Jump to content

Соединения берклия

Это хорошая статья. Нажмите здесь для получения дополнительной информации.

Оксид берклия(IV)

Берклий образует ряд химических соединений , где он обычно существует в степени окисления +3 или +4, и ведет себя аналогично своему лантаноидному аналогу тербию . [ 1 ] Как и все актиниды, берклий легко растворяется в различных водных неорганических кислотах , выделяя газообразный водород и переходя в трехвалентную степень окисления. Это трехвалентное состояние является наиболее стабильным, особенно в водных растворах , но известны и четырехвалентные соединения берклия. Существование солей двухвалентного берклия сомнительно и сообщалось только в смешанных расплавах хлорида лантана и хлорида стронция . [ 2 ] [ 3 ] Водные растворы Бк 3+ Ионы в большинстве кислот имеют зеленый цвет. Цвет Бк 4+ Ионы имеют желтый цвет в соляной кислоте и оранжево-желтый в серной кислоте. [ 2 ] [ 4 ] [ 5 ] Берклий не реагирует быстро с кислородом при комнатной температуре, возможно, из-за образования защитного поверхностного слоя оксида; однако он реагирует с расплавленными металлами, водородом , галогенами , халькогенами и пниктогенами с образованием различных бинарных соединений. [ 6 ] [ 7 ] Берклий также может образовывать несколько металлоорганических соединений .

Известны два оксида берклия, причем берклий находится в степенях окисления +3 (Bk 2 O 3 ) и +4 (BkO 2 ). [ 8 ] Оксид берклия(IV) представляет собой коричневое твердое вещество, которое кристаллизуется в кубическую ( флюорит ) кристаллическую структуру с пространственной группой Fm 3 m и координационными числами Bk[8] и O[4]. Параметр решетки составляет 533,4 ± 0,5 пм . [ 9 ]

Оксид беркелия(III) желто-зеленое твердое вещество, образуется из BkO 2 восстановлением водородом:

Соединение имеет температуру плавления 1920°С. [ 10 ] объемноцентрированная кубическая кристаллическая решетка и постоянная решетки a = 1088,0 ± 0,5 пм. [ 9 ] При нагревании до 1200 °С кубическая Bk 2 O 3 переходит в моноклинную структуру, которая далее переходит в гексагональную фазу при 1750 °С; последний переход обратим. Такое трехфазное поведение типично для полуторных оксидов актинидов . [ 11 ]

Сообщалось, что двухвалентный оксид BkO представляет собой хрупкое серое твердое вещество с гранецентрированной кубической ( ГЦК ) структурой и постоянной решетки a = 496,4 пм, но его точный химический состав неизвестен. [ 11 ]

Галогениды

[ редактировать ]

В галогенидах берклий принимает степени окисления +3 и +4. [ 12 ] Состояние +3 наиболее устойчиво, особенно в растворах, а четырехвалентные галогениды BkF 4 и Cs 2 BkCl 6 известны только в твердой фазе. [ 13 ] Координация атома берклия в его трехвалентном фториде и хлориде представляет собой трехглавую тригонально-призматическую с координационным числом 9. В трехвалентном бромиде он является двухшапочной тригонально-призматической (координация 8) или октаэдрической (координация 6). [ 14 ] а в йодиде он октаэдрический. [ 15 ]

Степень окисления Ф кл. Бр я
+4 Берклий(IV) фторид
БкФ 4
Желтый [ 15 ]
Cs 2 BkCl 6
Апельсин [ 11 ]
+3 Берклий(III) фторид
BkF БкФ3
Желтый [ 15 ]
Берклий(III) хлорид
BkCl BkCl3
Зеленый [ 15 ]
Cs 2 NaBkCl 6 [ 16 ]
Берклий(III) бромид [ 14 ] [ 17 ]
БкБр 3
Желто-зеленый [ 15 ]
Беркелия(III) йодид
БКИ 3
Желтый [ 15 ]

