Bh · Elemento 107 · Metallo di transizione
Un elemento superpesante la cui chimica, testata un atomo alla volta, si comporta come previsto per il gruppo 7.
Struttura
Non è un diagramma di punti su gusci — è un campione Monte Carlo dell'effettiva densità di probabilità |ψ|² per ogni sottoguscio occupato. Trascinate per ruotare. Il blu e il violetto indicano i segni opposti della funzione d'onda, che rendono possibile la formazione dei legami.
Valori misurati
Ogni barra mostra dove si colloca bohrio tra tutti i 118 elementi per quella proprietà.
Fonti: masse atomiche standard IUPAC 2021 · CRC Handbook of Chemistry and Physics · NIST. I valori contrassegnati con ~ sono previsti anziché misurati.
Dimensioni, in scala
Raggio 247 pm — cioè 0,247 nm, quindi ne servirebbero circa 2,02 milioni affiancati per coprire un millimetro.
Intervallo termico
Nessuna delle due transizioni è stata misurata per bohrio — non sono mai esistiti contemporaneamente abbastanza atomi.
Dove si trova
Bohrio si trova nel periodo 7, gruppo 7. Tutti gli elementi del gruppo 7 hanno lo stesso numero di elettroni esterni, per questo si comportano in modo così simile.
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Tutti i metalli di transizioneLa storia
Un elemento superpesante la cui chimica, testata un atomo alla volta, si comporta come previsto per il gruppo 7.
Il bohrio fu sintetizzato per la prima volta nel 1981 da un gruppo di scienziati tedeschi guidato da Peter Armbruster e Gottfried Münzenberg presso il GSI Helmholtz Centre for Heavy Ion Research di Darmstadt, in Germania, usando tecnologie avanzate di accelerazione degli ioni pesanti. La scoperta comportò il bombardamento di bersagli di bismuto-209 con ioni di cromo-54 accelerati a energie estremamente elevate, creando bohrio-262 attraverso reazioni di fusione nucleare. Il gruppo tedesco usò sofisticate apparecchiature di rilevamento per identificare le caratteristiche distintive del decadimento degli atomi di bohrio, confermando la creazione dell'elemento 107 attraverso un'attenta analisi delle catene di decadimento radioattivo. All'elemento fu inizialmente assegnato il nome temporaneo "unnilseptium" (che in latino significa "uno-zero-sette"), secondo le convenzioni di denominazione sistematica dell'International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) per gli elementi non ancora scoperti. Il gruppo di ricerca tedesco propose il nome "bohrium" in onore del fisico danese Niels Bohr, che diede contributi fondamentali alla teoria atomica e alla meccanica quantistica. Tuttavia, la denominazione dell'elemento 107 divenne controversa quando un gruppo sovietico del Joint Institute for Nuclear Research di Dubna sostenne di aver sintetizzato l'elemento in precedenza, nel 1976, proponendo il nome "nielsbohrium". La disputa sulla priorità e sulla denominazione durò per anni, con entrambi i gruppi che presentarono prove a sostegno delle proprie affermazioni e la comunità scientifica che valutò attentamente i dati sperimentali. Nel 1997 l'IUPAC riconobbe infine la rivendicazione del gruppo tedesco sulla base della qualità e della riproducibilità delle prove sperimentali, adottando ufficialmente il nome "bohrium" con il simbolo "Bh". La scoperta del bohrio rappresentò un risultato significativo nella ricerca sugli elementi superpesanti, dimostrando la capacità di creare e identificare elementi ai limiti estremi della stabilità nucleare. Lo sforzo collaborativo coinvolse diverse istituzioni e rappresentò anni di sviluppo tecnologico nella fisica degli acceleratori e nei metodi di rilevamento nucleare. Questa scoperta aprì la strada alla sintesi di elementi ancora più pesanti e fece progredire la comprensione dei limiti fondamentali della struttura atomica.
