O bohrium is een synthetisch element van Groep 7 van de Periodiek systeem, met atoomnummer 107. De synthese ervan wordt toegeschreven aan de Duitse laboratoria van het Helmholtz Center for Research on Heavy Ions. (GSI), uit de stad Darmstadio, Duitsland, en de naam werd gegeven ter ere van de beroemde natuurkundige Deens Niels Bohr.
Bohrium heeft een weinig bekende chemie, maar het is al bekend dat het zich gedraagt als de lichtere elementen van Groep 7, rhenium en technetium, bij bepaalde gelegenheden. Aangezien de meest stabiele isotoop slechts 17 seconden oud is en de synthese ervan zeer gecompliceerd is, is er weinig bekend over dit element.
Zie ook: Bohr's atoommodel - het eerste atoommodel dat concepten uit de kwantummechanica gebruikt
Samenvatting over bohrium
Het is een synthetisch chemisch element in groep 7 van het periodiek systeem.
Het werd voor het eerst gesynthetiseerd in 1981 door de Gesellschaft für Schwerionenforschung (GSI) in Darmstadium, Duitsland.
Het is een radioactief element.
Chemisch wordt gespeculeerd dat het op de andere lijkt elementen Chemicaliën lichtste van zijn groep, rhenium en technetium.
Net als andere transactiniden, lijdt het aan een lage stabiliteit en de moeilijkheid om aanzienlijke eigen monsters te synthetiseren voor studies.
bohrium eigenschappen
Symbool: BH
Atoom nummer: 107
Atoom massa: 264 cu
Elektronische configuratie: [Rn] 7s2 5f14 6d5
Meest stabiele isotoop:267Bh (17 tweede halfwaardetijd)
Chemische reeks: Groep 7, transactiniden, superzware elementen
bohrium-kenmerken:
Bohrium, evenals de andere transactiniden (elementen met atoomnummer groter dan 103), is een radioactief element. Er zijn zes isotopen van dit element bekend, waarbij massa 267 de meest stabiele is, met ongeveer 17 seconden halveringstijd (de tijd die nodig is om de hoeveelheid van het element te halveren).
Bohrium lijdt aan hetzelfde probleem als andere transactiniden: de lage productiesnelheid, hetzij in hoeveelheid of in snelheid. In deze elementen, wat bekend staat als de chemie van slechts één atoom, wat op zich de experimenten complexer maakt, omdat aanpassingen in termen van berekeningen noodzakelijk zijn.
We moeten niet vergeten dat de meeste vergelijkingen zijn opgesteld voor systemen met ten minste twee atomen. Voeg dit toe aan het feit dat bohrium-isotopen een hebben korte halfwaardetijd, wat verdere studies over de aard ervan onhaalbaar maakt.
Als een Groep 7-element wordt verwacht dat bohrium een chemisch gedrag vergelijkbaar met van renium en Dhet technetium, lichtere elementen van deze groep. Zo is gevonden dat bohrium oxychloriden vormt, BhO3Cl, evenals rhenium en technetium.
Lees ook: Dubnium — een ander synthetisch radioactief element met een lage productiesnelheid
Bohrium verkrijgen
De chemie van transactiniden is ingewikkeld om te doen. Als een van deze elementen is bohriumgesynthetiseerd met deeltjesversnellers, waarin ionische soorten botsen met zware elementen. De detectie (bewijs) ervan is echter ook een andere uitdaging.
Wanneer gevormd, begint het radioactieve element te vervallen en te vertonen alfa-emissies en uitstoot bèta. Men moet dus het radioactieve verval van het gevormde atoom evalueren of zelfs atoomsoorten identificeren die kunnen ontstaan uit deze kernreacties, zoals in een puzzel.
Een andere hindernis is de halfwaardetijd van transactinide-isotopen. Omdat ze gewoonlijk kort zijn, in het bereik van seconden, wordt gewoonlijk een hoeveelheid in het bereik van enkele atomen of zelfs een enkel atoom verkregen.
Voor bohrium werd de meest stabiele isotoop, 267, verkregen via de bombardement van berkelium-249 met neon-22-ionen.
