Bh · Element 107 · Manganese group
A superheavy element whose chemistry, tested one atom at a time, behaves as predicted for group 7.
Struttura
Non è un diagramma di punti su anelli, ma un campionamento Monte Carlo della densità di probabilità effettiva |ψ|² per ogni sottolivello occupato. Trascinate per ruotare. Il blu e il viola indicano segni opposti della funzione d'onda, rendendo possibile il legame.
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 da ~ sono predetti anziché misurati.
Dimensioni, in scala
Radius 247 pm — that is 0.247 nm, so about 2024 million of them side by side would span a millimetre.
Intervallo termico
Nessuno dei due stati è stato misurato per bohrio: non sono mai esistiti abbastanza atomi contemporaneamente.
Dove si trova
La storia
A superheavy element whose chemistry, tested one atom at a time, behaves as predicted for group 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, utilizzando una tecnologia avanzata per acceleratori di 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 utilizzò 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 affermò di aver sintetizzato l'elemento prima, nel 1976, e propose il nome "nielsbohrium". La disputa sulla priorità e sulla denominazione durò per anni, mentre entrambi i gruppi presentavano prove a sostegno delle proprie affermazioni e la comunità scientifica valutava attentamente i dati sperimentali. Nel 1997 l'IUPAC riconobbe infine la rivendicazione del gruppo tedesco sulla base della qualità e della riproducibilità delle sue prove sperimentali, adottando ufficialmente il nome "bohrium" con il simbolo "Bh". La scoperta del bohrio rappresentò un risultato importante 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 nostra comprensione dei limiti fondamentali della struttura atomica.
Applicazioni
Il bohrio, essendo un elemento superpesante sintetico con una vita estremamente breve e 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 utilizzano 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 studio per i modelli nucleari che prevedono il comportamento della materia in condizioni estreme, aiutando gli scienziati a comprendere come protoni e neutroni interagiscono 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 informazioni che potrebbero portare alla scoperta di elementi superpesanti con 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 sul comportamento chimico atteso degli elementi superpesanti e sulla loro posizione nella tavola periodica. Questa ricerca ha implicazioni per la comprensione dei limiti fondamentali della struttura atomica e della possibilità che esistano 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 al miglioramento delle capacità di rilevamento delle particelle e di analisi nucleare. Sebbene il bohrio in sé non abbia attualmente applicazioni pratiche, le conoscenze ottenute dal suo studio contribuiscono alla ricerca in fisica nucleare, alla base di molte tecnologie importanti, tra cui l'energia nucleare, gli isotopi medici e la scienza dei materiali. Potrebbero emergere applicazioni future se venissero scoperti isotopi del bohrio o altri elementi superpesanti correlati con vita più lunga, 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 utilizzato 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 utilizzano 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 didattiche utilizzano il bohrio come esempio dell'evoluzione della fisica nucleare moderna e della ricerca ancora 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. Le 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 utilizzato 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 al miglioramento della medicina nucleare, dell'energia nucleare e della scienza dei materiali attraverso una migliore comprensione dei processi nucleari.
Da dove proviene
0 mg/kg of Earth's crust · more abundant than 0% of elements
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 con la tecnologia umana. L'elemento viene sintetizzato bombardando nuclei bersaglio pesanti con nuclei proiettile più leggeri a energie estremamente elevate, utilizzando generalmente bersagli di bismuto-209 e proiettili di cromo-54 per creare bohrio-262 attraverso la fusione nucleare. La produzione di bohrio richiede sofisticate strutture con acceleratori di particelle capaci di accelerare gli ioni a energie precise e dirigerli sui materiali bersaglio con straordinaria precisione. Possono essere prodotti 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 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 tutte le ricerche sul bohrio devono essere condotte 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 implica che non abbia una distribuzione geologica né riserve naturali, esistendo 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 nel corso di 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 conosciute dalla scienza.
Manipolazione
Bohrio è radioattivo. It has no stable isotope — every nucleus decays. La manipolazione richiede schermatura e autorizzazioni appropriate.
Il bohrio presenta particolari difficoltà di 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 adeguati dispositivi di monitoraggio delle radiazioni e seguire protocolli rigorosi per ridurre al minimo l'esposizione alle radiazioni ionizzanti. Il breve tempo di dimezzamento del bohrio significa che i campioni decadono 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 dalle 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 piuttosto l'esposizione agli intensi campi di radiazione associati alla sua produzione e al suo decadimento. I lavoratori delle strutture di ricerca sul bohrio devono ricevere una formazione specializzata sulla sicurezza dalle radiazioni e sulle procedure di risposta alle emergenze in caso di 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 ottenibile) 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 vari prodotti di decadimento radioattivo con tempi di dimezzamento differenti. Le quantità estremamente ridotte di bohrio prodotte fanno sì che la tossicità chimica convenzionale non costituisca una preoccupazione significativa, ma la sicurezza dalle radiazioni rimane 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 a causa della maggiore sensibilità alle radiazioni.
Risposte rapide
Bohrio (symbol Bh) is element 107 on the periodic table, a metallo di transizione in period 7, group 7. A superheavy element whose chemistry, tested one atom at a time, behaves as predicted for group 7. At room temperature it is a solid, and it is radioactive.
[Rn] 5f¹⁴ 6d⁵ 7s², giving 7 occupied shells holding 2, 8, 18, 32, 32, 13, 2 electrons respectively.Bohrio has no stable isotope, so it has no standard atomic weight. The figure quoted, 272, is the mass number of its longest-lived known isotope.
Bohrio is predicted to have a density of about 37.1 g/cm³, though no sample large enough to weigh has ever been made. Water is 1.0 g/cm³ for comparison.
Bohrio was discovered in 1981 by GSI Darmstadt. It is named after niels Bohr.
Bohrio does not occur naturally on Earth in any meaningful quantity — it is made in a reactor or an accelerator.
Yes. Bohrio has no stable isotope — every one of its nuclei decays. It does not occur in usable quantities in nature and must be synthesised.