Applicazioni
Il bohrio, essendo un elemento superpesante sintetico dalla vita estremamente breve, con un tempo di dimezzamento misurato in secondi, attualmente non ha applicazioni pratiche al di fuori della ricerca scientifica fondamentale. L'elemento esiste esclusivamente per ampliare la nostra comprensione della fisica nucleare, della struttura atomica e dei limiti teorici della materia. Le strutture di ricerca usano il bohrio per studiare le proprietà degli elementi superpesanti e verificare le previsioni teoriche sulla stabilità nucleare e sulla cosiddetta "isola di stabilità", dove alcuni nuclei superpesanti potrebbero avere tempi di dimezzamento più lunghi. L'elemento costituisce un importante caso di verifica per i modelli nucleari che prevedono il comportamento della materia in condizioni estreme, aiutando gli scienziati a comprendere come interagiscono protoni e neutroni nei nuclei molto pesanti. La ricerca sul bohrio contribuisce alla conoscenza della struttura a gusci del nucleo e dei numeri magici che determinano la stabilità nucleare, fornendo indicazioni che potrebbero portare alla scoperta di elementi superpesanti dalla vita più lunga. Lo studio delle proprietà chimiche del bohrio, sebbene estremamente difficile a causa del suo breve tempo di dimezzamento, aiuta a convalidare le previsioni teoriche su come gli elementi superpesanti dovrebbero comportarsi chimicamente e sulla loro posizione nella tavola periodica. Questa ricerca ha implicazioni per la comprensione dei limiti fondamentali della struttura atomica e per stabilire se possano esistere elementi superpesanti stabili con proprietà utili per le tecnologie future. Le tecniche sviluppate per rilevare e studiare il bohrio hanno fatto progredire la strumentazione e la metodologia della fisica nucleare, contribuendo a migliorare le capacità di rilevamento delle particelle e di analisi nucleare. Sebbene il bohrio non abbia applicazioni pratiche attuali, le conoscenze acquisite dal suo studio contribuiscono alla ricerca in fisica nucleare, alla base di molte tecnologie importanti, tra cui l'energia nucleare, gli isotopi medicali e la scienza dei materiali. Potrebbero emergere applicazioni future se venissero scoperti isotopi del bohrio dalla vita più lunga o altri elementi superpesanti correlati, offrendo potenzialmente proprietà uniche per applicazioni tecnologiche specializzate. Lo studio dell'elemento contribuisce inoltre alla comprensione della nucleosintesi stellare e dei processi che creano gli elementi pesanti nell'universo.
Il bohrio non ha applicazioni pratiche nella vita quotidiana o nell'industria a causa del suo tempo di dimezzamento estremamente breve e delle quantità minime che possono essere prodotte negli acceleratori di particelle. L'elemento viene usato esclusivamente nella ricerca avanzata di fisica nucleare presso importanti istituzioni scientifiche dotate di acceleratori di ioni pesanti. I laboratori di ricerca studiano il bohrio per comprendere le proprietà fondamentali degli elementi superpesanti e verificare i modelli teorici della struttura nucleare. L'elemento funge da riferimento per convalidare i modelli computazionali che prevedono il comportamento della materia agli estremi della massa atomica. I fisici nucleari usano la ricerca sul bohrio per esplorare la teorica "isola di stabilità", dove gli elementi superpesanti potrebbero avere tempi di dimezzamento più lunghi e proprietà potenzialmente utili. Lo studio del bohrio contribuisce al progresso della tecnologia degli acceleratori di particelle e dei metodi di rilevamento per lo studio di eventi nucleari rari. Le istituzioni scolastiche usano il bohrio come esempio didattico della fisica nucleare moderna e della ricerca in corso sui limiti della struttura atomica. Le pubblicazioni scientifiche e i database si basano sulla ricerca sul bohrio per aggiornare e perfezionare i modelli teorici della fisica e della chimica nucleare. Collaborazioni internazionali studiano il bohrio per ampliare la comprensione globale della sintesi e delle proprietà degli elementi superpesanti. La scoperta e lo studio dell'elemento dimostrano le capacità delle moderne strutture di fisica nucleare e della cooperazione scientifica internazionale. Sebbene il bohrio non possa essere usato praticamente, la ricerca sulle sue proprietà fa progredire la scienza fondamentale alla base di molte tecnologie nucleari. Le metodologie sviluppate per la ricerca sul bohrio contribuiscono a migliorare la medicina nucleare, l'energia nucleare e la scienza dei materiali grazie a una migliore comprensione dei processi nucleari.
Da dove proviene
0 mg/kg della crosta terrestre · più abbondante del 0% degli elementi
Il bohrio non si trova naturalmente sulla Terra e deve essere creato artificialmente negli acceleratori di particelle attraverso reazioni di fusione nucleare, il che lo rende una delle sostanze più rare producibili dalla tecnologia umana. L'elemento viene sintetizzato bombardando nuclei pesanti bersaglio con nuclei proiettile più leggeri a energie estremamente elevate, generalmente usando bersagli di bismuto-209 e proiettili di cromo-54 per creare bohrio-262 attraverso la fusione nucleare. La produzione di bohrio richiede sofisticate strutture di accelerazione delle particelle, capaci di accelerare gli ioni a energie precise e dirigerli sui materiali bersaglio con straordinaria precisione. È possibile produrre solo pochi atomi di bohrio alla volta, anche con la tecnologia degli acceleratori più avanzata, rendendo impossibile accumulare quantità misurabili dell'elemento. L'isotopo noto più stabile, bohrio-270, ha un tempo di dimezzamento di circa 61 secondi, il che significa che metà di qualsiasi campione decadrà entro circa un minuto dalla sua creazione. Gli altri isotopi del bohrio hanno tempi di dimezzamento ancora più brevi, e alcuni durano solo millisecondi prima di subire un decadimento radioattivo. L'estrema rarità dell'elemento significa che tutta la ricerca sul bohrio deve essere condotta su singoli atomi o su numeri molto piccoli di atomi, richiedendo apparecchiature di rilevamento incredibilmente sensibili. Le strutture di produzione del bohrio esistono solo in poche località nel mondo, tra cui il GSI Helmholtz Centre for Heavy Ion Research in Germania e il laboratorio RIKEN in Giappone. La natura sintetica del bohrio significa che non ha distribuzione geologica né riserve naturali, ed esiste solo nell'ambiente controllato dei laboratori di fisica nucleare. Le concentrazioni ambientali di bohrio sono essenzialmente nulle, poiché l'elemento non può persistere in natura a causa del suo rapido decadimento radioattivo. La quantità totale di bohrio mai prodotta dall'umanità sarebbe di gran lunga troppo piccola per essere vista a occhio nudo, rappresentando forse poche migliaia di atomi creati in decenni di ricerca. La produzione futura potrebbe aumentare con il progresso della tecnologia degli acceleratori, ma il bohrio probabilmente resterà una delle sostanze più rare note alla scienza.
