Mostra la font per a Berkeli

{{Berkeli}}
El '''berkeli''' és un [[element sintètic]] de la [[taula periòdica]] el símbol del qual és el '''Bk''' i el seu [[nombre atòmic]] és 97. Pertany a la sèrie dels [[actinoide]]s i fou el cinquè [[element transurànic]] en sintetitzar-se. [[Stanley G. Thompson|S.G. Thomson]], [[Albert Ghiorso|A. Ghiorso]] i [[Glenn Theodore Seaborg|G.T. Seaborg]] l'obtingueren el 1949 bombardejant [[americi]] 241, descobert només cinc anys abans pel mateix equip d'investigadors, amb [[Partícula α|partícules α]]. El nom és en honor a la ciutat [[Califòrnia|californiana]] de [[Berkeley]], on se sintetitzà. Posteriorment, fou identificat a la natura al [[reactor nuclear natural d'Oklo]], [[Gabon]], en quantitats molt petites. L'[[isòtop]] més estable és el berkeli 247 (t<sub>½</sub> = 1.380 a), però és difícil obtenir-lo. L'isòtop berkeli 249 s'empra per produir californi 250 i fou emprat per sintetitzar per primer cop l'element [[tennes]] bombardejant-lo amb cations calci 48 el 2009.

== Història ==
[[Fitxer:60-inch cyclotron. Photograph taken March 20, 1939. (Photograph by- Unknown) - DPLA - 7d00fd0ba82bd6900ac2e832f03aeb27.jpg|esquerra|miniatura|El [[ciclotró]] del Laboratori de Radiació a Berkeley el 1939.]]
El berkeli fou obtingut per primera vegada pels químics estatunidencs [[Stanley G. Thompson|Stanley G. Thomson]] (1912-1976) i [[Glenn Theodore Seaborg|Glen T. Seaborg]] (1912-1999) i l'enginyer [[Albert Ghiorso]] (1915-2010) el desembre de 1949 al [[Laboratori Nacional Lawrence de Berkeley|Laboratori nacional Lawrence Berkeley]], aleshores Radiation Laboratory, de la [[Universitat de Califòrnia a Berkeley]]. La síntesi d'aquest nou element químic artificial l'obtingueren irradiant 7 mg de l'isòtop [[americi]] 241 amb [[Partícula α|partícules α]] al [[ciclotró]] de 60 [[Polzada|polzades]] de la universitat durant un parell d'hores. L'isòtop generat, el berkeli 243, té una [[Període de semidesintegració|vida mitjana]] de 4,4 h desintegrant-se majoritàriament per [[captura electrònica]] en un 99,85 % donant [[curi]] 243 i per [[Partícula alfa|emissió alfa]] en només un 0,15 % donant [[plutoni]] 237.<ref name=:2>{{Ref-web|títol=Z = 97|url=https://www.nndc.bnl.gov/nudat3/|consulta=2023-02-23|editor=National Nuclear Data Center (NNDC) at Brookhaven National Laboratory|obra=NuDat 3.0}}</ref>

<chem display="block">^241_95Am + ^4_2He -> ^243_97Bk + 2 ^{1}_{0}n</chem><chem display="block">^243_97Bk + ^0_{-1}e -> ^243_96Cm</chem>
[[Fitxer:Lawrence Berkeley National Laboratory logo.svg|esquerra|miniatura|Logo del [[Laboratori Nacional Lawrence de Berkeley|Lawrence Berkeley National Laboratory]].]]
Fou aïllat de la resta d'elements químics mitjançant una combinació dels mètodes de precipitació i de [[bescanvi iònic]] a partir de la predicció dels seus [[Estat d'oxidació|estats d'oxidació]] (+3 i +4) sobre la base de la seva posició en la sèrie dels [[actinoide]]s de la [[taula periòdica]]. Proposaren el nom berkeli per la ciutat de [[Berkeley]], [[Califòrnia]], on havia sigut obtingut.<ref>{{Ref-publicació|article=Element 97|url= https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRev.77.838.2|publicació=Physical Review|data=1950-03-15|issn=0031-899X|pàgines=838-839|volum=77|exemplar=6|doi=10.1103/PhysRev.77.838.2|llengua= anglès |nom=S. G.|cognom=Thompson|nom2=A.|cognom2=Ghiorso|nom3=G. T.|cognom3=Seaborg}}</ref>
[[Fitxer:Seal of University of California, Berkeley.svg|esquerra|miniatura|Logo de la [[Universitat de Califòrnia a Berkeley]].]]
El descobriment del berkeli cridà l'atenció de la revista ''[[The New Yorker]]'' que el veié com a part d'un nombre creixent de nous elements i suggerí de broma que la [[Universitat de Califòrnia a Berkeley]] havia perdut una oportunitat d'or d'immortalitzar-se per sempre a la [[taula periòdica]]. L'article deia que haurien d'haver anomenat la seqüència de nous [[Element transurànic|elements transurànics]] ''universitium'', ''oftuny'', ''californium'' i ''berkelium'' (de University of California, Berkeley). Glenn Seaborg respongué a l'article dient que havien pensat en això, però que obriria la porta perquè algú de [[Nova York]] descobrís els dos elements següents i els anomenaria ''newium'' i ''yorkium''. El ''New Yorker'' replicà que ja estaven treballant molt en els nous elements, però fins ara només tenien els seus noms.<ref name=:3>{{Ref-llibre|edició=2a edició|títol=Nature's Building Blocks : an a-Z Guide to the Elements.|url=https://www.worldcat.org/oclc/1119634122|editorial=Oxford University Press, Incorporated|data=2011|lloc=Oxford|isbn=978-0-19-257046-8|nom=John|cognom=Emsley}}</ref>

