बोरियम

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बोरियम (Bohrium) एक संश्लेषित रासायनिक तत्व है; इसका प्रतीक Bh और परमाणु क्रमांक 107 है। इसका नाम डेनिश भौतिक विज्ञानी नील्स बोर (Niels Bohr) के नाम पर रखा गया है। एक संश्लेषित तत्व के रूप में, इसे कण त्वरक में बनाया जा सकता है लेकिन यह प्रकृति में नहीं पाया जाता है। बोरियम के सभी ज्ञात समस्थानिक अत्यधिक रेडियोधर्मी हैं; सबसे स्थिर ज्ञात समस्थानिक 270Bh है जिसकी अर्ध-आयु लगभग 2.4 मिनट है, हालाँकि अपुष्ट 278Bh की अर्ध-आयु लगभग 11.5 मिनट हो सकती है।

आवर्त सारणी में, यह d-ब्लॉक में एक अतिभारी तत्व (transactinide element) है। यह 7वें आवर्त का सदस्य है और संक्रमण धातुओं की 6d श्रृंखला के पांचवें सदस्य के रूप में समूह 7 के तत्वों से संबंधित है। रसायन विज्ञान के प्रयोगों ने पुष्टि की है कि बोरियम समूह 7 में रेनियम के भारी समरूप (homologue) के रूप में व्यवहार करता है। बोरियम के रासायनिक गुण केवल आंशिक रूप से ही ज्ञात हैं, लेकिन वे समूह 7 के अन्य तत्वों के रसायन विज्ञान के साथ अच्छी तरह मेल खाते हैं।

अतिभारी तत्व

इतिहास

तत्व 107 का नाम मूल रूप से डेनिश परमाणु/सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी नील्स बोर के नाम पर नील्सबोरियम (Ns) रखने का प्रस्ताव था। इस नाम को बाद में IUPAC द्वारा बदलकर बोरियम (Bh) कर दिया गया।

खोज

दो समूहों ने तत्व की खोज का दावा किया। बोरियम के प्रमाण सबसे पहले 1976 में यूरी ओगानेसियन (Yuri Oganessian) के नेतृत्व में एक सोवियत अनुसंधान दल द्वारा रिपोर्ट किए गए थे, जिसमें bismuth-209 और lead-208 के लक्ष्यों को क्रमशः chromium-54 और manganese-55 के त्वरित नाभिकों के साथ बमबारी की गई थी।[1] दो गतिविधियाँ देखी गईं, एक एक से दो मिलीसेकंड की अर्ध-आयु के साथ, और दूसरी लगभग पांच सेकंड की अर्ध-आयु के साथ। चूंकि प्रयोग के दौरान इन दो गतिविधियों की तीव्रताओं का अनुपात स्थिर था, इसलिए यह प्रस्तावित किया गया था कि पहली गतिविधि bohrium-261 समस्थानिक से थी और दूसरी इसकी पुत्री dubnium-257 से थी। बाद में, डबनियम समस्थानिक को dubnium-258 के रूप में सुधारा गया, जिसकी वास्तव में पांच सेकंड की अर्ध-आयु होती है (डबनियम-257 की अर्ध-आयु एक सेकंड होती है); हालाँकि, इसके जनक के लिए देखी गई अर्ध-आयु 1981 में डार्मस्टाड में बोरियम की निश्चित खोज में बाद में देखी गई अर्ध-आयु से बहुत कम है। IUPAC/IUPAP ट्रांसफरमियम वर्किंग ग्रुप (TWG) ने निष्कर्ष निकाला कि हालांकि इस प्रयोग में dubnium-258 को संभवतः देखा गया था, लेकिन इसके जनक bohrium-262 के उत्पादन के प्रमाण पर्याप्त विश्वसनीय नहीं थे।[2]

