બર્કેલિયમ

બર્કેલિયમ : આવર્ત કોષ્ટક(periodic table)માંની ઍક્ટિનાઇડ અથવા ઍક્ટિનૉઇડ શ્રેણીનું આઠમા ક્રમનું રેડિયોધર્મી, પરાયુરેનિયમ (transuranium) રાસાયણિક ધાતુ-તત્વ. સંજ્ઞા Bk. તેનો કોઈ સ્થાયી (stable) સમસ્થાનિક (isotope) ન હોવાથી પૃથ્વીના પોપડામાં તે મળતું નથી, પણ તેને નાભિકીય (nuclear) પ્રક્રિયાઓ દ્વારા મેળવવામાં આવે છે. આ માટે યોગ્ય લક્ષ્ય (target) પર વીજભારિત કણો કે ન્યૂટ્રૉન કણોનો મારો ચલાવીને અથવા ઉષ્માનાભિકીય (thermonuclear) પ્રયુક્તિઓ વડે તેને સંશ્લેષિત રીતે ઉત્પન્ન કરવામાં આવે છે. 1949માં યુનિવર્સિટી ઑવ્ કૅલિફૉર્નિયા, બર્કલી ખાતે એસ. જી. ટૉમ્પ્સન, એ. ઘિયૉર્સો અને ગ્લેન ટી. સીબર્ગ નામના વૈજ્ઞાનિકોએ અમેરિશિયમના એક સમસ્થાનિક (²⁴¹Am) પર સાઇક્લોટ્રૉનમાં વેગીલા બનાવેલા આલ્ફા કણોનો મારો ચલાવીને આ તત્વ સૌપ્રથમ મેળવ્યું હતું.

સંક્ષેપમાં પ્રક્રિયા – એ પ્રમાણે દર્શાવાય છે. પ્રયોગશાળા જે સ્થળે આવેલી તે સ્થળના નામ ઉપરથી આ તત્વને બર્કેલિયમ નામ આપવામાં આવ્યું હતું. 1958 પહેલાં તે ઘણા ઓછા જથ્થામાં મળ્યું હોવાથી તેના ગુણધર્મોનો અભ્યાસ અનુજ્ઞાપક (tracer) તકનિક વડે કરવામાં આવ્યો હતો. 1958માં થૉમ્પ્સન અને કનિંગહૅમે ક્યુરિયમ (²⁴⁴Cm) પર ન્યૂટ્રૉનનો મારો ચલાવીને 314 દિવસના અર્ધઆયુવાળું ²⁴⁹Bk વજન કરી શકાય તેટલા (weighable) જથ્થામાં (0.3 μ ગ્રા.) મેળવ્યું. અન્ય ઍક્ટિનાઇડ ધાતુઓની જેમ જ બર્કેલિયમ રૂપેરી રંગનું, ધનવિદ્યુતીય (electropositive) અને સક્રિય તત્વ છે. તેના કેટલાક ભૌતિક ગુણધર્મો નીચેની સારણીમાં આપ્યા છે.

બર્કેલિયમના કેટલાક ભૌતિક ગુણધર્મો

ગુણધર્મ	મૂલ્ય
પરમાણુભાર	249.0750
પરમાણુક્રમાંક	97
ઇલેક્ટ્રૉનીય સંરચના	[Rn]5f97s2 અથવા [Rn]5f86d17s2
ગલનબિંદુ (° સે.)	1050
ઘનતા (25° સે.) (ગ્રા.સેમી. –3)	14.78
	1.67

બર્કેલિયમનાં દ્રવ્યમાન સંખ્યા (ભારાંક) (mass number) 243થી 251 ધરાવતાં નવ સમસ્થાનિકો જાણીતાં છે. તેમનાં અર્ધઆયુ 1 કલાક (²⁵¹Bk, 57 મિનિટ)થી માંડીને 1.4 x 10³ વર્ષ (²⁴⁷Bk) માલૂમ પડ્યાં છે.

1960માં કનિંગહૅમ અને વૉલમૅને બર્કેલિયમ–249ના ડાયૉક્સાઇડનો 0.02 માઇક્રોગ્રામ (μ ગ્રા.) જથ્થો સૌપ્રથમ વાર મેળવ્યો અને તેમાંથી 0.004 μ ગ્રા.નો ઉપયોગ કરીને આ ઑક્સાઇડ સમઘન (cubic) સંરચના ધરાવે છે તેમ એક્સ-કિરણ વિવર્તન દ્વારા નક્કી કર્યું. અનુજ્ઞાપક તકનિકે એમ પણ દર્શાવ્યું છે કે બર્કેલિયમ એ ઍક્ટિનાઇડ શ્રેણીનાં તત્ત્વોના લાક્ષણિક ગુણધર્મો ધરાવે છે; દા.ત., જલીય દ્રાવણમાં 3+ ઉપચયન-અવસ્થા (પીળાશ પડતો લીલો રંગ) તથા જલદ્રાવ્ય નાઇટ્રેટ, ક્લોરાઇડ, સલ્ફેટ, પરક્લોરેટ અને સલ્ફાઇડ. તે 4+ ઉપચયન- અવસ્થા પણ ધરાવે છે.

