原子序数 97 · 锕系元素
锫 Bk
别名: Berkelium
锫是一种首先在加利福尼亚州伯克利制得的人工放射性元素。它极其稀少,几十年来全世界的总产量只有几克。它唯一的用途是研究,但在2010年作为合成117号元素鿬不可缺少的靶材料而声名大噪。
主要性质
| 原子序数 | 97 |
|---|---|
| 原子量 | [247] (无稳定同位素,方括号内为代表性同位素的质量数) |
| 分类 | 锕系元素 |
| 族 | 镧系/锕系(无族序号) |
| 周期 | 7 |
| 区 | f |
| 物态(25 °C,1 atm) | 固态 |
| 熔点 | 1323 K (1049.8 °C) |
| 沸点 | — |
| 密度 | 14 g/cm³ |
| 电负性(鲍林标度) | 1.3 |
| 原子半径(范德华半径) | 244 pm |
| 第一电离能 | 6.23 eV |
| 电子亲和能 | — |
| 氧化态 | +4, +3 |
| 发现 | 1949 |
电子排布
- 简写
- [Rn]7s2 5f9
- 完整
- 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 4f14 5s2 5p6 5d10 5f9 6s2 6p6 7s2
- 各电子层电子数
- 2 · 8 · 18 · 32 · 27 · 8 · 2
轨道表示式
在周期表中的位置
发现历史
锫于 1949年12月 由加州大学伯克利分校的斯坦利·汤普森、阿尔伯特·吉奥索和格伦·西博格首次制得。他们用60英寸回旋加速器发射的α粒子轰击镅-241,得到了半衰期约4.5小时的锫-243。
这一发现耗费了数年时间,原因有二:必须积累足够的镅并将其制成可用的靶;还必须设计出一种新的化学程序,把这种元素与邻近元素分离开来。团队预测97号元素的行为会与其对应的镧系元素铽相似,据此设计了一种离子交换分离方法,成功地把它挑了出来。
起初只能研究几个原子。20世纪60年代初,锔等靶材在高通量反应堆中长期辐照之后,才得到了肉眼可见量的锫化合物。即使在今天,也只有少数几座设施能少量生产锫,特别是田纳西州橡树岭国家实验室的高通量同位素反应堆。
名称由来
在周期表中位于锫正上方的铽,得名于瑞典矿村伊特比。西博格团队如法炮制,以发现地所在的城市 伯克利(Berkeley)为97号元素命名。元素符号为 Bk。它与伊特比系列元素一起,成为以城镇命名的元素中最著名的例子之一。中文“锫”以金字旁表示金属,读作péi,取其英文名首音节的读音。
主要用途
- 超重元素合成:2009年,橡树岭对靶材辐照了约250天,制得约22毫克锫-249。这批材料被送往俄罗斯杜布纳,用钙-48轰击,于2010年发现了117号元素鿬。
- 锎的来源:锫-249经β衰变变成锎-249,而锎-249又曾被用作合成118号元素的靶。
- 锕系化学:锫能以+3和+4两种氧化态存在,是研究重锕系元素时有用的比较对象。
- 它没有工业或医学用途。
同位素
锫没有稳定同位素。寿命最长的 锫-247 半衰期约1,380年,但很难制备。实际使用的同位素是反应堆能以相对较大的量生产的 锫-249,半衰期约330天。由于不到一年,鿬实验就成了一场与时间的赛跑:必须在靶材衰变过多之前完成制备、跨越半个地球空运并投入使用。最早发现的 锫-243 寿命约4.5小时。
日常生活中
锫在自然界中实际上并不存在,与日常生活毫无关系。它的产量极少,大多数化学家一辈子都见不到。作为一种放射性物质,预计它进入人体后主要积聚在骨骼中;与其他超铀元素一样,它只在密封设施中处理。
小知识
- 用于合成鿬的约22毫克锫-249是在橡树岭生产、再空运到俄罗斯的。
- 锫以城市命名;它的邻居锎则以制造它的州和大学命名。
- 每过约330天,任何锫-249样品都有一半会变成锎-249。
同类元素 (锕系元素)
数据来源 · 性质:PubChem Periodic Table(美国 NIH/NLM 公开数据)· 原子量:CIAAW 2024 简化标准原子量 · 名称:Wikidata(CC0),韩文名称遵循大韩化学会。获取日期 2026-09-23。