1981 में, डार्मस्टाड में GSI हेल्महोल्ट्ज़ सेंटर फॉर हैवी आयन रिसर्च में पीटर आर्मब्रस्टर (Peter Armbruster) और गॉटफ्राइड मुनज़ेनबर्ग (Gottfried Münzenberg) के नेतृत्व में एक जर्मन अनुसंधान दल ने bohrium-262 समस्थानिक के 5 परमाणु उत्पन्न करने के लिए bismuth-209 के एक लक्ष्य पर chromium-54 के त्वरित नाभिकों की बमबारी की:[3]

209 + 54 → 262 + neutron

यह खोज उत्पादित बोरियम परमाणुओं की अल्फा क्षय श्रृंखला के फर्मियम और कैलिफोर्नियम के पहले से ज्ञात समस्थानिकों तक विस्तृत माप द्वारा और अधिक पुष्ट हुई। IUPAC/IUPAP ट्रांसफरमियम वर्किंग ग्रुप (TWG) ने अपनी 1992 की रिपोर्ट में GSI सहयोग को आधिकारिक खोजकर्ता के रूप में मान्यता दी।[2]

प्रस्तावित नाम

सितंबर 1992 में, जर्मन समूह ने डेनिश भौतिक विज्ञानी नील्स बोर को सम्मानित करने के लिए नील्सबोरियम (nielsbohrium) नाम और Ns प्रतीक का सुझाव दिया। रूस के संयुक्त परमाणु अनुसंधान संस्थान के सोवियत वैज्ञानिकों ने सुझाव दिया था कि यह नाम तत्व 105 को दिया जाए (जिसे अंततः डबनियम कहा गया) और जर्मन टीम बोर और इस तथ्य दोनों को मान्यता देना चाहती थी कि डबना टीम कोल्ड फ्यूजन प्रतिक्रिया का प्रस्ताव देने वाली पहली टीम थी, और साथ ही तत्व 105 के नामकरण की विवादास्पद समस्या को हल करने में मदद करना चाहती थी। डबना टीम तत्व 107 के लिए जर्मन समूह के नामकरण प्रस्ताव से सहमत हो गई।[4]

तत्व 104 से 106 को क्या कहा जाए, इस पर तत्व नामकरण विवाद था; IUPAC ने इस तत्व के लिए एक अस्थायी, व्यवस्थित तत्व नाम के रूप में अनिलसेप्टियम (प्रतीक Uns) को अपनाया।[5] 1994 में IUPAC की एक समिति ने सिफारिश की कि तत्व 107 का नाम बोरियम रखा जाए, न कि नील्सबोरियम, क्योंकि किसी तत्व के नामकरण में वैज्ञानिक के पूरे नाम का उपयोग करने का कोई उदाहरण नहीं था।[5][6] खोजकर्ताओं ने इसका विरोध किया क्योंकि कुछ चिंता थी कि नाम को बोरॉन के साथ भ्रमित किया जा सकता है और विशेष रूप से उनके संबंधित ऑक्सीएनायन के नामों, बोरेट (bohrate) और बोरेट (borate) के बीच अंतर करने में समस्या हो सकती है। मामला IUPAC की डेनिश शाखा को सौंप दिया गया, जिसने इसके बावजूद, बोरियम नाम के पक्ष में मतदान किया, और इस प्रकार तत्व 107 के लिए बोरियम नाम को 1997 में अंतरराष्ट्रीय स्तर पर मान्यता दी गई;[5] बोरॉन और बोरियम के संबंधित ऑक्सीएनायन के नाम उनकी समरूपता (homophony) के बावजूद अपरिवर्तित रहे।[7]

समस्थानिक

मुख्य लेख: Isotopes of bohrium

बोरियम का कोई स्थिर या प्राकृतिक रूप से पाया जाने वाला समस्थानिक नहीं है। प्रयोगशाला में कई रेडियोधर्मी समस्थानिकों को संश्लेषित किया गया है, या तो दो परमाणुओं को जोड़कर या भारी तत्वों के क्षय का अवलोकन करके। बोरियम के बारह अलग-अलग समस्थानिकों की सूचना मिली है जिनका परमाणु द्रव्यमान 260–262, 264–267, 270–272, 274 और 278 है, जिनमें से एक, बोरियम-262, की एक ज्ञात मेटास्टेबल अवस्था है। इन सभी में से, अपुष्ट 278Bh को छोड़कर, केवल अल्फा क्षय के माध्यम से क्षय होता है, हालांकि कुछ अज्ञात बोरियम समस्थानिकों के सहज विखंडन (spontaneous fission) से गुजरने का अनुमान है।[8]

