Bohri: Element químic amb nombre atòmic 107

Forma part del 7è període de la taula periòdica i és l'element més pesant del grup 7. Té aquest nom en honor de Niels Bohr. Els períodes de semidesintegració dels isòtops més estables són de l'ordre de només un minut.

Bohri
107Bh
seaborgi ← bohri → hassi Re ↑ Bh ↓ (Upe) Taula periòdica
Aspecte
Desconegut
Propietats generals
Nom, símbol, nombre	Bohri, Bh, 107
Categoria d'elements	Metalls de transició
Grup, període, bloc	7, 7, d
Pes atòmic estàndard	[270]
Configuració electrònica	[Rn] 5f14 6d5 7s2 (calculat) 2, 8, 18, 32, 32, 13, 2 (predit)
Propietats físiques
Fase	Sòlid (predit)
Densitat (prop de la t. a.)	37,1 (predit) g·cm−3
Propietats atòmiques
Estats d'oxidació	7, 5, 4, 3 (predit) (només els estats d'oxidació en negreta es coneixen experimentalment)
Energies d'ionització (més)	1a: 742,9 (estimat) kJ·mol−1
	2a: 1.688,5 (estimat) kJ·mol−1
	3a: 2.566,5 (estimat) kJ·mol−1
Radi atòmic	128 (predit) pm
Radi covalent	141 (estimat) pm
Miscel·lània
Estructura cristal·lina	Hexagonal compacta (predit)
Nombre CAS	54037-14-8
Isòtops més estables
Article principal: Isòtops del bohri
Iso AN Semivida MD ED (MeV) PD 274Bh sin ~54 s α 8,8 270Db 272Bh sin 9,8 s α 9,02 268Db 271Bh sin 1,2 s α 9,35 267Db 270Bh sin 61 s α 8,93 266Db 267Bh sin 17 s α 8,83 263Db Només s'inclouen els isòtops de semivida superior a 1 segon

El bohri fou sintetitzat i identificat sense ambigüitat el 1981 per un equip de la Societat per a la Investigació en Ions Pesants (GSI) de Darmstadt, aleshores Alemanya Occidental, encapçalat per Gottfried Münzenberg. La reacció usada per a produir-lo havia estat proposada i aplicada el 1976 per un grup de l'Institut de Recerca Nuclear de Dubnà, aleshores Unió Soviètica, sota la direcció de Iuri Oganessian. Consistia a bombardejar blancs de bismut 209 i plom 208 amb nuclis accelerats de crom 54 i manganès 55, respectivament, per a produir bohri 262. Les reaccions proposades pels soviètics són:

 

$${\displaystyle {\ce {^209_83Bi + ^54_24Cr -> ^262_107Bh + ^1_0n}}}$$

 

$${\displaystyle {\ce {^208_82Pb + ^55_25Mn -> ^262_107Bh + ^1_0n}}}$$

 

L'equip alemany utilitzà bismut 209 i obtingué els isòtops bohri 260 i bohri 261, mitjançant el procés anomenat de fusió freda, que consisteix a fer que dos nuclis xoquin amb energies amb excitació baixa i, per tant, aprofitant la reducció de la tendència de desintegració d'aquests àtoms. Fou el primer element a sintetitzar-se d'aquesta manera. La reacció de síntesi del bohri 261 és:

$${\displaystyle {\ce {^209_83Bi + ^54_24Cr -> ^261_107Bh + 2 ^1_0n}}}$$

 

A l'hora de buscar-li un nom, el grup alemany suggerí, el setembre de 1992, denominar-ho nielsbohri amb el símbol Ns per a honrar al físic danès Niels Bohr (1885-1962), un dels «pares» de la teoria quàntica. El 1994, un comitè de la Unió Internacional de Química Pura i Aplicada (IUPAC) recomanà anomenar-lo bohri i no nielsbohri. Els descobridors s'hi oposaren, perquè existia certa preocupació que el nom pogués confondre's amb el bor i, en particular, la distinció dels noms de les seves respectius oxoanions, bohrat i borat. L'assumpte es consultà a la secció danesa de la IUPAC que, malgrat aquest problema, votà a favor del nom bohri, i fou reconegut internacionalment el 1997.

