Ο βόριο είναι ένα συνθετικό στοιχείο της Ομάδας 7 του Περιοδικός Πίνακας, με ατομικό αριθμό 107. Η σύνθεσή του πιστώνεται στα γερμανικά εργαστήρια του Κέντρου Έρευνας Βαρέων Ιόντων Helmholtz. (GSI), από την πόλη Darmstadio της Γερμανίας και το όνομά της δόθηκε προς τιμή του διάσημου φυσικού δανικός Ο Νιλς Μπορ.
Το Bohrium έχει μια ελάχιστα γνωστή χημεία, αλλά είναι ήδη γνωστό ότι συμπεριφέρεται όπως τα ελαφρύτερα στοιχεία της Ομάδας 7, ρήνιο και τεχνήτιο, σε ορισμένες συγκεκριμένες περιπτώσεις. Καθώς το πιο σταθερό ισότοπό του είναι μόλις 17 δευτερολέπτων και η σύνθεσή του είναι πολύ περίπλοκη, λίγα είναι γνωστά για αυτό το στοιχείο.
Δείτε επίσης: Το ατομικό μοντέλο του Bohr — το πρώτο ατομικό μοντέλο που χρησιμοποίησε έννοιες από την κβαντική μηχανική
Σύνοψη για το βόριο
Είναι ένα συνθετικό χημικό στοιχείο που βρίσκεται στην Ομάδα 7 του Περιοδικού Πίνακα.
Συντέθηκε για πρώτη φορά το 1981 από την Gesellschaft für Schwerionenforschung (GSI) στο Darmstadium της Γερμανίας.
Είναι ένα ραδιενεργό στοιχείο.
Χημικά εικάζεται ότι μοιάζει με το άλλο στοιχεία χημικά ελαφρύτερο της ομάδας του, ρήνιο και τεχνήτιο.
Όπως και άλλα τρανσακτινίδια, υποφέρει από χαμηλή σταθερότητα και τη δυσκολία σύνθεσης σημαντικών δικών του δειγμάτων για μελέτες.
ιδιότητες βορίου
Σύμβολο: BH
Ατομικός αριθμός: 107
Ατομική μάζα: 264 κ.ε.
Ηλεκτρονική διαμόρφωση: [Rn] 7s2 5στ14 6δ5
Το πιο σταθερό ισότοπο:267Bh (17 δευτερόλεπτα ημιζωή)
Χημική σειρά: Ομάδα 7, τρανσακτινίδες, υπερβαριά στοιχεία
χαρακτηριστικά βορίου
Το βόριο, καθώς και τα άλλα τρανσακτινίδια (στοιχεία με ατομικός αριθμός μεγαλύτερο από 103), είναι ραδιενεργό στοιχείο. Έξι ισότοπα αυτού του στοιχείου είναι γνωστά, με τη μάζα 267 να είναι η πιο σταθερή, με περίπου 17 δευτερόλεπτα ημιζωή (ο χρόνος που απαιτείται για να μειωθεί στο μισό η ποσότητα του στοιχείου).
Το Bohrium πάσχει από το ίδιο πρόβλημα με άλλα τρανσακτινίδια: το χαμηλό ποσοστό παραγωγής, είτε σε ποσότητα είτε σε ταχύτητα. Σε αυτά τα στοιχεία, αυτό που είναι γνωστό ως το χημεία ενός μόνο ατόμου, το οποίο, από μόνο του, κάνει τα πειράματα πιο πολύπλοκα, αφού οι προσαρμογές όσον αφορά τους υπολογισμούς είναι απαραίτητες.
Πρέπει να θυμόμαστε ότι οι περισσότερες από τις εξισώσεις καθορίζονται για συστήματα με τουλάχιστον δύο άτομα. Προσθέστε αυτό στο γεγονός ότι τα ισότοπα του βορίου έχουν α σύντομος χρόνος ημιζωής, γεγονός που καθιστά ανέφικτες περαιτέρω μελέτες σχετικά με τη φύση του.
