Berquélio (Bk)

O berquélio (Bk) é um elemento químico sintético de número atômico 97, o qual pertence à serie dos actinídeos, localizados no grupo 12 e sétimo período da Tabela Periódica, além de fazer parte dos elementos transurânicos, isto é, aqueles com números atômicos maiores que o urânio. Ademais, é obtido principalmente em reatores nucleares e aceleradores de partículas por meio de bombardeamento de núcleos de átomos mais leves com partículas alfa ou nêutrons.

Nesse sentido, as propriedades do berquélio, como a sua meia-vida e os modos de decaimento, são estudadas para entender melhor os comportamentos dos elementos pesados e suas possíveis utilizações. Embora não tenha um uso amplo fora dos laboratórios, o seu estudo contribui significativamente para o conhecimento sobre a física nuclear e a química de elementos pesados; bem como na compreensão sobre os limites da Tabela Periódica e os desafios relacionados à síntese e manipulação de elementos superpesados.

Leia também: Actínio — outro metal pertencente ao grupo dos actinídeos

Tópicos deste artigo

• 1 - Resumo sobre o berquélio
• 2 - Propriedades do berquélio
• 3 - Características do berquélio
• 4 - Onde o berquélio é encontrado?
• 5 - Ocorrência do berquélio
• 6 - Obtenção do berquélio
• 7 - Aplicações do berquélio
• 8 - Precauções com o berquélio
• 9 - História do berquélio
• 10 - Curiosidades sobre o berquélio

Resumo sobre o berquélio

• O berquélio é um elemento químico sintético, metálico e sólido nas condições normais de temperatura e pressão.

• Pertence à série dos actinídeos e é classificado como um elemento transurânico.

• Tem alta radioatividade, emitindo radiação alfa e beta.

• É produzido em pequenas quantidades em reatores nucleares.

• Suas aplicações são principalmente em pesquisa científica, para estudar elementos transurânicos, e na síntese de elementos mais pesados.

• Apresenta alta densidade, ponto de fusão em torno de 986 °C e ponto de ebulição por volta de 2627 °C.

• Seus isótopos têm massas que variam de 240-252 u.m.a.

• Foi descoberto em 1949 no Laboratório Nacional de Berkeley, Califórnia.

• Seu nome é uma homenagem à cidade na qual foi descoberto: Berkeley.

Propriedades do berquélio

• Símbolo: Bk

• Massa atômica: 247 u

• Número atômico: 97

• Configuração eletrônica: [Rn] 5f9 7s2

• Eletronegatividade: 1,3 (escala Pauling)

• Série química: actinídeos

• Ponto de fusão: 986 °C

• Ponto de ebulição: 2627 °C

• Energia de ionização: 608 kJ/mol (primeira ionização)

• Densidade: 14,78 g/cm³

• Estado de oxidação: +3, +4

• Raio atômico (van der Waals): 244 pm

Características do berquélio

No que tange às suas caraterísticas, o berquélio é um metal sólido e extremamente denso pertencente à série dos actinídeos. Caracteriza-se pela sua alta radioatividade (principalmente ao emitir radiação alfa) e pela sua produção sintética em laboratórios especializados. Em vista disso, sua aparência não é amplamente descrita devido à sua raridade e à necessidade de manipulação em ambientes controlados. Nesse sentido, ele é considerado moderadamente reativo, reagindo principalmente com oxigênio, água e ácidos para formar compostos.

Onde o berquélio é encontrado?

Diante de sua natureza sintética, o berquélio não ocorre naturalmente na crosta terrestre, sendo produzido artificialmente em laboratórios, sobretudo em reatores nucleares e aceleradores de partículas, por meio do bombardeamento de átomos de urânio ou cúrio com partículas alfa.

Ocorrência do berquélio

O berquélio é um elemento sintético, portanto, não ocorre naturalmente na crosta terrestre. Contudo, vale destacar que ele tem vários isótopos, todos radioativos, com massas atômicas variando de 240 a 252. O berquélio-249 é o mais comum e mais estudado, com meia-vida de cerca de 330 dias e apresentando emissão de partículas beta, transformando-se em califórnio-249, conforme a equação de decaimento abaixo:

Bk-249 → Cf-249 + β⁻ + ν_e​​

Sendo ν_e​​ um antineutrino emitido durante o decaimento beta e β⁻ uma partícula beta (elétron).

Obtenção do berquélio

A obtenção do berquélio se dá por meio de processos nucleares complexos, e basicamente está limitada à sua raridade e ao custo elevado dos procedimentos necessários para sua produção, sendo produzido em pequenas quantidades. Sendo assim, a seguir, veja como ocorre cada etapa envolvida nesse processo:

• Bombardeamento nuclear: o processo começa com o bombardeamento de alvos compostos por urânio ou cúrio, os quais são expostos a partículas alfa (núcleos de hélio) ou nêutrons em um reator nuclear ou acelerador de partículas.