\({_97^{249}}Bk+{_10^{22}}Ne\rightarrow{_107^{267}}Bh+4{_0^1}n\)
Voorzorgsmaatregelen met bohrium
Het is nog niet mogelijk om Bh op grote schaal te produceren. Dus, de risico's die aan dit element zijn verbonden, zijn gekoppeld aan de effecten van straling. In een gecontroleerd laboratorium worden deze risico's echter geanticipeerd en dus geminimaliseerd.
Meer weten: Vanadium — scheikundig element waarvan de wereldreserves meer dan 63 miljoen ton bedragen
geschiedenis van bohrium
De transactiniden vormen het middelpunt van een onrustig geschil dat plaatsvond tussen 1960 en 1970, tijdens een andere aflevering van de Koude Oorlog, de zogenaamde War of the Transfers: de race voor de synthese van elementen met een atoomnummer boven 103. Bij dit ongebreidelde geschil waren de laboratoria betrokken: Joint Institute for Nuclear Research, in de stad Dubna, Rusland; Lawrence Berkeley National Laboratory in Berkeley, Californië; en Gesellschaft für Schwerionenforschung (GSI, beter vertaald als Helmholtz Center for Research on Heavy Ions), in Darmstadium, Duitsland.
Echter, in het geval van het bohrium waren de geschillen minder intens. Voor dit element was de Berkeley-groep wetenschappers bijvoorbeeld niet betrokken bij de ontdekking. De Dubna-groep, geleid door Yuri Oganessian, was niet in staat om de synthese van element 107 te bewijzen.
Op deze manier, alleen bohrium werd gedetecteerd en bevestigd door de Duitse GSI-groep, geleid door wetenschappers Peter Ambrüster en Gottfried Münzenberg, in 1981. Met behulp van de koude fusietechniek, ontwikkeld door Oganessian in de jaren 70, Wetenschappers waren in staat om verval ten opzichte van de isotoop 262 van element 107 te detecteren via de volgende reactie:
\({_83^{209}}Bi+{_24^{54}}Cr\rightarrow{_107^{262}}Bh+{_0^1}n\)
De naam Bohrian verwijst naar de historische Deense wetenschapper Niels Bohr. Aanvankelijk vroegen de Amerikanen dat de naam voor element 107 Nielsbohrium zou zijn, om een sterke gelijkenis met het element boor te voorkomen.
In 1997 noemde de International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) element 107 echter officieel bohrium.
Opgeloste oefeningen op bohrium
vraag 1
Bohrium is een synthetisch element met atoomnummer 107. De meest stabiele isotoop heeft atoomnummer 267. Hoeveel neutronen zijn aanwezig in de 267 isotoop van Bh?
A) 107
B) 160
C) 162
D) 164
E) 267
Oplossing:
alternatief B
Het aantal neutronen kan worden berekend met behulp van de volgende formule:
A = Z + n
waarbij A het aantal is van pasta atomair, Z is het atoomnummer (numeriek gelijk aan het aantal protonen), en n is het aantal neutronen.
Als we de waarden substitueren, hebben we:
267 = 107 + n
n = 267 - 107
n = 160
vraag 2
De halfwaardetijd van de meest stabiele isotoop van het scheikundige element bohrium (Bh, Z = 107) is slechts 17 seconden. Hoe lang, in seconden, duurt het voordat een monster van deze Bh-isotoop slechts 1/16 van zijn oorspronkelijke massa heeft?
A) 17 seconden
B) 34 seconden
C) 51 seconden
D) 68 seconden
E) 85 seconden
Oplossing:
alternatief B
Bij elke halveringstijd daalt de massa van de Bh-isotoop met de helft. Dus, ervan uitgaande dat de initiële massa gelijk is aan m:
Na een halfwaardetijd (17 seconden) is de resterende massa van Bh m/2.
Na nog eens 17 seconden (in totaal 34 seconden) wordt de massa m/4.
Na 51 seconden vanaf het begin van het experiment wordt de massa m/8.
Op deze manier wordt 1/16 van de initiële massa pas verkregen na 68 seconden vanaf het begin van het experiment.
Door Stefano Araújo Novais
Scheikundeleraar