Ως στοιχείο της Ομάδας 7, το βόριο αναμένεται να έχει α χημική συμπεριφορά παρόμοια με του ρήνιο και ρετο τεχνήτιο, ελαφρύτερα στοιχεία αυτής της ομάδας. Για παράδειγμα, έχει βρεθεί ότι το βόριο σχηματίζει οξυχλωρίδια, BhO3Cl, καθώς και ρήνιο και τεχνήτιο.
Διαβάστε επίσης: Dubnium — ένα άλλο συνθετικό ραδιενεργό στοιχείο με χαμηλό ρυθμό παραγωγής
Λήψη βορίου
Η χημεία των τρανσακτινιδίων είναι πολύπλοκη. Ως ένα από αυτά τα στοιχεία, το βόριο είναισυντίθεται με επιταχυντές σωματιδίων, κατά την οποία ιοντικά είδη συγκρούονται με βαριά στοιχεία. Ωστόσο, η ανίχνευση (απόδειξη) είναι επίσης μια άλλη πρόκληση.
Όταν σχηματίζεται, το ραδιενεργό στοιχείο αρχίζει να αποσυντίθεται και να εμφανίζεται εκπομπές άλφα και εκπομπών βήτα. Έτσι, κάποιος πρέπει να αξιολογήσει τη ραδιενεργή διάσπαση του ατόμου που σχηματίζεται ή ακόμα και να μπορεί να αναγνωρίσει ατομικά είδη που μπορεί να προκύψουν από αυτές τις πυρηνικές αντιδράσεις, όπως σε ένα παζλ.
Ένα άλλο εμπόδιο είναι ο χρόνος ημιζωής των ισοτόπων τρανσακτινιδών. Καθώς είναι συνήθως σύντομες, στο εύρος των δευτερολέπτων, λαμβάνεται συνήθως μια ποσότητα στην περιοχή μερικών ατόμων ή ακόμη και ενός μόνο ατόμου.
Για το βόριο, το πιο σταθερό ισότοπό του, το 267, ελήφθη μέσω του βομβαρδισμός βερκελίου-249 με ιόντα νέον-22.
\({_97^{249}}Bk+{_10^{22}}Ne\rightarrow{_107^{267}}Bh+4{_0^1}n\)
Προφυλάξεις με το βόριο
Δεν είναι ακόμη δυνατή η παραγωγή Bh σε μεγάλη κλίμακα. Ετσι, οι κίνδυνοι που συνδέονται με αυτό το στοιχείο συνδέονται με τις επιπτώσεις της ακτινοβολίας. Ωστόσο, σε ένα ελεγχόμενο εργαστήριο, αυτοί οι κίνδυνοι αναμένονται και επομένως ελαχιστοποιούνται.
Μάθετε περισσότερα: Βανάδιο — χημικό στοιχείο του οποίου τα παγκόσμια αποθέματα υπερβαίνουν τους 63 εκατομμύρια τόνους
ιστορία του βορίου
Οι τρανακτινίδες βρίσκονται στο επίκεντρο μιας ταραγμένης διαμάχης που έλαβε χώρα μεταξύ 1960 και 1970, κατά τη διάρκεια ενός άλλου επεισοδίου του Ψυχρού Πολέμου, το λεγόμενο War of the Transfers: ο αγώνας για τη σύνθεση στοιχείων με ατομικό αριθμό άνω του 103. Σε αυτή την αχαλίνωτη διαμάχη, τα εργαστήρια συμμετείχαν: Κοινό Ινστιτούτο Πυρηνικής Έρευνας, στην πόλη Ντούμπνα της Ρωσίας. Lawrence Berkeley National Laboratory στο Μπέρκλεϋ, Καλιφόρνια. και Gesellschaft für Schwerionenforschung (GSI, καλύτερα μεταφρασμένο ως Helmholtz Center for Research on Heavy Ions), στο Darmstadium της Γερμανίας.
Ωστόσο, στην περίπτωση του βορίου, οι διαμάχες ήταν λιγότερο έντονες. Για παράδειγμα, για αυτό το στοιχείο, η ομάδα επιστημόνων του Μπέρκλεϋ δεν συμμετείχε στην ανακάλυψη. Η ομάδα Dubna, με επικεφαλής τον Yuri Oganessian, δεν μπόρεσε να αποδείξει τη σύνθεση του στοιχείου 107.
