Bohrium
Bohrium on transuraaneihin kuuluva keinotekoinen radioaktiivinen alkuaine, jonka kemiallinen merkki on Bh (lat. bohrium) ja järjestysluku 107. Pysyvin tuotettu isotooppi on 270Bh, jonka puoliintumisaika on noin 3,8 minuuttia. On jotain viitteitä, että vielä pitemmän puoliintumisajan isotooppeja on olemassa, mutta tämä on epävarmaa.[1]
| |||||
| Yleistä | |||||
| Nimi | Bohrium | ||||
| Tunnus | Bh | ||||
| Järjestysluku | 107 | ||||
| Luokka | siirtymämetalli | ||||
| Lohko | d-lohko | ||||
| Ryhmä | 7. siirtymäalkuaine | ||||
| Jakso | 7 | ||||
| Tiheys | - · 103 kg/m3 | ||||
| Kovuus | - (Mohsin asteikko) | ||||
| Väri | - | ||||
| Löytövuosi, löytäjä | 1981, GSI, Peter Armbrusterin ja Gottfried Münzenbergin ryhmä | ||||
| Atomiominaisuudet | |||||
| Atomipaino (Ar) | (270) | ||||
| Atomisäde, mitattu (laskennallinen) | - pm | ||||
| Kovalenttisäde | - pm | ||||
| Van der Waalsin säde | - pm | ||||
| Orbitaalirakenne | [Rn]5f146d57s2 | ||||
| Elektroneja elektronikuorilla | 2, 8, 18, 32, 32, 13, 2 | ||||
| Hapetusluvut | - | ||||
| Kiderakenne | - | ||||
| Fysikaaliset ominaisuudet | |||||
| Olomuoto | - | ||||
| Sulamispiste | - K (- °C) | ||||
| Kiehumispiste | - K (- °C) | ||||
| Moolitilavuus | - · 10−3 m3/mol | ||||
| Höyrystymislämpö | - kJ/mol | ||||
| Sulamislämpö | - kJ/mol | ||||
| Höyrynpaine | - Pa - K:ssa | ||||
| Äänen nopeus | - m/s - K:ssa | ||||
| Muuta | |||||
| Elektronegatiivisuus | - (Paulingin asteikko) | ||||
| Ominaislämpökapasiteetti | luotettavaa dataa ei saatavissa kJ/(kg K) | ||||
| Sähkönjohtavuus | - S/m | ||||
| Lämmönjohtavuus | - W/(m·K) | ||||
| CAS-numero | 54037-14-8 | ||||
| Tiedot normaalilämpötilassa ja -paineessa | |||||
Bohrium kuuluu jaksollisen järjestelmän 7. ryhmän siirtymäalkuaineisiin ja kemialtaan muistuttaa sen yläpuolella olevaa reniumia. Bohriumin kemiallisia ominaisuuksia ei täysin tunneta. Sillä ei ole käyttöä perustutkimuksen ulkopuolella.
Historia
Ensimmäisenä jälkiä bohriumista havaitsi vuonna 1976 neuvostoliittolaisen Juri Oganesjanin ryhmä Dubnassa pommittamalla vismutti-isotooppia 204Bi raskailla kromiytimillä 54Cr.
Vuonna 1981, saksalainen tutkimusryhmä, jota johtivat Peter Armbruster ja Gottfried Münzenberg Darmstadtin GSI-instituutissa (saks. Gesellschaft für Schwerionenforschung, engl. Institute for Heavy Ion Research) pommitti vismutti-209 kohtiota kromi-54 ytimillä jolloin syntyi viisi atomia bohrium-262 isotooppia:
- 209Bi + 54Cr → 262Bh + n
IUPAC:n ja IUPAP:in yhteinen Transfermium Working Group (TWG) tunnustivat virallisesti vuonna 1992 GSI-ryhmän alkuaineen löytäjiksi.[2]
Nimestä on ollut kiistaa, mutta 1997 lähtien nimeksi on hyväksytty bohrium, joka on johdettu tanskalaisen fyysikon Niels Bohrin (1885–1962) nimestä.