हल्के समस्थानिकों की अर्ध-आयु आमतौर पर कम होती है; 260Bh, 261Bh, 262Bh, और 262mBh के लिए 100 ms से कम की अर्ध-आयु देखी गई। 264Bh, 265Bh, 266Bh, और 271Bh लगभग 1 s पर अधिक स्थिर हैं, और 267Bh और 272Bh की अर्ध-आयु लगभग 10 s है। सबसे भारी समस्थानिक सबसे स्थिर हैं, 270Bh और 274Bh की मापी गई अर्ध-आयु क्रमशः लगभग 2.4 min और 40 s है, और इससे भी भारी अपुष्ट समस्थानिक 278Bh की अर्ध-आयु लगभग 11.5 मिनट है।

द्रव्यमान 260, 261 और 262 वाले सबसे प्रोटॉन-समृद्ध समस्थानिक सीधे कोल्ड फ्यूजन द्वारा उत्पादित किए गए थे, द्रव्यमान 262 और 264 वाले समस्थानिकों को मेटनेरियम और रोंटजेनियम की क्षय श्रृंखलाओं में रिपोर्ट किया गया था, जबकि द्रव्यमान 265, 266, 267 वाले न्यूट्रॉन-समृद्ध समस्थानिकों को एक्टिनाइड लक्ष्यों के विकिरण में बनाया गया था। द्रव्यमान 270, 271, 272, 274 और 278 (अपुष्ट) वाले पांच सबसे न्यूट्रॉन-समृद्ध समस्थानिक क्रमशः 282Nh, 287Mc, 288Mc, 294Ts, और 290Fl की क्षय श्रृंखलाओं में दिखाई देते हैं। बोरियम समस्थानिकों की अर्ध-आयु 262mBh के लिए लगभग दस मिलीसेकंड से लेकर 270Bh और 274Bh के लिए लगभग एक मिनट तक होती है, जो अपुष्ट 278Bh के लिए लगभग 11.5 मिनट तक बढ़ जाती है, जिसकी अर्ध-आयु रिपोर्ट किए गए अतिभारी न्यूक्लाइड्स में सबसे लंबी हो सकती है।[9]

अनुमानित गुण

बोरियम या इसके यौगिकों के बहुत कम गुणों को मापा गया है; इसका कारण इसका अत्यंत सीमित और महंगा उत्पादन[10] और यह तथ्य है कि बोरियम (और इसके जनक) बहुत जल्दी क्षय हो जाते हैं। रसायन विज्ञान से संबंधित कुछ एकल गुणों को मापा गया है, लेकिन बोरियम धातु के गुण अज्ञात हैं और केवल अनुमान उपलब्ध हैं।

रासायनिक

बोरियम संक्रमण धातुओं की 6d श्रृंखला का पांचवां सदस्य है और आवर्त सारणी में समूह 7 का सबसे भारी सदस्य है, जो मैंगनीज, टेक्नेटियम और रेनियम के नीचे आता है। समूह के सभी सदस्य आसानी से अपनी समूह ऑक्सीकरण अवस्था +7 को प्रदर्शित करते हैं और समूह में नीचे जाने पर यह अवस्था अधिक स्थिर हो जाती है। इस प्रकार बोरियम के एक स्थिर +7 अवस्था बनाने की उम्मीद है। टेक्नेटियम +4 अवस्था भी दिखाता है जबकि रेनियम स्थिर +4 और +3 अवस्थाएं प्रदर्शित करता है। इसलिए बोरियम भी इन निचली अवस्थाओं को दिखा सकता है। उच्च +7 ऑक्सीकरण अवस्था के ऑक्सीएनायन में मौजूद होने की अधिक संभावना है, जैसे कि परबोरेट, BhO4-, जो हल्के परमैंगनेट, परटेक्नेटेट, और पररेनिएट के अनुरूप है। फिर भी, बोरियम(VII) के जलीय घोल में अस्थिर होने की संभावना है, और संभवतः इसे आसानी से अधिक स्थिर बोरियम(IV) में अपचयित (reduce) किया जा सकता है।

