Bk · Élément 97 · Actinide
Produit en quantités de l’ordre du nanogramme et utilisé principalement comme cible pour créer des éléments encore plus lourds.
Structure
Il ne s’agit pas d’un diagramme de points sur des anneaux — mais d’un échantillon de Monte-Carlo de la véritable densité de probabilité |ψ|² pour chaque sous-couche occupée. Faites glisser pour faire pivoter. Le bleu et le violet indiquent les signes opposés de la fonction d’onde, ce qui rend la liaison possible.
Valeurs mesurées
Chaque barre indique où se situe berkélium parmi les 118 éléments pour cette propriété.
Sources : masses atomiques standard de l’IUPAC 2021 · CRC Handbook of Chemistry and Physics · NIST. Les valeurs marquées ~ sont prédites plutôt que mesurées.
Taille, à l’échelle
Rayon de 244 pm — soit 0,244 nm ; il en faudrait donc environ 2,05 millions côte à côte pour couvrir un millimètre.
Plage thermique
Berkélium est liquide dans une plage de 1577 K, de 1323 K à 2900 K.
L’histoire
Produit en quantités de l’ordre du nanogramme et utilisé principalement comme cible pour créer des éléments encore plus lourds.
Le berkélium a été découvert le 19 décembre 1949 à l’Université de Californie à Berkeley par une brillante équipe de chimistes nucléaires qui créaient systématiquement de nouveaux éléments au-delà de l’uranium.
L’équipe ayant découvert le berkélium comprenait certains des scientifiques nucléaires les plus éminents du XXe siècle :
La découverte a utilisé le cyclotron de 60 pouces de Berkeley, l’un des accélérateurs de particules les plus puissants de son époque :
La confirmation de la découverte du berkélium a exigé une habileté exceptionnelle :
La découverte du berkélium a été révolutionnaire sur le plan scientifique parce qu’elle :
Les travaux de l’équipe de découverte ont été récompensés par de nombreuses distinctions :
Applications
Le berkélium représente l’une des frontières les plus exigeantes de la recherche nucléaire, avec des applications qui repoussent les limites de la science atomique et de notre compréhension de la matière elle-même.
Le berkélium constitue une étape cruciale dans la synthèse d’éléments encore plus lourds. L’isotope Bk-249 est utilisé comme matériau cible dans les accélérateurs de particules pour créer l’élément 117 (Tennesse) et au-delà. Ces expériences aident les scientifiques à comprendre l’« îlot de stabilité » théorique : une région prédite où des éléments superlourds pourraient exister pendant des périodes plus longues.
Malgré sa rareté, le berkélium fournit des informations uniques sur la chimie des actinides. Les chercheurs étudient ses états d’oxydation (principalement +3 et +4) afin de comprendre le comportement des électrons dans la série des orbitales 5f. Ces études sont essentielles pour élaborer de nouvelles théories sur la chimie des éléments lourds et prédire les propriétés d’éléments encore inconnus.
Les isotopes du berkélium servent d’outils pédagogiques dans les cours avancés de chimie nucléaire et aident les étudiants à comprendre :
Les recherches sur le berkélium contribuent au développement de technologies nucléaires avancées, notamment à l’amélioration des méthodes de :
Bien qu’elles soient actuellement limitées à la recherche, les études sur le berkélium pourraient finalement contribuer à :
Le berkélium n’a aucune application commerciale en raison de son extrême rareté, de sa demi-vie courte et de sa forte radioactivité. Toutes ses utilisations sont limitées à des installations spécialisées de recherche nucléaire.
Les isotopes du berkélium servent de matériaux de référence pour :
Échelle de production : Seules des quantités de l’ordre du microgramme de berkélium ont été produites, ce qui en fait l’une des substances les plus rares sur Terre. La production mondiale annuelle se mesure en nanogrammes.
D’où il vient
0 mg/kg de la croûte terrestre · plus abondant que 0 % des éléments
Le berkélium n’existe pas naturellement sur Terre et doit être créé artificiellement dans des réacteurs nucléaires ou des accélérateurs de particules. Il témoigne de la capacité de l’humanité à créer de nouvelles formes de matière qui n’existent pas dans la nature.
Production en réacteur nucléaire : La méthode principale consiste à bombarder l’américium-241 avec des neutrons dans des réacteurs nucléaires à haut flux :
Synthèse par accélérateur de particules : Méthode alternative utilisant le bombardement par des ions lourds :
La séparation du berkélium est extrêmement difficile en raison de :
Seules quelques installations dans le monde peuvent produire du berkélium :
Production totale : Moins de 1 gramme de berkélium a été produit depuis sa découverte en 1949
Disponibilité actuelle : Généralement, moins de 1 milligramme existe dans le monde à un instant donné
Manipulation
Berkélium est radioactif. Il ne possède aucun isotope stable : chaque noyau se désintègre. Sa manipulation exige un blindage et des autorisations appropriés.
AVERTISSEMENT : Le berkélium est l’un des matériaux radioactifs les plus dangereux connus de la science. Il présente des risques extrêmes pour la santé par plusieurs voies d’exposition et exige le niveau maximal de protocoles de sécurité.
En cas d’exposition ou de contamination par le berkélium :
Restrictions légales : Le berkélium est réglementé comme matière nucléaire par les agences internationales de l’énergie atomique. Seules les installations agréées disposant d’équipements spécialisés et de personnel formé peuvent le manipuler.
Réponses rapides
Berkélium (symbole Bk) est l’élément 97 du tableau périodique, un actinide de la période 7. Produit en quantités de l’ordre du nanogramme et utilisé principalement comme cible pour créer des éléments encore plus lourds. À température ambiante, c’est un solide et il est radioactif.
[Rn] 5f⁹ 7s² ; elle comporte 7 couches occupées, avec la répartition 2, 8, 18, 32, 27, 8, 2.Berkélium fond à 1323 K (1049.9 °C) et bout à 2900 K (2626.9 °C).
Berkélium n’a aucun isotope stable ; il n’a donc pas de masse atomique standard. La valeur indiquée, 247, est le nombre de masse de son isotope connu ayant la plus longue durée de vie.
Berkélium a une masse volumique de 14.78 g/cm³. L’eau a une masse volumique de 1.0 g/cm³ ; un bloc de Berkélium est donc environ 14.8× plus lourd.
Berkélium a une électronégativité de Pauling de 1.3. L’échelle va de 0.70 (le francium, le moins attiré par les électrons) à 3.98 (le fluor, le plus attiré). Les valeurs de cette plage intermédiaire tendent à former des liaisons covalentes plutôt que des liaisons fortement ioniques.
Berkélium a été découvert en 1949 par Thompson, Ghiorso & Seaborg. Il porte le nom de berkeley, Californie.
Berkélium n’existe pas naturellement sur Terre en quantité significative — il est produit dans un réacteur ou un accélérateur.
Oui. Berkélium ne possède aucun isotope stable — chacun de ses noyaux se désintègre. Il n’existe pas dans la nature en quantités utilisables et doit être synthétisé.