Isotoopit
Bohriumilla ei ole pysyviä tai luonnossa esiintyviä isotooppeja. Sille tunnetaan 11 radioaktiivista isotooppia, näiden massaluvut ovat välillä 260–274. Massalukujen 263, 268, 269 ja 273 isotooppeja ei ole löydetty. Isotoopeista vakain on 270Bh, jonka puoliintumisaika on noin 3,8 minuuttia.[lower-alpha 1] Isotooppi 271Bh saattaa olla tätäkin pitkäikäisempi, mutta tästä ei ole varmuutta.[lower-alpha 2] Seuraavaksi stabiileimmat ovat 274Bh jonka puoliintumisajaksi on mitattu 60±30 s, 267Bh (22±10 s) ja 272Bh (11,3±1,8 s). Kaikkien muiden isotooppien puoliintumisajat ovat alle kymmenen sekuntia, useimmiten vain joitain sekunnin murto-osia. Lisäksi bohriumilla on yksi metastabiili ydinisomeeri 262mBh.[1]
Bohriumin isotoopit hajoavat lähes yksinomaan alfahajoamisella ja joskun harvoin spontaanilla fissiolla. Teoreettisesti on laskettu eräiden isotooppien kykenevän β+-hajoamiseen, mutta tällaista ei ole kokeellisesti havaittu (merkintä β+ ? taulukossa). Taulukossa on kaikki tunnetut isotoopit, joiden olemassaolo ja puoliintumisaika on pystytty kokeellisesti varmentamaan (vuonna 2016):[1]
| Isotooppi | Puoliintumisaika | Löytövuosi | Hajoamistyyppi ja intensiteetti[lower-alpha 3] |
|---|---|---|---|
| 260Bh | 41±14 ms | 2008 | α≈100; SF ?; β+ ? |
| 261Bh | 12,8±3,2 ms | 1989 | α=95±0,5; SF<5 |
| 262Bh | 84±11 ms | 1981 | α=?; SF<20 |
| 262mBh | 9,5±1,6 ms | 1981 | α=?; SF<10 |
| 264Bh | 1,07±0,21 s | 1995 | α=86; SF=14; β+ ? |
| 265Bh | 1,19±0.52 s | 2004 | α=? |
| 266Bh | 2,5±1,6 s | 2000 | α≈100; SF ?; β+ ? |
| 267Bh | 22±10 s | 2000 | α=100 |
| 270Bh | 3,8±3,0 min 61(+292–28) s | 2007 | α=100 |
| 271Bh | 10±8 min[lower-alpha 2] | ? | α=100 |
| 272Bh | 11,3±1,8 s | 2004 | α=100 |
| 274Bh | 60±30 s | 2010 | α=100 |
Huomautukset
- Isotoopin 270Bh puoliintumisajan virherajat ovat suuria: 61(+292–28) s joista on symmetrisoitu 3,8±3,0 min.[1]
- Isotoopille 271Bh on vain yksi havainto 2,6 min hajoamisesta. Epävarma puoliintumisaika.
- Intensiteetti on todennäköisyys prosentteina sille että ydin hajoaa merkityllä tavalla. Merkintä α=? tarkoittaa että α-hajoamisia on havaittu, mutta prosenttiosuutta ei tiedetä. Merkintä α ? tarkoittaa α-hajoamisen olevan energeettisesti mahdollinen, mutta sitä ei ole havaittu. Vastaavasti muille hajoamistyypeille.
Lähteet
- Audi, G. et al.: The NUBASE2016 evaluation of nuclear properties. Chinese Physics C, 2017, 41. vsk, nro 3, s. 030001-1-030001-138. IOP Publishing. doi:10.1088/1674-1137/41/3/030001. Artikkelin verkkoversio (pdf). Viitattu 7.4.2018. (englanniksi)
- Discovery of the transfermium elements. Part II: Introduction to discovery profiles. Part III: Discovery profiles of the transfermium elements (Note: For Part I see Pure Appl. Chem., Vol. 63, No. 6, pp. 879–886, 1991)