== Estat natural i obtenció ==
[[Fitxer:Gabon (orthographic projection).svg|esquerra|miniatura|Situació del [[Gabon]] a Àfrica. Oklo és un jaciment d'urani al sud-est de Gabon.]]
El berkeli es troba de manera natural a la Terra, però només en quantitats insignificants: és el menys abundant de tots els elements naturals. Hi ha només dos [[Isòtop|isòtops]] de berkeli, berkeli 249 i berkeli 250. Aquests isòtops es produïren durant centenars de milers d'anys en reactors nuclears naturals que començaren a funcionar fa uns 1.800 milions d'anys, seguint processos geològics naturals que concentraven l'[[urani]]. Això donà lloc al fet que setze [[Reactor nuclear|reactors nuclears]] naturals entrassin en funcionament a [[Reactor nuclear natural d'Oklo|Oklo]], [[Gabon]], a l'[[Àfrica]]. En aquests reactors operaven de manera contínua i, mitjançant processos de captura de neutrons i desintegracions β, i produïren els [[Element transurànic|elements transurànics]] dels [[Nombre atòmic|nombres atòmics]] 83 ([[neptuni]]) al 100 ([[Fermi (element)|fermi]]), inclòs el berkeli.<ref name=:3/>

Les reaccions de captura de [[Neutró|neutrons]] seguides de [[desintegració β]] que condueixen al berkeli impliquen isòtops d'[[americi]] i [[curi]], i són:<ref name=:4/>

<chem display="block">^238_92U + ^1_0n -> ^239_92U -> ^0_{-1}e + ^239_93Np -> ^0_{-1}e + ^239_94Pu</chem><chem display="block">^239_94Pu + 4 ^1_0n -> ^243_95Am + ^0_{-1}e</chem><chem display="block">^243_95Am + ^1_0n -> ^244_95Am -> ^244_96Cm + ^0_{-1}e </chem>

El curi 249 es produeix per captura de neutrons del curi 244 i per emissió β dona berkeli 249, i aquest pot capturar un neutró i produeix berkeli 250. Aquests isòtops tenen vides mitjanes força curtes i es desintegren ràpidament.<ref name=:3/><ref name=:4/>
<chem display="block">^244_96Cm + 5 ^1_0n -> ^249_96Cm -> ^249_97Bk + ^0_{-1}e</chem><chem display="block">^249_97Bk + ^1_0n -> ^250_97Bk</chem>
[[Fitxer:Centaurus IAU.svg|miniatura|[[Constel·lació del Centaure]] on es troba l'[[Estrella de Przybylski|estrella de Przybylsky]].]]
A l'espai també s'ha identificat per [[espectroscòpia]] el berkeli a l'[[estrella de Przybylski]] (V816 Centauri). És un estel situat a la [[constel·lació de Centaure]], de [[magnitud aparent]] +8,02, descoberta per l'astrònom polonès [[Antoni Przybylski]] (1913-1985) el 1961. És un [[Estel peculiar|estel químicament peculiar]] extrem, amb [[Línia espectral|línies espectrals]] fortes d'elements [[Lantanoide|lantanoides]] i [[Transurànic|transurànics]].<ref>{{Ref-publicació|article=Identification of absorption lines of short half-life actinides in the spectrum of Przybylski’s star (HD 101065)|url=http://link.springer.com/10.3103/S0884591308020049|publicació=Kinematics and Physics of Celestial Bodies|data=2008-04|issn=0884-5913|pàgines=89-98|volum=24|exemplar=2|doi=10.3103/S0884591308020049|llengua=en|nom=V. F.|cognom=Gopka|nom2=A. V.|cognom2=Yushchenko|nom3=V. A.|cognom3=Yushchenko|nom4=I. V.|cognom4=Panov|nom5=Ch.|cognom5=Kim}}</ref>