हल्के समूह 7 के तत्व वाष्पशील हेप्टोक्साइड M2O7 (M = Mn, Tc, Re) बनाने के लिए जाने जाते हैं, इसलिए बोरियम को भी वाष्पशील ऑक्साइड Bh2O7 बनाना चाहिए। ऑक्साइड को परबोरिक एसिड, HBhO4 बनाने के लिए पानी में घुलना चाहिए।[11] रेनियम और टेक्नेटियम ऑक्साइड के हैलोजनीकरण से ऑक्सीहैलाइड्स की एक श्रृंखला बनाते हैं। ऑक्साइड का क्लोरीनीकरण ऑक्सीक्लोराइड MO3Cl बनाता है, इसलिए इस प्रतिक्रिया में BhO3Cl बनना चाहिए। फ्लोरीनीकरण के परिणामस्वरूप भारी तत्वों के लिए MO3F और MO2F3 बनते हैं, इसके अलावा रेनियम यौगिक ReOF5 और ReF7 भी बनते हैं। इसलिए, बोरियम के लिए ऑक्सीफ्लोराइड का निर्माण एका-रेनियम गुणों को इंगित करने में मदद कर सकता है।[12] चूंकि ऑक्सीक्लोराइड असममित होते हैं, और समूह में नीचे जाने पर उनके विद्युत द्विध्रुव आघूर्ण तेजी से बढ़ते हैं, उन्हें TcO3Cl > ReO3Cl > BhO3Cl के क्रम में कम वाष्पशील होना चाहिए: इसकी पुष्टि 2000 में इन तीन यौगिकों के अधिशोषण की एन्थैल्पी को मापकर प्रयोगात्मक रूप से की गई थी। TcO3Cl और ReO3Cl के लिए मान क्रमशः −51 kJ/mol और −61 kJ/mol हैं; BhO3Cl के लिए प्रयोगात्मक मान −77.8 kJ/mol है, जो −78.5 kJ/mol के सैद्धांतिक रूप से अपेक्षित मान के बहुत करीब है।

भौतिक और परमाणु

बोरियम के सामान्य परिस्थितियों में ठोस होने और hexagonal close-packed क्रिस्टल संरचना (c/a = 1.62) ग्रहण करने की उम्मीद है, जो इसके हल्के समरूप रेनियम के समान है। फ्रिक (Fricke) द्वारा शुरुआती अनुमानों ने इसके घनत्व का अनुमान 37.1 g/cm3 लगाया था, लेकिन नई गणनाएं 26–27 g/cm3 के कुछ कम मूल्य का अनुमान लगाती हैं।

बोरियम की परमाणु त्रिज्या लगभग 128 pm होने की उम्मीद है। 7s ऑर्बिटल के सापेक्ष स्थिरीकरण और 6d ऑर्बिटल के अस्थिरीकरण के कारण, Bh+ आयन के [Rn] 5f14 6d4 7s2 का इलेक्ट्रॉन विन्यास होने का अनुमान है, जो 7s इलेक्ट्रॉन के बजाय 6d इलेक्ट्रॉन देता है, जो इसके हल्के समरूप मैंगनीज और टेक्नेटियम के व्यवहार के विपरीत है। दूसरी ओर, रेनियम अपने भारी समरूप बोरियम के समान 6s इलेक्ट्रॉन से पहले 5d इलेक्ट्रॉन देता है, क्योंकि छठे आवर्त तक सापेक्ष प्रभाव महत्वपूर्ण हो गए हैं, जहां वे अन्य चीजों के अलावा सोने का पीला रंग और पारा का कम गलनांक पैदा करते हैं। Bh2+ आयन के [Rn] 5f14 6d3 7s2 का इलेक्ट्रॉन विन्यास होने की उम्मीद है; इसके विपरीत, Re2+ आयन के [Xe] 4f14 5d5 विन्यास होने की उम्मीद है, जो इस बार मैंगनीज और टेक्नेटियम के अनुरूप है। हेक्साकोऑर्डिनेट हेप्टावेलेंट बोरियम की आयनिक त्रिज्या 58 pm होने की उम्मीद है (हेप्टावेलेंट मैंगनीज, टेक्नेटियम और रेनियम के मान क्रमशः 46, 57 और 53 pm हैं)। पेंटावेलेंट बोरियम की आयनिक त्रिज्या 83 pm बड़ी होनी चाहिए।