Με αυτόν τον τρόπο, μόνο βόριο εντοπίστηκε και επιβεβαιώθηκε από τον γερμανικό όμιλο GSI, με επικεφαλής τους επιστήμονες Peter Ambrüster και Gottfried Münzenberg, το 1981. Χρησιμοποιώντας την τεχνική ψυχρής σύντηξης, που αναπτύχθηκε από τον Oganessian τη δεκαετία του 1970, το Οι επιστήμονες μπόρεσαν να ανιχνεύσουν διασπάσεις σε σχέση με το ισότοπο 262 του στοιχείου 107 μέσω του η ακόλουθη αντίδραση:
\({_83^{209}}Bi+{_24^{54}}Cr\rightarrow{_107^{262}}Bh+{_0^1}n\)
Το όνομα Bohrian αναφέρεται στον ιστορικό Δανό επιστήμονα Niels Bohr. Αρχικά, οι Αμερικανοί ζήτησαν το όνομα του στοιχείου 107 να είναι Nielsbohrium, προκειμένου να αποφευχθεί η έντονη ομοιότητα με το στοιχείο βόριο.
Ωστόσο, το 1997, η Διεθνής Ένωση Καθαρής και Εφαρμοσμένης Χημείας (IUPAC) ονόμασε επίσημα το στοιχείο 107 βόριο.
Λυμένες ασκήσεις για το βόριο
ερώτηση 1
Το βόριο είναι ένα συνθετικό στοιχείο με ατομικό αριθμό 107. Το πιο σταθερό ισότοπό του έχει ατομικό αριθμό 267. Πόσα νετρόνια υπάρχουν στο ισότοπο 267 του Bh;
Α) 107
Β) 160
Γ) 162
Δ) 164
Ε) 267
Ανάλυση:
Εναλλακτική Β
Ο αριθμός των νετρόνια μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας τον ακόλουθο τύπο:
A = Z + n
όπου Α είναι ο αριθμός των ζυμαρικά ατομικός, Z είναι ο ατομικός αριθμός (αριθμητικά ίσος με τον αριθμό των πρωτονίων) και n είναι ο αριθμός των νετρονίων.
Αντικαθιστώντας τις τιμές, έχουμε:
267 = 107 + n
n = 267 - 107
n = 160
Ερώτηση 2
Ο χρόνος ημιζωής του πιο σταθερού ισοτόπου του χημικού στοιχείου βόριο (Bh, Z = 107) είναι μόνο 17 δευτερόλεπτα. Πόσος χρόνος, σε δευτερόλεπτα, χρειάζεται για ένα δείγμα αυτού του ισοτόπου Bh να έχει μόνο το 1/16 της αρχικής του μάζας;
Α) 17 δευτερόλεπτα
Β) 34 δευτερόλεπτα
Γ) 51 δευτερόλεπτα
Δ) 68 δευτερόλεπτα
Ε) 85 δευτερόλεπτα
Ανάλυση:
Εναλλακτική Β
Σε κάθε χρόνο ημιζωής, η μάζα του ισοτόπου Bh μειώνεται στο μισό. Έτσι, υποθέτοντας ότι η αρχική μάζα είναι ίση με m:
Μετά από ένα χρόνο ημιζωής (17 δευτερόλεπτα), η υπολειπόμενη μάζα του Bh είναι m/2.
Μετά από άλλα 17 δευτερόλεπτα (συνολικά 34 δευτερόλεπτα), η μάζα γίνεται m/4.
Μετά από 51 δευτερόλεπτα από την έναρξη του πειράματος, η μάζα γίνεται m/8.
Με αυτόν τον τρόπο, το 1/16 της αρχικής μάζας θα ληφθεί μόνο μετά από 68 δευτερόλεπτα από την έναρξη του πειράματος.
Του Stefano Araújo Novais
Καθηγητής Χημείας