La síntesi del berkeli 247, el que té una [[Període de semidesintegració|semivida]] més llarga (t<sub>½</sub> = 1 380 a) és molt ineficient i no se'n sintetitza. El berkeli 249 (t<sub>½</sub> = 330 d) es pot obtenir bombardejant amb un flux de neutrons curi 244. Cal que aquest radionúclid absorbeixi cinc neutrons per transformar-se en curi 249, que té un període de semidesintegració de només 64 minuts, el qual a través d'una emissió β dona el berkeli 249. Les reaccions són les mateixes que es produeixen als reactors nuclears naturals.<ref name=:4>{{Ref-llibre|títol=Elements of a sustainable world|url=https://www.worldcat.org/oclc/1332960430|data=2020|lloc=Oxford, United Kingdom|isbn=978-0-19-256288-3|nom=John|cognom=Evans|editorial=Oxford University Press}}</ref>

== Propietats ==
=== Propietats físiques ===
El berkeli té una densitat de 14,8 g/cm³<ref name=:0/> i un punt d'ebullició de 996 °C, és [[Electronegativitat|electropositiu]], reactiu i de [[lluïssor]] argentada com els altres metalls [[actinoide]]s. La seva [[configuració electrònica]] és [<nowiki/>[[Radó|Rn]]] 5''f''⁹7''s''<sup>2</sup>.<ref name=:1>{{Ref-llibre|edició=93rd edition|títol=CRC handbook of chemistry and physics|url= https://www.worldcat.org/oclc/1056711407|lloc=Boca Raton, FL|isbn=978-1-4398-8050-0|llengua= anglès |data=2016| editorial=CRC Press| editor=William M. Haynes}}</ref>

=== Propietats químiques ===
Les investigacions químiques han demostrat que el berkeli existeix en [[Solució química|dissolucions]] aquoses amb estats d'oxidació +3 i +4, presumiblement com a ions <chem>Bk^3+</chem> i <chem>Bk^4+</chem>. Les propietats de solubilitat del berkeli en els seus dos estats d'oxidació són similars a les dels altres [[Actinoide|actinoides]] i als elements [[Lantanoide|lantanoides]] (sobretot [[ceri]]) als estats d'oxidació corresponents. L'estat d'oxidació +3 és el que dona lloc a més composts, en són exemples l'òxid de berkeli(III) <chem>Bk2O3</chem>, el [[fluorur de berkeli(III)]] <chem>BkF3</chem>, el [[clorur de berkeli(III)]] <chem>BkCl3</chem>,<ref name=:0/> el sulfur de berkeli(III) <chem>Bk2S3</chem>, el nitrur de berkeli(III) <chem>BkN</chem>, el nitrat de berkeli(III)—aigua(1/4) <chem>Bk(NO3)3 \! . \! 4H2O</chem> i el sulfat de berkeli(III)—aigua(1/12), <chem>Bk2(SO4)3 \! . \! 12H2O</chem>. En l'estat d'oxidació +4 hi ha menys composts, els més destacats són l'òxid de berkeli(IV) <chem>BkO2</chem>, el fluorur de berkeli(IV) <chem>BkF4</chem>, el clorur de berkeli(IV) i cesi <chem>Cs2BkCl6</chem> i <chem>[N(CH3)4]2BkCl6</chem>.<ref>{{Ref-llibre|edició=3rd ed.|títol=The chemistry of the actinide and transactinide elements.|url=https://www.worldcat.org/oclc/262685616|editorial=Springer Science & Business Media|data=2006|lloc=Dordrecht|isbn=978-1-4020-3598-2|editor=L.R. Morss, Norman M. Edelstein, Jean Fuger}}</ref>