• Reação nuclear: no reator nuclear, os nêutrons capturados pelos núcleos de cúrio provocam a formação de cúrio-244, que pode capturar mais nêutrons e decair para formar berquélio-249. Alternativamente, o bombardeamento com partículas alfa pode produzir berquélio diretamente.

• Extração e separação inicial: após o bombardeamento, a mistura resultante contém berquélio com outros produtos de reação e materiais residuais. Sendo assim, técnicas de separação química são aplicadas para isolar o berquélio, como a dissolução da mistura em ácidos específicos.

• Purificação química: resinas de troca iônica são utilizadas para purificar ainda mais o berquélio, isolando-o com base em suas propriedades químicas específicas.

• Isolamento final: o berquélio purificado é finalmente isolado em uma forma utilizável, muitas vezes como um sal ou composto químico específico.

Aplicações do berquélio

Devido à sua alta radioatividade, o berquélio é usado em experimentos de física nuclear para estudar reações nucleares e processos de fissão. Sendo assim, destacamos algumas de suas principais aplicações no âmbito científico:

• Pesquisa científica: ele é utilizado para estudar as propriedades químicas e físicas dos elementos transurânicos, pois isso ajuda a expandir o conhecimento sobre os elementos da série dos actinídeos e suas interações.

• Síntese: ele é usado na produção de elementos mais pesados, como o tenesso (elemento 117). Por exemplo, o berquélio-249 pode ser bombardeado com núcleos de cálcio para sintetizar esses novos elementos.

• Estudos de propriedades dos actinídeos: é usado em experimentos que visam entender melhor o comportamento dos actinídeos, particularmente em relação à sua química de coordenação e interação com outros materiais.

• Física nuclear: ele serve como um alvo em experimentos da física nuclear para investigar reações nucleares e processos de fissão, contribuindo para o avanço do conhecimento em energia nuclear e física de partículas.

Veja também: Protactínio — outro metal pertencente ao grupo dos actinídeos

Precauções com o berquélio

O berquélio é um elemento radioativo, portanto, exige precauções rigorosas ao ser manuseado. Primeiro, é essencial utilizar equipamentos de proteção individual, como luvas e roupas especiais, para evitar o contato direto com a pele. Além disso, o manuseio deve ocorrer em ambientes controlados, como laboratórios equipados com sistemas de contenção de radiação, para proteger contra a exposição à radiação alfa e beta emitida por ele.

Outra medida importante é a utilização de blindagem adequada, como placas de chumbo, para minimizar a exposição à radiação, bem como a ventilação do local deve ser eficiente para evitar a inalação de partículas radioativas. Por fim, todos os resíduos e materiais contaminados devem ser descartados, seguindo-se protocolos de segurança para resíduos radioativos, a fim de prevenir a contaminação ambiental e proteger a saúde pública.

História do berquélio

A história do berquélio começou em 1949, quando foi descoberto por uma equipe de cientistas, liderada por Albert Ghiorso, Stanley G. Thompson e Glenn T. Seaborg, no Laboratório Nacional de Berkeley, pertencente à Universidade da Califórnia. Nesse contexto, a descoberta ocorreu durante a investigação sistemática dos elementos transurânicos — elementos químicos com números atômicos maiores que o urânio.

Em meio a isso, esse elemento recebeu seu nome em homenagem à cidade de Berkeley, onde o laboratório no qual foi descoberto está situado. O processo de descoberta envolveu a criação de berquélio-243 pela irradiação de amerício-241 com partículas alfa em um cíclotron (acelerador de partículas). Tal resultado foi seguido por outros isótopos, como o berquélio-249, produzido posteriormente em reações nucleares com curto período de semidesintegração.

Por fim, devido à sua natureza altamente radioativa e à dificuldade de produção em quantidades significativas, atualmente esse elemento está limitado a pesquisas científicas avançadas, sobretudo por seu papel na exploração dos limites da Tabela Periódica e no avanço da química nuclear. Assim, seus estudos ajudaram a expandir o conhecimento sobre os elementos da série dos actinídeos, além de contribuir para a síntese de elementos mais pesados, como o tenesso.

Curiosidades sobre o berquélio

• O berquélio foi nomeado em homenagem à cidade de Berkeley, onde está localizada a Universidade da Califórnia, onde ele foi descoberto.

• O isótopo mais estável do berquélio, o Bk-247, tem uma meia-vida de aproximadamente 1380 anos.

• É um dos elementos mais raros e caros do mundo, com apenas alguns gramas sendo produzidos anualmente.

Fontes

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