Фторид беркелия(IV) (BkF 4 ) представляет собой желто-зеленое ионное твердое вещество, кристаллизующееся в моноклинной кристаллической системе ( символ Пирсона mS60, пространственная группа C2/c № 15, константы решетки a = 1247 пм, b = 1058 пм, c = 817 пм) и изотипен тетрафториду урана или цирконию (IV). фторид . [ 16 ] [ 18 ] [ 19 ]

Фторид беркелия(III) (BkF 3 ) также представляет собой желто-зеленое твердое вещество, но имеет две кристаллические структуры. Наиболее устойчивая при низких температурах фаза имеет орторомбическую симметрию, изотипную фториду иттрия(III) (символ Пирсона oP16, пр. гр. Pnma, № 62, а = 670 пм, b = 709 пм, с = 441 пм). При нагревании до 350–600 °C он превращается в тригональную структуру, обнаруженную во фториде лантана(III) (символ Пирсона hP24, пространственная группа P 3 c1, № 165, a = 697 пм, c = 714 пм). [ 16 ] [ 18 ] [ 20 ]

Берклий(III) хлорид

Видимые количества хлорида берклия(III) (BkCl 3 ) были впервые выделены и охарактеризованы в 1962 году и весили всего 3 миллиардные доли грамма . Его можно получить, вводя пары хлористого водорода в вакуумированную кварцевую трубку, содержащую оксид берклия, при температуре около 500 °С. [ 21 ] Это зеленое твердое вещество имеет температуру плавления 603 °C. [ 12 ] и кристаллизуется в гексагональную кристаллическую систему, изотипическую хлориду урана(III) (символ Пирсона hP8, пространственная группа P6 3 /m, № 176). [ 22 ] [ 23 ] При нагревании чуть ниже точки плавления BkCl 3 превращается в ромбическую фазу. [ 24 ] Гексагидрат BkCl 3 ·6H 2 O ( гексагидрат трихлорида берклия ) имеет моноклинное строение с периодами решетки а = 966 пм, b = 654 пм и с = 797 пм. [ 16 ] [ 25 ] Другой хлорид берклия(III), Cs 2 NaBkCl 6, можно кристаллизовать из охлажденного водного раствора, содержащего гидроксид берклия(III), соляную кислоту и хлорид цезия . Он имеет гранецентрированную кубическую структуру, в которой ионы Bk(III) окружены ионами хлорида в октаэдрической конфигурации. [ 24 ]

Тройной хлорид берклия(IV) Cs 2 BkCl 6 получают растворением гидроксида берклия(IV) в охлажденном растворе хлорида цезия в концентрированной соляной кислоте . Он образует оранжевые гексагональные кристаллы с постоянной решетки a = 745,1 пм и c = 1209,7 пм. Средний радиус BkCl 6 2− ион в этом соединении оценивается как 270 пм. [ 11 ]

Бромиды и йодиды

[ редактировать ]

Известны две формы бромида берклия (III): моноклинная с координацией берклия 6 и ромбическая с координацией 8; [ 26 ] последний менее стабилен и переходит в первую фазу при нагревании примерно до 350 °C. Важное явление для радиоактивных твердых тел было изучено для этих двух кристаллических форм: структуры свежих и старых 249 Образцы BkBr 3 исследовались методом рентгеновской дифракции в течение периода более 3 лет, так что различные фракции 249 Bk бета распался до 249 См . При этом никаких изменений в структуре не наблюдалось. 249 БкБр 3 249 Превращение CfBr 3 , хотя ромбический бромид ранее был неизвестен для калия. Однако были отмечены и другие различия 249 БкБр 3 и 249 СфБр 3 . Например, последний можно восстановить водородом до 249 CfBr 2 , но первого могло и не быть – этот результат воспроизводился на отдельных 249 БкБр 3 и 249 Образцы CfBr 3 , а также образцы, содержащие оба бромида. [ 14 ] Прорастание калифорния в берклий происходит со скоростью 0,22% в день и является существенным препятствием при изучении свойств берклия. Помимо химического загрязнения, 249 Ср., поскольку альфа-излучатель приводит к нежелательному самоповреждению кристаллической решетки из-за возникающего саморазогрева. Этого можно избежать, выполняя измерения в зависимости от времени и экстраполируя полученные результаты. [ 13 ]