प्रयोगात्मक रसायन विज्ञान

1995 में, तत्व को अलग करने के प्रयास पर पहली रिपोर्ट असफल रही, जिससे यह जांचने के लिए नए सैद्धांतिक अध्ययन हुए कि बोरियम की जांच कैसे की जाए (तुलना के लिए इसके हल्के समरूप टेक्नेटियम और रेनियम का उपयोग करके) और अवांछित संदूषणकारी तत्वों जैसे कि ट्राइवेलेंट एक्टिनाइड्स, समूह 5 के तत्वों और पोलोनियम को कैसे हटाया जाए।[13]

2000 में, यह पुष्टि की गई कि हालांकि सापेक्ष प्रभाव महत्वपूर्ण हैं, बोरियम एक विशिष्ट समूह 7 तत्व की तरह व्यवहार करता है।[14] पॉल शेरर इंस्टीट्यूट (PSI) की एक टीम ने 249Bk और 22Ne आयनों के बीच प्रतिक्रिया में उत्पादित 267Bh के छह परमाणुओं का उपयोग करके एक रासायनिक प्रतिक्रिया आयोजित की। परिणामी परमाणुओं को थर्मल किया गया और एक वाष्पशील ऑक्सीक्लोराइड बनाने के लिए HCl/O2 मिश्रण के साथ प्रतिक्रिया की गई। प्रतिक्रिया ने इसके हल्के समरूपों, टेक्नेटियम (108Tc के रूप में) और रेनियम (169Re के रूप में) के समस्थानिक भी उत्पन्न किए। समतापीय अधिशोषण वक्रों को मापा गया और रेनियम ऑक्सीक्लोराइड के समान गुणों वाले एक वाष्पशील ऑक्सीक्लोराइड के गठन के लिए मजबूत प्रमाण मिले। इसने बोरियम को समूह 7 के एक विशिष्ट सदस्य के रूप में स्थापित किया।[15] इस प्रयोग में टेक्नेटियम, रेनियम और बोरियम के ऑक्सीक्लोराइड की अधिशोषण एन्थैल्पी को मापा गया, जो सैद्धांतिक भविष्यवाणियों के साथ बहुत अच्छी तरह से सहमत है और समूह 7 में नीचे की ओर TcO3Cl > ReO3Cl > BhO3Cl के ऑक्सीक्लोराइड अस्थिरता के घटने के क्रम को दर्शाता है।

2 Bh + 3 O2 + 2 HCl → 2 BhO3Cl + H2

भारी तत्वों की पुत्रियों के रूप में उत्पादित बोरियम के लंबे समय तक जीवित रहने वाले भारी समस्थानिक भविष्य के रेडियोकेमिकल प्रयोगों के लिए लाभ प्रदान करते हैं। हालांकि भारी समस्थानिक 274Bh के उत्पादन के लिए एक दुर्लभ और अत्यधिक रेडियोधर्मी बर्कलियम लक्ष्य की आवश्यकता होती है, समस्थानिक 272Bh, 271Bh, और 270Bh को अधिक आसानी से उत्पादित मोस्कोवियम और निहोनियम समस्थानिकों की पुत्रियों के रूप में आसानी से उत्पादित किया जा सकता है।[16]

