Bohrio

El bohrio és un element químic de la taula periòdica el símbol de la qual és Bh i la seua número atómico és 107. El seu nom li va ser donat en honor al científic danés Niels Bohr.

Element químic que s'espera que tinga propietats químiques semblants a les de l'element reni. Va ser sintetisat i identificat sense ambigüitat en 1981 per un equip de Darmstadt, Alemània, equip dirigit per P. Armbruster i G. Müzenberg. La reacció usada per a produir l'element va ser proposta i aplicada en 1976 per un grup de Dubna (prop de Moscou), que estava baix la guia de Yuri Oganesián. Un blanc de ²⁰⁹Bi va ser bombardejat per un fes de proyectils de ⁵⁴Cr.

La millor tècnica per a identificar un nou isòtop és la seua correlació genètica en isòtops coneguts a través d'una cadena de desintegració radiactiva. En general, estes cadenes de decaiguda s'interrompen per fissió espontànea. En la finalitat d'aplicar l'anàlisis de cadena de decaiguda deurien produir-se aquells isòtops que són més estables front a la fissió espontànea, és dir, isòtops en número impar de protones i neutrons. Per a fer que estes pèrdues per fissió es mantinguen menudes, deu produir-se un núcleu en la mínima energia d'excitació possible. En este aspecte, són ventajoses les reaccions en les que s'utilisen companyers de colisió relativament simètrics i núcleus estretament enllaçats de capa tancada com el ²⁰⁹Bi i el ²⁰⁸Pb com a blancs, i el ⁴⁸Ca i el ⁵⁰Tu com a proyectils. En l'experiment de Darmstadt es varen trobar sis cadenes de decaiguda. Totes les decaigudes poden atribuir-se a el ²⁶²Bh, un núcleu impar produït en una reacció d'un neutró. L'isòtop ²⁶²Bh decau per decaiguda de partícula alfa, en una vida mija d'uns 5ms. Certs experiments de Dubna, portats a terme en 1983, varen establir la producció de ²⁶²Bh en la reacció ²⁰⁹Bi + ⁵⁴Cr.

Descobriment

Dos grups varen reclamar el descobriment de l'element. L'evidència de bohrio va ser reportada per primera volta en 1976 per un equip d'investigació soviètic dirigit per Yuri Oganessian, en el qual blancs de bismut-209 i plom-208 varen ser bombardejats en núcleus accelerats de cromo -54 i manganeso-55 respectivament. Es varen observar dos activitats, una en una vida mija d'un a dos milisegons i l'atra en una vida mija d'aproximadament cinc segons. Ya que la relació de les intensitat d'estes dos activitats va ser constant a lo llarc de l'experiment, es va propondre que la primera era del isòtop bohrio-261 i que la segona era de la seua filla dubnio-257. Més vesprada, l'isòtop de dubnio es va corregir a dubnio-258, que de fet té una vida mija de cinc segons (el dubnio-257 té una vida mija d'un segon); no obstant, la vida mija observada per al seu pare és molt més talla que les vides miges observades més tart en el descobriment definitiu de bohrio en Darmstadt en 1981. El Grup de Treball Transfermium (TWG) d'IUPAC/IUPAP va aplegar a la conclusió que encara que el dubnio-258 provablement va ser observat en este experiment, l'evidència de la producció del seu pare bohrio-262 no va ser lo suficientment convincent.

En 1981, un grup d'investigació alemà liderat per Peter Armbruster i Gottfried Münzenberg en el Centre Helmholtz de el GSI per a Investigació en Ions Pesats (GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung) en Darmstadt va bombardejar un blanc de bismut-209 en núcleus accelerats de cromo-54 per a produir 5 àtoms de l'isòtop bohrio-262:

Bi²⁰⁹ + Cr⁵⁴ → Bh²⁶² + n

Este descobriment va ser corroborat per les seues medicions detallades de la cadena de desintegració alfa dels àtoms de bohrio produïts a isòtops de fermi i californi ya coneguts. El Grup de Treball Transfermium (TWG) d'IUPAC/IUPAP va reconéixer la colaboració de el GSI com a descobridors oficials en el seu informe de 1992.