L'[[òxid de berkeli(IV)]] <chem>BkO2</chem> es pot sintetitzar per calcinació amb aire a 1 200 °C. Si es redueix aquest òxid a 600 °C amb un corrent d'hidrogen s'obté l'[[òxid de berkeli(III)]] <chem>Bk2O3</chem>, segons les reaccions:<ref>{{Ref-llibre|títol=High temperature oxides. Part II, Oxides of rare earths, titanium, zirconium, hafnium, niobium and tantalum|url=https://www.worldcat.org/oclc/896853671|data=1970|lloc=Nova York|isbn=978-1-4832-7139-2|editorial=Elsevier|editor=Allen M. Alper}}</ref>

<chem display="block">Bk(s) + O2(g) -> BkO2(s)</chem><chem display="block">2BkO2(s) + H2(g) -> Bk2O3(s) + H2O(g)</chem>

== Isòtops ==
{{Article principal|Isòtops del berkeli}}

Actualment, es coneixen o s'han sintetitzat tretze [[Isòtop|isòtops]] del berkeli que van des del [[nombre màssic]] 234 al 254.<ref name=:1/> Tots els isòtops del berkeli són [[Radioactivitat|radioactius]]; el berkeli 247 és el que més temps dura (1.379 anys de [[període de semidesintegració]]) i es desintegra en un 100 % mitjançant emissió d'una [[partícula α]] donant [[americi]] 243:<ref name=:2/>

<chem display="block">^247_97Bk -> ^243_95Am + ^4_2He</chem>

El berkeli 249 (període de semidesintegració de 330 dies) ha estat àmpliament utilitzat en els estudis químics de l'element perquè es pot produir en quantitats pesables isotòpicament pures per a [[Reacció nuclear|reaccions nuclears]] que comencen amb el [[curi]] 244.<ref name=:0>{{Ref-web|títol=Berkelium {{!}} chemical element|url= https://www.britannica.com/science/berkelium| consulta=2020-03-26|llengua= anglès | editor=Encyclopædia Britannica, inc.|data=12 abril 2019|obra=Encyclopædia Britannica}}</ref> També es desintegra per emissió d'una partícula α en un 100 % i produeix americi 245:<ref name=:2/>

<chem display="block">^249_97Bk -> ^245_95Am + ^4_2He</chem>

== Aplicacions ==
El berkeli no té en l'actualitat aplicacions comercials. Tanmateix, es prepara berkeli 249 amb finalitats científiques, especialment per a la síntesi d'altres [[Actinoide|actinoides]] i d'[[elements superpesants]].<ref name=:1/> Així el [[californi]] 250 es produeix bombardejant berkeli 249 amb [[Neutró|neutrons]], la qual cosa forma berkeli 250 mitjançant [[captura neutrònica]] que, al seu torn, pateix una ràpida [[Desintegració beta|desintegració β]] per esdevenir californi 250 seguint la següent reacció:<ref>{{Ref-llibre|edició=1st ed|títol=Exploring chemical elements and their compounds|url=https://www.worldcat.org/oclc/23690209|editorial=Tab Books|data=1992|lloc=Blue Ridge Summit, PA|isbn=0-8306-3018-X|nom=David L.|cognom=Heiserman}}</ref>