રાસાયણિક રીતે તે લેન્થેનાઇડ શ્રેણીમાંના તેના સમધર્મી (homologue) તત્વ ટર્બિયમ (Tb) જેવો છે. તેનાં ત્રિસંયોજક અવસ્થાવાળાં ફ્લોરાઇડ અને ઑક્ઝેલેટ જેવાં સંયોજનો ઍસિડી દ્રાવણમાં અદ્રાવ્ય હોય છે, જ્યારે ચતુ:સંયોજક અવસ્થાવાળાં આયોડેટ અને ફૉસ્ફેટ-સંયોજનો ઍસિડી દ્રાવણમાં અદ્રાવ્ય છે. બંને ઉપચયન- અવસ્થાવાળાં હેલાઇડ, નાઇટ્રેટ, સલ્ફેટ, પરક્લોરેટ અને સલ્ફાઇડ દ્રાવ્ય છે.

²⁴⁹Bkના નેનોગ્રામ (10^–9 ગ્રામ) જથ્થાનો ઉપયોગ કરીને તેનાં ઘણાં ઘન સંયોજનો બનાવી શકાયાં છે તથા એક્સ-કિરણ વિવર્તન દ્વારા તેમનાં આણ્વીય બંધારણો નક્કી થઈ શક્યાં છે. દા.ત., BkO₂ (CaF₂ પ્રકારનો સમઘન), Bk₂O₃ (Mn₂O₃ પ્રકારનો સમઘન), BkCl₃ [UCl₃ પ્રકારનો ષટ્કોણીય (hexagonal)], BkOCl [PbFCl પ્રકારનો ચતુષ્કોણીય (tetragonal)]. BkF₃નું બંધારણ ચોક્કસપણે નિશ્ચિત થયું નથી.

બર્કેલિયમને અન્ય ઍક્ટિનાઇડ તત્વો અને લેન્થેનાઇડ તત્વોમાંથી અલગ પાડવા દ્રાવક નિષ્કર્ષણ-પદ્ધતિનો ઉપયોગ થાય છે; દા.ત., હેપ્ટેનમાં હાઇડ્રોજન ડાઇ(2-ઇથાઇલહૅક્ઝાઇલ) ઑર્થોફૉસ્ફૉરિક ઍસિડ(HDEHP)નો ઉપયોગ કરીને અન્ય ત્રિસંયોજક ઍક્ટિનાઇડ તત્વોમાંથી બર્કેલિયમને અસરકારક રીતે અલગ કરવા માટે દ્રાવણને ડૉવેક્સ-50 નામના આયન-વિનિમય રેઝિનમાંથી પસાર કરવામાં આવે છે. Bk³⁺નું આ રેઝિન પર અધિશોષણ થતું હોવાથી અલગીકરણ શક્ય બને છે. ક્લોરાઇડ આયન જેવી જાત (species) સાથે પ્રબળ સંકીર્ણ આયન બનાવવાની વૃત્તિને કારણે બર્કેલિયમને વિરલ મૃદ્ તત્વો(rare earth elements)થી આયન-વિનિમય કે દ્રાવક-નિષ્કર્ષણ પદ્ધતિઓ વડે અલગ પાડી શકાય છે.

ઉંદરો પરના પ્રયોગોએ દર્શાવ્યું છે કે ઍક્ટિનાઇડ તત્વો અસ્થિતંત્રમાં એકઠાં થાય છે. બર્કેલિયમ જેવાં તત્વો રેડિયોધર્મી હોવાથી તે શરીરની રક્તકણ ઉત્પન્ન કરવાની ક્ષમતાને નુકસાન કરી શકે છે. માનવીના અસ્થિતંત્ર માટે ²⁴⁹Bkની વધુમાં વધુ સહ્યમાત્રા 0.0004 માઇક્રોગ્રામ જેટલી માનવામાં આવે છે.

બર્કેલિયમનો અલ્પ જથ્થો જ પ્રાપ્ય હોવાથી હાલ તેની તકનીકી ઉપયોગિતા નથી.

કલ્પેશ સૂર્યકાન્ત પરીખ