Senyawa berkelium

Berkeliummembentuk sejumlahsenyawa kimia, di mana ia biasanya ada dalamkeadaan oksidasi+3 atau +4, dan bersifat mirip dengan analoglantanidanya,terbium.Seperti semuaaktinida, berkelium mudah larut dalam berbagai asam anorganik berair, membebaskan gashidrogendan berubah menjadi keadaan oksidasi trivalen. Keadaan trivalen ini adalah yang paling stabil, terutama dalam larutan berair, tetapi senyawa berkelium tetravalen juga dikenal. Keberadaan garam berkelium divalen tidak pasti dan hanya dilaporkan dalam lelehan campuranlantanum klorida–stronsium klorida.Larutan berair ion Bkberwarna hijau di sebagian besar asam. Warna ion Bkberwarna kuning dalamasam kloridadan kuning jingga dalamasam sulfat.Berkelium tidak bereaksi cepat dengan oksigen pada suhu kamar, mungkin karena pembentukan lapisan permukaan oksida pelindung; Namun, ia bereaksi dengan logam cair,hidrogen,halogen,kalkogen, danpniktogenuntuk membentuk berbagai senyawa biner.Berkelium juga dapat membentuk beberapa senyawa organologam.
Dua oksida berkelium diketahui, dengan berkelium dalam keadaan oksidasi +3 (Bk2O3) dan +4 (BkO2).Berkelium(IV) oksidaadalah padatan coklat yang mengkristal dalam struktur kristal kubik (fluorit) dengan grup ruangFm3mdan nomor koordinasi Bk[8] dan O[4]. Parameter kisi adalah 533,4 ± 0,5pm.
Berkelium(III) oksida, padatan berwarna kuning kehijauan, terbentuk dari BkO2melalui reduksi dengan hidrogen:
Senyawa ini memiliki titik leleh 1920 °C,kisi kristal kubik berpusat badan dan konstanta kisia= 1088,0 ± 0,5 pm.Setelah dipanaskan hingga 1200 °C, Bk2O3kubik berubah menjadi struktur monoklinik, yang selanjutnya berubah menjadi fase heksagonal pada 1750 °C; transisi terakhir bersifat reversibel. Perilaku tiga fase seperti itu khas untuk seskuioksida aktinida.
Oksida divalen BkO telah dilaporkan sebagai padatan abu-abu rapuh dengan struktur kubik berpusat muka (fcc) dan konstanta kisia= 496,4 pm, tetapi komposisi kimianya yang tepat tidak pasti.
Dalamhalida, berkelium mengasumsikan keadaan oksidasi +3 dan +4.Keadaan +3 paling stabil, terutama dalam larutan, dan halida tetravalen BkF4dan Cs2BkCl6hanya diketahui dalam fase padat.Koordinasi atom berkelium dalam fluorida dan klorida trivalennya adalah trigonal prismatik trikap, dengan nomor koordinasi 9. Dalam bromida trivalen, ia adalah trigonal prismatik bikap (koordinasi 8) atau oktahedral (koordinasi 6),dan dalam iodida ia adalah oktahedral.
Berkelium(IV) fluorida (BkF4) adalah padatan ionik berwarna kuning-hijau yang mengkristal dalam sistem kristal monoklinik (simbol Pearson mS60, grup ruang C2/c No. 15, konstanta kisia= 1247 pm,b= 1058 pm,c= 817 pm) dan isotipik dengan uranium tetrafluorida atau zirkonium(IV) fluorida.
Berkelium(III) fluorida (BkF3) juga merupakan padatan berwarna kuning kehijauan, tetapi memiliki dua struktur kristal. Fase yang paling stabil pada suhu rendah memiliki simetri ortorombik , isotipik denganitrium(III) fluorida(simbol Pearson oP16, grup ruang Pnma, No. 62,a= 670 pm,b= 709 pm,c= 441 pm). Setelah dipanaskan hingga 350 hingga 600 °C, ia berubah menjadi struktur trigonal yang ditemukan dalamlantanum(III) fluorida(simbol Pearson hP24, grup ruang P3c1, No. 165,a= 697 pm,c= 714 pm).
Jumlah tampak berkelium(III) klorida (BkCl3) pertama kali diisolasi dan dikarakterisasi pada tahun 1962, dan beratnya hanya 3 per miliar gram. Ini dapat disiapkan dengan memasukkan uap hidrogen klorida ke dalam tabung kuarsa yang dievakuasi yang berisi berkelium oksida pada suhu sekitar 500 °C.Padatan hijau ini memiliki titik leleh 603 °Cdan mengkristal dalam sistem kristal heksagonal yang isotipik denganuranium(III) klorida(simbol Pearson hP8, grup ruang P63/m, No. 176).Setelah dipanaskan hingga sedikit di bawah titik lelehnya, BkCl3berubah menjadi fase ortorombik.Heksahidrat BkCl3· 6H2O (berkelium triklorida heksahidrat) memiliki struktur monoklinik dengan konstanta kisia= 966 pm,b= 654 pm danc= 797 pm.Berkelium(III) klorida lainnya, Cs2NaBkCl6dapat dikristalkan dari larutan berair dingin yang mengandung berkelium(III) hidroksida, asam klorida dansesium klorida. Ia memiliki struktur kubik berpusat muka di mana ion Bk(III) dikelilingi oleh ion klorida dalam konfigurasi oktahedral.
Berkelium(IV) klorida terner Cs2BkCl6diperoleh dengan melarutkan berkelium(IV) hidroksida dalam larutan dingin sesium klorida dalam asam klorida pekat. Senyawa ini membentuk kristal heksagonal oranye dengan konstanta kisia= 745,1 pm danc= 1209,7 pm. Jari -jari rata-rata ion BkCl6dalam senyawa ini diperkirakan sebesar 270 pm.