<chem display="block">^249_97Bk + ^1_0n -> ^250_97Bk + \gamma
</chem><chem display="block">^250_97Bk -> ^250_98Cf + ^0_{-1}e</chem>
[[Fitxer:ORNL_Aerial_2012_(8003095255).jpg|miniatura|Campus del [[Laboratori Nacional d'Oak Ridge]] (ORNL), a [[Tennessee]], on se sintetitzà el [[tennes]] el 2009.]]
Dos isòtops diferents del [[tennes]], el tennes 293 i el tennes 294, foren produïts emprant [[Reacció nuclear|reaccions nuclears]] molt asimètriques, fent incidir en un [[ciclotró]] un feix extremadament intens d'ions [[calci]] 48 sobre un blanc de berkeli 249. Aquest havia sigut sintetitzat per irradiació durant més de vuit mesos de [[curi]] i [[americi]] en el reactor d'alt flux del [[Laboratori Nacional d'Oak Ridge]] (ORNL), a l'estat de [[Tennessee]], [[Estats Units d'Amèrica|EUA]]. Després de la separació química, duta a terme també en l'ORNL, s'obtingueren 22,2 mg de berkeli 249 amb una quantitat mínima d'impureses. La [[Fusió nuclear|reacció nuclear de fusió]] calenta produí un [[nucli atòmic]] compost de [[nombre atòmic]] Z = 117 i 180 neutrons, el tennes 297, que seguidament perdé 4 o 3 neutrons per a donar tennes 293 i tennes 294, respectivament. Les reaccions nuclears són:<ref name=":02">{{Ref-publicació|cognom=Fraile|nom=L.M.|article=Z = 117, teneso, Ts. En ruta hacia la isla de estabilidad de los elementos superpersados|publicació=An. Quím.|url=http://analesdequimica.es/wp2/numeros-anteriores/vol-115-no-2-2019/|data=2019|pàgines=179|volum=115|exemplar=2|consulta=2023-02-23|arxiuurl=https://web.archive.org/web/20200207075912/http://analesdequimica.es/wp2/numeros-anteriores/vol-115-no-2-2019/|arxiudata=2020-02-07}}</ref>
[[Fitxer:Tennessee2098789.png|miniatura|Situació de l'estat de [[Tennessee]] als [[Estats Units d'Amèrica|EUA]]]]
<chem display="block">^249_97Bk + ^48_20Ca -> ^297_117Ts</chem><chem display="block">^297_117Ts -> ^293_117Ts + 4 ^1_0n</chem><chem display="block">^297_117Ts -> ^294_117Ts + 3 ^1_0n</chem>També s'ha investigat la reacció del berkeli 249 amb cations [[titani]] 50 amb l'objectiu de sintetitzar l'[[Ununenni|element ununenni]], de [[nombre atòmic]] 119, sense que hagi estat aconseguit. La reacció seria:<ref>{{Ref-llibre|títol=The periodic table: past, present, and future|url=https://www.worldcat.org/oclc/1202967970|data=2020|lloc=Singapore|isbn=978-981-12-1848-4|nom=Geoffrey|cognom=Rayner-Canham|editorial=World Scientific}}</ref>
<chem display="block">^249_97Bk + ^50_22Ti -> ^299_119Uue</chem>

== Toxicitat ==
Com la resta d'actinoides, el berkeli tendeix a acumular-se en el [[Esquelet|sistema esquelètic]]. La màxima quantitat admissible per a l'isòtop berkeli 249 en l'esquelet humà és de 0,0004 μg.<ref name=:1/>

== Referències ==
{{Referències}}

== Bibliografia complementària ==
* {{ref-llibre|cognom1=Greenwood|nom1= Norman N.|cognom2=Earnshaw|nom2=Alan|data=1997|títol=Chemistry of the Elements |edició=2a edició|place=Oxford|editorial= Butterworth-Heinemann|isbn=978-0-08-037941-8}}
* {{ref-llibre|cognom1=Holleman|nom1=Arnold F. |cognom2=Wiberg|nom2=Nils |títol=Textbook of Inorganic Chemistry|edició=102nd |editorial=de Gruyter|place=Berlin |data=2007|isbn=978-3-11-017770-1}}
* {{ref-llibre|cognom1=Peterson|nom1=J. R.|cognom2=Hobart|nom2=D. E.|chapter-url=https://books.google.cat/books?id=U-YOlLVuV1YC&pg=PA29|capítol=The Chemistry of Berkelium|editor-last=Emeléus|editor-first=Harry Julius|títol=Advances in inorganic chemistry and radiochemistry|volum=28|editorial=Academic Press|data=1984|isbn=978-0-12-023628-2|pàgines=[https://archive.org/details/advancesininorga0000unse_p1d0/page/29 29–64]|doi=10.1016/S0898-8838(08)60204-4|url=https://archive.org/details/advancesininorga0000unse_p1d0/page/29}}

== Enllaços externs ==
{{Projectes germans}}
* [http://periodic.lanl.gov/elements/97.html Los Alamos National Laboratory - Berkeli] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20060929005803/http://periodic.lanl.gov/elements/97.html |date=2006-09-29 }} {{en}}
* [http://education.jlab.org/itselemental/ele097.html És Elemental - Berkeli] {{en}}
* [http://www.webelements.com/webelements/elements/text/Bk/index.html webelements.com - Berkeli] {{en}}
* [http://environmentalchemistry.com/yogi/periodic/Bk.html environmentalchemistry.com - Berkeli] {{en}}

{{taula periòdica compacta}}
{{Viccionari-lateral|berkeli}}

{{Autoritat}}

[[Categoria:Elements transurànics]]
[[Categoria:Actínids]]