Propietats predites

S'han medit molt poques propietats del bohrio o els seus composts; açò es deu a la seua producció extremadament llimitada i costosa i al fet de que el bohrio (i els seus pares) es descompon molt ràpidament. S'han medit algunes propietats singulars relacionades en la química, pero les propietats del bohrio metàlic seguixen sent desconegudes i solament es dispon de prediccions.

Propietats químiques

El bohrio és el quint membre de la serie 6d de metals de transició i el membre més pesat del grup 7 en la taula periòdica, baix del manganeso, tecnecio i reni. Tots els membres del grup representen fàcilment el seu estat d'oxidació grupal de +7 i l'estat es torna més estable a mida que el grup descendix. Per lo tant, s'espera que el bohrio forme un estat +7 estable. El tecnecio també mostra un estat estable +4 mentres que el reni mostra estats estables +4 i +3. Per lo tant, el bohrio també pot mostrar estos estats més baixos. L'estat d'oxidació +7 més alt és més provable que existixca en els oxianiones, com el perborato, Plantilla:Chem, anàlec al més llauger permanganato, pertecnetato i perrenato. No obstant, és provable que el bohrio (VII) siga inestable en solució acuosa i provablement es reduiria fàcilment al bohrio (IV) més estable.

Se sap que el tecnecio i el reni formen heptóxidos volàtils M₂O₇ (M = Tc, Re), per lo que el bohrio també deuria formar l'òxit volàtil Bh₂O₇. L'òxit deu dissoldre's en aigua per a formar àcit perbórico, HBhO₄.

El reni i el tecnecio formen una gama de oxihaluros a partir de la halogenación de l'òxit. La cloración de l'òxit forma els oxicloruros MO₃Cl, per lo que en esta reacció deuria formar-se BhO₃Cl. La fluoració dona com a resultat MO₃F i MO₂F₃ per als elements més pesats ademés dels composts de reni ReOF₅ i Ref₇. Per lo tant, la formació de oxifluoruro per al bohrio pot ajudar a indicar les propietats del eka-reni. Ya que els oxicloruros són asimètrics i deurien tindre moments bipolarés cada volta més grans en descendir pel grup, deurien tornar-se menys volàtils en l'orde TcO₃Cl > REU₃Cl > BhO₃Cl: açò es va confirmar experimentalment en 2000 medint les entalpias d'adsorció d'estos tres composts. Els valors de TcO₃Cl i REU₃Cl són −51 kJ/mol i −61 kJ/mol respectivament; el valor experimental de BhO₃Cl és −77,8 kJ/mol, molt propenc al valor teòric esperat de −78,5 kJ/mol.

Propietats físiques i atòmiques

S'espera que el bohrio siga sòlit en condicions normals i assumixca una estructura cristalina hexagonal compacta (^c/_a =1.62), similar al seu congènere més llauger, el reni. Les primeres prediccions de Fricke varen estimar la seua densitat en 37,1 g/cm³, pero els càlculs més recents prediuen un valor alguna cosa més baix de 26–27 g/cm³.

S'estima que el radi atòmic del bohrio siga d'al voltant de 128 pm. Per l'estabilisació relativista del orbital 7s i la desestabilisació del orbital 6d, es preveu que el ion Bh⁺ tinga una configuració electrònica de [Rn] 5f¹⁴ 6d⁴ 7s², cedint un electró 6d en lloc d'un electró 7s, lo que és opost al comportament dels seus homòlecs més llaugers manganeso i tecnecio. Per una atra paret el reni, posseïx una disposició similar a la del seu congènere més pesat el bohrio cedint un electró 5d ents que un electró 6s, ya que els efectes relativistes són significatius en el sext orbital, a on són causals entre atres coses del color groc del or i el baix punt de fusió del mercuri. El ion Bh²⁺ se supon que tindrà una configuación electrònica de [Rn] 5f¹⁴ 6d³ 7s²; en canvi el ion Re²⁺ s'espera que tinga una configuració [Xe] 4f¹⁴ 5d⁵, anàloga a la del manganeso i el tecnecio. El radi iònic del bohrio hexacoordinado heptavalente s'espera siga 58 pm (els manganeso, tecnecio i reni heptavalentes tenen valors de 46, 57, i 53 pm respectivament). El bohrio pentavalente deu tindre un radi atòmic més gran que 83 pm.