Dua bentukberkelium(III) bromidadiketahui, monoklinik dengan koordinasi berkelium 6 dan ortorombik dengan koordinasi 8;yang terakhir kurang stabil dan berubah ke fase sebelumnya setelah dipanaskan hingga sekitar 350 °C. Fenomena penting untuk padatan radioaktif telah dipelajari untuk kedua bentuk kristal ini: struktur sampelBkBr3segar dan tua dipelajari menggunakan difraksi sinar-X selama periode lebih dari 3 tahun, sehingga berbagai fraksiBk telah meluruh beta menjadiCf. Tidak ada perubahan struktur yang diamati pada transformasiBkBr3—CfBr3, meskipun bromida ortorombik sebelumnya tidak diketahui untuk kalifornium. Namun, perbedaan lain dicatat untukBkBr3danCfBr3. Misalnya, yang terakhir dapat direduksi dengan hidrogen menjadiCfBr2, tetapi yang pertama tidak dapat – hasil ini direproduksi pada sampelBkBr3danCfBr3individual, juga pada sampel yang mengandung kedua bromida.Pertumbuhan kalifornium dalam berkelium terjadi pada tingkat 0,22% per hari dan merupakan hambatan intrinsik dalam mempelajari sifat berkelium. Selain kontaminasi kimia,Cf, sebagai pemancar alfa membawa kerusakan diri yang tidak diinginkan dari kisi kristal karena pemanasan diri yang dihasilkan. Ini dapat dihindari dengan melakukan pengukuran sebagai fungsi waktu dan mengekstrapolasi hasil yang diperoleh.
Berkelium(III) iodidamembentuk kristal heksagonal dengan konstanta kisia= 758,4 pm danc= 2087 pm.Okshalida berkelium yang diketahui meliputi BkOCl, BkOBr dan BkOI; semuanya mengkristal dalam kisi tetragonal.
Mono pniktida berkelium-249 dikenal dengan unsur nitrogen,fosfor,arsenik,dan antimon.Mereka disiapkan dengan reaksi berkelium(III) hidrida (BkH3) atau berkelium metalik dengan unsur-unsur ini pada suhu tinggi (sekitar 600 °C) di bawah vakum tinggi dalam ampul kuarsa. Mereka mengkristal dalam sistem kristal kubik dengan konstanta kisi 495,1 pm untuk BkN, 566,9 pm untuk BkP, 582,9 untuk BkAs dan 619,1 pm untuk BkSb.Nilai konstanta kisi ini lebih kecil daripada yang ada pada pniktida kurium, tetapi sebanding dengan yang ada pada pniktida terbium.
Berkelium(III) sulfida, Bk2S3, telah disiapkan dengan cara memperlakukan berkelium oksida dengan campuran hidrogen sulfida dan karbon disulfida pada suhu 1130 °C, atau dengan mereaksikan langsung berkelium metalik dengan sulfur. Prosedur ini menghasilkan kristal berwarna hitam kecokelatan dengan simetri kubik dan konstanta kisia= 844 pm.
Berkelium(III) dan berkelium(IV) hidroksida keduanya stabil dalam larutannatrium hidroksida1 M. Berkelium(III) fosfat (BkPO4) telah disiapkan sebagai padatan, yang menunjukkan fluoresensi kuat di bawah eksitasilaser argon(garis 514,5 nm).Hidrida berkelium diproduksi dengan mereaksikan logam dengan gas hidrogen pada suhu sekitar 250 °C.Mereka bersifat non-stoikiometri dengan rumus nominal BkH2+x(0 < x < 1). Sementara trihidrida memiliki simetri heksagonal, dihidrida mengkristal dalam strukturfccdengan konstanta kisia= 523 pm.Beberapa garam berkelium lainnya diketahui, termasuk Bk2O2S,Bk(NO3)3·4H2O, BkCl3·6H2O, Bk2(SO4)3·12H2O dan Bk2(C2O4)3·4H2O.Dekomposisi termal pada sekitar 600 °C dalam atmosfer argon (untuk menghindari oksidasi menjadi BkO2) dari Bk2(SO4)3·12H2O menghasilkan kristal ortorombik berpusat badan berkelium(IV) oksida sulfat (Bk2O2SO4). Senyawa ini stabil secara termal hingga setidaknya 1000 °C dalam atmosfer inert.
Berkelium membentuk kompleks trigonal (η–C5H5)3Bk dengan tiga cincin siklopentadienil, yang dapat disintesis dengan mereaksikan berkelium(III) klorida dengan berilosena cair Be(C5H5)2pada suhu sekitar 70 °C. Berkelium berwarna kuning dan simetri ortorombik, dengan konstanta kisia= 1411 pm,b= 1755 pm, danc= 963 pm serta densitas terhitung sebesar 2,47 g/cm. Kompleks ini stabil terhadap pemanasan hingga setidaknya 250 °C, dan menyublim tanpa meleleh pada suhu sekitar 350 °C. Radioaktivitas berkelium yang tinggi secara bertahap meluruhkan senyawa tersebut dalam jangka waktu beberapa minggu.Satu cincin C5H5di (η–C5H5)3Bk dapat digantikan oleh klorin untuk menghasilkan [Bk(C5H5)2Cl]2. Spektrum serapan optik senyawa ini sangat mirip dengan (η–C5H5)3Bk.
Berkelium(III) poliborat (Bk[B6O8(OH)5]), dihasilkan dari reaksi berkelium(III) klorida danasam borat, adalah padatan kuning yang tidak biasa karena berkelium terikat secara kovalen pada borat, mirip dengan kalifornium(III) poliborat.