Иодид беркелия (III) образует гексагональные кристаллы с постоянной решетки a = 758,4 пм и c = 2087 пм. [ 16 ] Известные оксигалогениды берклия включают BkOCl, BkOBr и BkOI; все они кристаллизуются в тетрагональной решетке. [ 27 ]

Другие неорганические соединения

[ редактировать ]

Пниктиды

[ редактировать ]

Монопниктиды , 249 известны элементами азота берклия - [ 28 ] [ 29 ] фосфор , [ 29 ] мышьяк [ 29 ] и сурьма . [ 29 ] Их получают реакцией гидрида берклия(III) (BkH 3 ) или металлического берклия с этими элементами при повышенных температурах (около 600 °С) в условиях высокого вакуума в кварцевых ампулах. Они кристаллизуются в кубической кристаллической системе с постоянной решетки 495,1 пм для BkN, 566,9 пм для BkP, 582,9 пм для BkAs и 619,1 пм для BkSb. [ 29 ] Эти значения постоянной решетки меньше, чем у пниктидов кюрия, но сопоставимы со значениями для пниктидов тербия. [ 27 ]

Халькогениды

[ редактировать ]

Сульфид берклия(III), Bk 2 S 3 , получают либо обработкой оксида берклия смесью сероводорода и испарениями сероуглерода при 1130 °C, либо путем прямой реакции металлического берклия с серой. Эти процедуры дают коричневато-черные кристаллы с кубической симметрией и постоянной решетки a = 844 пм. [ 27 ]

Другие соединения

[ редактировать ]
Раствор нитрата берклия(III)

Гидроксиды беркелия (III) и берклия (IV) стабильны в 1 М растворах гидроксида натрия . беркелия(III) Фосфат (BkPO 4 ) был получен в виде твердого вещества, которое демонстрирует сильную флуоресценцию при возбуждении аргоновым лазером (линия 514,5 нм). [ 30 ] Гидриды берклия получают путем реакции металла с газообразным водородом при температуре около 250 °C. [ 28 ] Они нестехиометричны с номинальной формулой BkH 2+x (0 < x < 1). В то время как тригидрид имеет гексагональную симметрию, дигидрид кристаллизуется в ГЦК- структуре с постоянной решетки а = 523 пм. [ 27 ] Известно несколько других солей берклия, в том числе Bk 2 O 2 S, Bk(NO 3 ) 3 ·4H 2 O , BkCl 3 ·6H 2 O, Bk 2 (SO 4 ) 3 ·12H 2 O и Bk 2 (C 2 О 4 ) 3 ·4Н 2 О. [ 13 ] O при температуре около 600 °C в атмосфере аргона (во избежание окисления до BkO 2 Термическое разложение Bk 2 (SO 4 ) 3 ·12H 2 ) приводит к образованию объемно-центрированных орторомбических кристаллов оксисульфата берклия(IV) (Bk 2 O 2 SO). 4 ). Это соединение термически стабильно как минимум до 1000 °C в инертной атмосфере. [ 31 ]

Органоберклиевые соединения

[ редактировать ]

Берклий образует тригонал (η 5 –C 5 H 5 ) 3 Комплекс Bk с тремя циклопентадиенильными кольцами, который может быть синтезирован путем взаимодействия хлорида берклия(III) с расплавленным бериллоценом Be(C 5 H 5 ) 2 при температуре около 70 °C. Он имеет янтарный цвет и орторомбическую симметрию, с постоянными решетки a = 1411 пм, b = 1755 пм и c = 963 пм и расчетной плотностью 2,47 г/см. 3 . Комплекс стабилен при нагревании по крайней мере до 250 °С и сублимируется, не плавясь, при температуре около 350 °С. Высокая радиоактивность берклиума постепенно разрушает соединение в течение нескольких недель. [ 21 ] [ 32 ] Одно кольцо C 5 H 5 в (η 5 –C 5 H 5 ) 3 Bk можно заменить хлором с образованием [Bk(C 5 H 5 ) 2 Cl] 2 . Спектры оптического поглощения этого соединения очень похожи на спектры (η 5 –C 5 H 5 ) 3 Бк. [ 31 ] [ 33 ]