Manipolazione
Bohrio è radioattivo. Non ha isotopi stabili: ogni nucleo decade. La gestione richiede schermatura e autorizzazioni adeguate.
Il bohrio presenta difficoltà specifiche per la sicurezza a causa della sua radioattività estrema, sebbene il pericolo principale non derivi dall'elemento in sé, ma dalle radiazioni ad alta energia e dai processi nucleari coinvolti nella sua produzione e nel suo studio. L'intensa radioattività dell'elemento richiede protocolli specializzati di sicurezza dalle radiazioni e sistemi di contenimento progettati per la manipolazione di materiali altamente radioattivi negli ambienti di ricerca. Il personale che lavora con il bohrio deve indossare adeguate apparecchiature per il monitoraggio delle radiazioni e seguire protocolli rigorosi per ridurre al minimo l'esposizione alle radiazioni ionizzanti. Il breve tempo di dimezzamento del bohrio fa sì che i campioni decadano rapidamente in altri elementi radioattivi, creando una miscela complessa di prodotti di decadimento che richiede un monitoraggio e un contenimento accurati. Le strutture che producono bohrio devono essere dotate di sofisticate schermature contro le radiazioni, sistemi di ventilazione e capacità di gestione dei rifiuti progettati per materiali altamente radioattivi. Il principale problema di sicurezza non è il contatto diretto con gli atomi di bohrio, che esistono in quantità così piccole da essere trascurabili, ma l'esposizione agli intensi campi di radiazione associati alla sua produzione e al suo decadimento. I lavoratori delle strutture di ricerca sul bohrio devono seguire una formazione specializzata sulla sicurezza dalle radiazioni e sulle procedure di risposta alle emergenze relative agli incidenti con materiali radioattivi. L'ambiente di ricerca richiede un monitoraggio continuo dei livelli di radiazione e il rigoroso rispetto dei principi ALARA (As Low As Reasonably Achievable, il più basso ragionevolmente raggiungibile) per l'esposizione alle radiazioni. Devono essere predisposte procedure di emergenza per potenziali incidenti che comportino contaminazione radioattiva o guasti alle apparecchiature nelle strutture con acceleratori. I prodotti di scarto della ricerca sul bohrio richiedono stoccaggio e monitoraggio a lungo termine a causa della presenza di diversi prodotti di decadimento radioattivi con differenti tempi di dimezzamento. Le quantità estremamente ridotte di bohrio prodotte fanno sì che la tossicità chimica convenzionale non costituisca una preoccupazione significativa, ma la sicurezza dalle radiazioni resta fondamentale. Le donne in gravidanza e le persone di età inferiore ai 18 anni sono generalmente escluse dalle aree in cui si svolge la ricerca sul bohrio.
Risposte rapide
Bohrio (simbolo Bh) è l'elemento 107 nella tavola periodica, appartenente a Metallo di transizione nel periodo 7, gruppo 7. Un elemento superpesante la cui chimica, testata un atomo alla volta, si comporta come previsto per il gruppo 7. A temperatura ambiente è un solido ed è radioattivo.
[Rn] 5f¹⁴ 6d⁵ 7s², con 7 gusci occupati e la distribuzione 2, 8, 18, 32, 32, 13, 2.Bohrio non ha isotopi stabili, quindi non ha una massa atomica standard. Il valore indicato, 272, è il numero di massa del suo isotopo noto con la vita più lunga.
Si prevede che Bohrio abbia una densità di circa 37.1 g/cm³, anche se non è mai stato prodotto un campione abbastanza grande da poter essere pesato. Per confronto, l'acqua ha una densità di 1.0 g/cm³.
Bohrio è stato scoperto nel 1981 da GSI Darmstadt. Prende il nome da niels Bohr.
Bohrio non si trova naturalmente sulla Terra in quantità significative: viene prodotto in un reattore o in un acceleratore.
Sì. Bohrio non ha isotopi stabili — ogni suo nucleo decade. Non si trova in quantità utilizzabili in natura e deve essere sintetizzato.