नोट्स

संदर्भ

  1. ↑ (1976). "On spontaneous fission of neutron-deficient isotopes of elements". Nuclear Physics A. 273 505–522. doi:10.1016/0375-9474(76)90607-2.
  2. ↑ 2.0 2.1 Barber, R. C.. (1993). "Discovery of the transfermium elements. Part II: Introduction to discovery profiles. Part III: Discovery profiles of the transfermium elements". Pure and Applied Chemistry. 65 (8) 1757. doi:10.1351/pac199365081757.
  3. ↑ (1981). Identification of element 107 by α correlation chains. Zeitschrift für Physik A. 300 (1) 107–8. doi:10.1007/BF01412623.
  4. ↑ (1993). "Responses on 'Discovery of the transfermium elements' by Lawrence Berkeley Laboratory, California; Joint Institute for Nuclear Research, Dubna; and Gesellschaft fur Schwerionenforschung, Darmstadt followed by reply to responses by the Transfermium Working Group". Pure and Applied Chemistry. 65 (8) 1815–1824. doi:10.1351/pac199365081815.
  5. ↑ 5.0 5.1 5.2 Commission on Nomenclature of Inorganic Chemistry. (1997). Names and symbols of transfermium elements (IUPAC Recommendations 1997). Pure and Applied Chemistry. 69 (12) 2471–2474. doi:10.1351/pac199769122471.
  6. ↑ (1994). "Names and symbols of transfermium elements (IUPAC Recommendations 1994)". Pure and Applied Chemistry. 66 (12) 2419–2421. doi:10.1351/pac199466122419.
  7. ↑ IUPAC (2005). Nomenclature of Inorganic Chemistry (IUPAC Recommendations 2005) (Red Book). RSC Publishing. p. 337–9.
  8. ↑ Sonzogni, Alejandro. Interactive Chart of Nuclides. Brookhaven National Laboratory.
  9. ↑ (2011). "Handbook of Nuclear Chemistry: Production and Identification of Transactinide Elements". 877. ISBN 978-1-4419-0719-6. doi:10.1007/978-1-4419-0720-2_19.
  10. ↑ Subramanian, S.. (2019). Making New Elements Doesn't Pay. Just Ask This Berkeley Scientist. Bloomberg Businessweek.
  11. ↑ Sicius, Hermann. (2024-10-28). Handbook of the Chemical Elements. 667. Springer Nature. ISBN 978-3-662-68921-9.
  12. ↑ Hans Georg Nadler "Rhenium and Rhenium Compounds" Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH, Weinheim, 2000. 10.1002/14356007.a23_199
  13. ↑ (2000). "Chemical Separation Procedure Proposed for Studies of Bohrium". Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry. 246 (2) 349. doi:10.1023/A:1006791027906.
  14. ↑ (2000). "Chemical characterization of bohrium (element 107)". Nature. 407 (6800) 63–5. doi:10.1038/35024044.
  15. ↑ Eichler, R.. Gas chemical investigation of bohrium (Bh, element 107). GSI Annual Report 2000.
  16. ↑ (2013-11-30). "The Chemistry of Superheavy Elements". 24–8. Springer Science & Business Media. ISBN 978-3-642-37466-1.

ग्रंथ सूची

  • (2017). "The NUBASE2016 evaluation of nuclear properties". Chinese Physics C. 41 (3 ). doi:10.1088/1674-1137/41/3/030001.
  • Beiser, A.. (2003). "Concepts of modern physics". McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-244848-1.
  • (2000). "The Transuranium People: The Inside Story". World Scientific. ISBN 978-1-78-326244-1.
  • Kragh, H.. (2018). "From Transuranic to Superheavy Elements: A Story of Dispute and Creation". Springer. ISBN 978-3-319-75813-8.
  • (2013). "Future of superheavy element research: Which nuclei could be synthesized within the next few years?". Journal of Physics: Conference Series. 420 (1). doi:10.1088/1742-6596/420/1/012001.

बाहरी कड़ियाँ

स्रोत: अंग्रेज़ी विकिपीडिया के "Bohrium" लेख पर आधारित। मूल लेख: https://en.wikipedia.org/wiki/Bohrium यह लेख स्वचालित रूप से तैयार किया गया है।

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