No s'han pogut determinar les propietats del bohri de forma experimental degut als baixos períodes de semidesintegració de tots els seus isòtops. Teòricament, s'han fet prediccions sobre les seves propietats i s'espera que sigui sòlid en condicions normals, que presenti una estructura cristal·lina hexagonal molt compacta (c/a = 1,62) i que el seu radi atòmic sigui al voltant dels 128 pm. A més, hauria de ser un metall molt pesant amb una densitat d'uns 37,1 g/cm³. Això es deu a l'elevada massa atòmica del bohri, a les contraccions de lantanoides i actinoides, i als efectes relativistes.

El bohri, amb configuració electrònica calculada ${\displaystyle {\ce {[Rn] 5f^14 6d^5 7s^2}}}$ , és el cinquè metall de transició del període 7 i el membre més pesant del grup 7 de la taula periòdica, sota el manganès, tecneci i reni. Tots ells presenten fàcilment l'estat d'oxidació +7, el qual es torna més estable a mesura que es descendeix en el grup. Per tant, s'espera que el bohri tengui un estat d'oxidació estable de +7, així com els estats inferiors +3 i +4. Els elements del seu grup formen heptaòxids volàtils, que en dissoldre's en aigua formen l'àcid corresponent. També es formen oxihalurs a partir de l'halogenació de l'òxid, per la qual cosa el bohri podria formar l'òxid volàtil ${\displaystyle {\ce {Bh2O7}}}$ , l'àcid perbòhric, ${\displaystyle {\ce {HBhO4}}}$  i l'oxiclorur ${\displaystyle {\ce {BhO3Cl}}}$  entre altres.

S'han descrit setze isòtops del bohri que han estat sintetitzats mitjançant la fusió freda de dos àtoms o mitjançant la descomposició d'elements més pesants. Tots els isòtops són radioactius, no té isòtops estables o naturals, i el seu isòtop conegut més estable, ${\displaystyle {\ce {^270Bh}}}$ , té un període de semidesintegració d'aproximadament 61 s, encara que l'isòtop ${\displaystyle {\ce {^270Bh}}}$  podria tenir, encara sense confirmar, un període de semidesintegració d'uns 690 s.

Els isòtops rics en protons amb nombres màssics 260, 261 i 262 es produïren directament per fusió freda; els que tenen nombres màssics 262 i 264 s'observaren en les cadenes de decadència del meitneri i del roentgeni. Per exemple el meitneri 266 dona el bohri 262 emetent una partícula alfa:

$${\displaystyle {\ce {^266_109Mt -> ^262_107Bh + ^4_2He}}}$$

 

Els isòtops rics en neutrons amb nombres màssics 265, 266, 267 s'obtingueren en irradiacions de dianes d'actinoides. Els cinc més rics en neutrons amb nombres màssics 270, 271, 272, 274 i 278 (no confirmat) apareixen a les cadenes de decadència d'elements de nombre atòmic superior (nihoni, moscovi, tennes i flerovi), en concret ${\displaystyle {\ce {^282Nh}}}$ , ${\displaystyle {\ce {^287Mc}}}$ , ${\displaystyle {\ce {^288Mc}}}$ , ${\displaystyle {\ce {^294Ts}}}$  i ${\displaystyle {\ce {^290Fl}}}$  respectivament. Així el ${\displaystyle {\ce {^287Mc}}}$  dona ${\displaystyle {\ce {^271Bh}}}$  per emissió de quatre partícules alfa segons la cadena:

$${\displaystyle {\ce {^287Mc ->[\alpha] ^283Nh ->[\alpha] ^279Rg ->[\alpha] ^275Mt ->[\alpha] ^271Bh}}}$$