Полиборат берклия(III) (Bk[B 6 O 8 (OH) 5 ]), полученный в результате реакции хлорида берклия (III) и борной кислоты , представляет собой желтое твердое вещество, необычное тем, что берклий ковалентно растирается до борат, аналогичный полиборату калифорния (III) . [ 34 ]

См. также

[ редактировать ]
  1. ^ Томпсон, Стэнли Г.; Сиборг, Гленн Т. (1950). Химические свойства берклия . дои : 10.2172/932812 .
  2. ^ Jump up to: а б Петерсон, с. 55
  3. ^ Салливан, Джим С.; Шмидт, К.Х.; Морсс, ЛР; Пиппин, CG; Уильямс, К. (1988). «Исследование берклия (III) импульсным радиолизом: получение и идентификация берклия (II) в водных перхлоратных средах». Неорганическая химия . 27 (4): 597. doi : 10.1021/ic00277a005 .
  4. ^ Холлеман, с. 1956 год
  5. ^ Гринвуд, с. 1265
  6. ^ Хобарт, Дэвид Э.; Петерсон, Джозеф Р. (2006). «Берклиум». В Морссе, Лестер Р.; Эдельштейн, Норман М.; Фугер, Жан (ред.). Химия актинидных и трансактинидных элементов (PDF) . Том. 3 (3-е изд.). Дордрехт, Нидерланды: Springer. стр. 1444–98. дои : 10.1007/1-4020-3598-5_10 . ISBN  978-1-4020-3555-5 . Архивировано из оригинала (PDF) 17 июля 2010 г.
  7. ^ Петерсон, с. 45
  8. ^ Петерсон, Дж. (1967). «Кристаллические структуры и параметры решетки соединений берклия I. Диоксид берклия и кубический полуторный оксид берклия» . Письма по неорганической и ядерной химии . 3 (9): 327–336. дои : 10.1016/0020-1650(67)80037-0 .
  9. ^ Jump up to: а б Байбарз, Р.Д. (1968). «Система оксида берклия». Журнал неорганической и ядерной химии . 30 (7): 1769–1773. дои : 10.1016/0022-1902(68)80352-5 .
  10. ^ Холлеман, с. 1972 год
  11. ^ Jump up to: а б с д Петерсон, с. 51
  12. ^ Jump up to: а б Холлеман, с. 1969 год
  13. ^ Jump up to: а б с Петерсон, с. 47
  14. ^ Jump up to: а б с Янг, JP; Хайре, Р.Г.; Петерсон-младший; Энсор, Д.Д.; Товарищи, РЛ (1980). «Химические последствия радиоактивного распада. 1. Исследование врастания калифорния-249 в кристаллический трибромид берклия-249: новая кристаллическая фаза трибромида калифорния». Неорганическая химия . 19 (8): 2209. doi : 10.1021/ic50210a003 .
  15. ^ Jump up to: а б с д и ж Гринвуд, с. 1270
  16. ^ Jump up to: а б с д и Петерсон, с. 48
  17. ^ Бернс, Дж. (1975). «Кристаллографические исследования некоторых трансурановых тригалогенидов: 239PuCl3, 244CmBr3, 249BkBr3 и 249CfBr3». Журнал неорганической и ядерной химии . 37 (3): 743–749. дои : 10.1016/0022-1902(75)80532-X .
  18. ^ Jump up to: а б Энсор, Д. (1981). «Абсорбционное спектрофотометрическое исследование фторидов берклия (III) и (IV) в твердом состоянии». Журнал неорганической и ядерной химии . 43 (5): 1001–1003. дои : 10.1016/0022-1902(81)80164-9 .
  19. ^ Кинан, Томас К.; Эспри, Ларнед Б. (1969). «Константы решетки тетрафторидов актинидов, включая берклий». Неорганическая химия . 8 (2): 235. doi : 10.1021/ic50072a011 .
