingen gemaakt, zoals het oxide BkO2 en het chloride BkCl3. Omdat er telkens maar microgrammen beschikbaar zijn, moeten scheikundigen met zeer kleine monsters werken.

Naam. Berkelium is genoemd naar Berkeley in Californië, de stad waar het werd ontdekt, zoals terbium erboven naar het Zweedse dorp Ytterby is genoemd.

Atoombouw en plaats in het periodiek systeem

Berkelium staat in periode 7 van het periodiek systeem, in het f-blok.

Een neutraal atoom heeft 97 protonen in de kern en 97 elektronen, verdeeld over 7 schillen: 2, 8, 18, 32, 27, 8, 2. Het periodenummer (7) is gelijk aan het aantal schillen.

Buren in het systeem: links/ervoor: Curium (Cm, 96); rechts/erna: Californium (Cf, 98).

De andere actiniden: Actinium, Thorium, Protactinium, Uranium, Neptunium, Plutonium, Americium, Curium, Californium, Einsteinium, Fermium, Mendelevium, Nobelium, Lawrencium.

Voorkomen

Berkelium komt niet in de natuur voor. Het wordt gemaakt door curium of plutonium maandenlang met neutronen te bestralen in een krachtige onderzoeksreactor, vooral de High Flux Isotope Reactor in Oak Ridge (Tennessee). Daarna moet het chemisch worden gescheiden van andere actiniden. Een productierun levert hooguit enkele tientallen milligram op. Bij de ontdekking in 1949 werd americium-241 met alfadeeltjes beschoten in het cyclotron van Berkeley. Na de bestraling wordt het berkelium met ionenwisseling en extractie afgescheiden van curium, americium en californium. Die scheiding is lastig, omdat de actiniden chemisch sterk op elkaar lijken.

Toepassingen

  • Berkelium-249 diende als trefplaat voor de eerste synthese van tennessine (element 117) in 2010.
  • Het is de bron van zuiver californium-249, dat ontstaat wanneer berkelium-249 vervalt.
  • Buiten fundamenteel onderzoek naar actinidenchemie heeft berkelium geen toepassingen.

Veelgestelde vragen

Waarom heet berkelium berkelium?

Het element is genoemd naar de stad Berkeley in Californië, waar het in 1949 werd ontdekt aan de universiteit. De ontdekkers volgden het voorbeeld van terbium, het lanthanide erboven, dat naar het Zweedse dorp Ytterby is genoemd. Ook californium kreeg een plaatsnaam.

Hoeveel berkelium bestaat er?

Heel weinig. Sinds de ontdekking is er in totaal naar schatting maar ongeveer een gram berkelium geproduceerd, verspreid over tientallen jaren. Per productierun in een reactor gaat het om milligrammen. Omdat het radioactief vervalt, is veel daarvan inmiddels alweer verdwenen.

Verder lezen