  20. ^ Петерсон-младший; Каннингем, BB (1968). «Кристаллические структуры и параметры решетки соединений берклия — трифторида берклия IV ☆» (PDF) . Журнал неорганической и ядерной химии . 30 (7): 1775. doi : 10.1016/0022-1902(68)80353-7 .
  21. ^ Jump up to: а б Лаберо, Питер Г.; Бернс, Джон Х. (1970). «Микрохимическое получение трициклопентадиенильных соединений берклия, калифорния и некоторых элементов лантаноидов». Неорганическая химия . 9 (5): 1091. doi : 10.1021/ic50087a018 .
  22. ^ Петерсон-младший; Каннингем, BB (1968). «Кристаллические структуры и параметры решетки соединений берклия — трихлорида IIБеркелия». Журнал неорганической и ядерной химии . 30 (3): 823. doi : 10.1016/0022-1902(68)80443-9 .
  23. ^ Петерсон-младший; Янг, JP; Энсор, Д.Д.; Хайре, Р.Г. (1986). «Абсорбционно-спектрофотометрические и рентгеноструктурные исследования трихлоридов берклия-249 и калифорния-249». Неорганическая химия . 25 (21): 3779. doi : 10.1021/ic00241a015 .
  24. ^ Jump up to: а б Петерсон, с. 52
  25. ^ Бернс, Джон Х.; Петерсон, Джозеф Ричард (1971). «Кристаллические структуры гексагидрата трихлорида америция и гексагидрата трихлорида берклия». Неорганическая химия . 10 : 147–151. дои : 10.1021/ic50095a029 .
  26. ^ Петерсон, с. 38
  27. ^ Jump up to: а б с д Петерсон, с. 53
  28. ^ Jump up to: а б Стивенсон, Дж.; Петерсон, Дж. (1979). «Получение и структурные исследования элементарного кюрия-248 и нитридов кюрия-248 и берклия-249». Журнал менее распространенных металлов . 66 (2): 201. doi : 10.1016/0022-5088(79)90229-7 .
  29. ^ Jump up to: а б с д и Дэмиен, Д.; Хайре, Р.Г.; Петерсон, младший (1980). «Приготовление и параметры решетки 249 Bk monopnictides». Журнал неорганической и ядерной химии . 42 (7): 995. doi : 10.1016/0022-1902(80)80390-3 .
  30. ^ Петерсон, стр. 39–40.
  31. ^ Jump up to: а б Петерсон, с. 54
  32. ^ Кристоф Эльшенбройх Металлоорганическая химия , 6-е издание, Висбаден, 2008 г., ISBN   978-3-8351-0167-8 , стр. 583–584
  33. ^ Петерсон, с. 41
  34. ^ Сильвер, Марк А.; Кэри, Саманта К.; Джонсон, Джейсон А.; Баумбах, Райан Э.; Арико, Александра А.; Лаки, Морган; Урбан, Мэтью; Ван, Джейми С.; Полински, Мэтью Дж.; Чеми, Александр; Лю, Гокуй; Чен, Куан-Вэнь; Ван Клив, Шелли М.; Марш, Мэтью Л.; Итон, Тереза ​​М.; Ван Де Бургт, Ламбертус Дж.; Грей, Эшли Л.; Хобарт, Дэвид Э.; Хэнсон, Кеннет; Марон, Лоран; Гендрон, Фредерик; Аутчбах, Йохен; Спелдрих, Манфред; Кёгерлер, Пауль; Ян, Пин; Брэйли, Дженифер; Альбрехт-Шмитт, Томас Э. (2016). «Характеристика дипиколината и бората берклия (III) в растворе и твердом состоянии» . Наука . 353 (6302): 888. doi : 10.1126/science.aaf3762 . ПМИД   27563098 . S2CID   206647926 .

Библиография

[ редактировать ]
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: ade445be4f6e0512031a10c2a42700a3__1710988800
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/ad/a3/ade445be4f6e0512031a10c2a42700a3.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Berkelium compounds - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)