बर्केलियम : एक मानवनिर्मित, किरणोत्सर्गी (भेदक कण वा किरण बाहेर टाकणारे) धातुरूप मूलद्रव्य. रासायनिक चिन्ह Bk. अणुक्रमांक (अणुकेंद्रातील प्रोटॉनांची संख्या ) ९७. ⇨ आवर्त सारणीतील (मूलद्रव्यांच्या इलेक्ट्रॉन रचनेनुसार केलेल्या कोष्टकरूप मांडणीतील) गट ३ मधील ॲक्टिनाइड श्रेणीतील (आवर्त सारणीतील अणुक्रमांक ८९ ते १०३ या मूलद्रव्यांच्या श्रेणीतील) आठवे व युरेनियमोत्तर मूलद्रव्यांपैकी (नैसर्गिक रीत्या न सापडणाऱ्या व कृत्रिम रीतीने बनविण्यात आलेल्या अणुक्रमांक ९२ पेक्षा जास्त असलेल्या मूलद्रव्याच्या श्रेणीतील) पाचवे मूलद्रव्य. बर्केलियम अस्थिर असल्यमुळे त्याचा निश्चित असा अणुभार नाही. बर्केलियमाचे २४३ ते २५१ द्रव्यमानांक (अणुकेंद्रातील प्रोटॉन व न्युट्रॉन यांची एकूण संख्या दर्शविणारे अंक) असलेले ९ समस्थानिक (अणुक्रमांक तोच पण भिन्न अणुभार असलेले त्याच मुलद्रव्याचे प्रकार) बनविण्यात आले आहेत व ते सर्व किरणोत्सर्गी आहेत. त्यांचे अर्धायुकाल (मुळची किरणोत्सर्गी क्रीयाशीलता निम्मी होण्यास लागणारे काल) ४ तासांपासून १,३८० वर्षांपर्यंत आहेत. विद्युत् विन्यास (अणुकेंद्राभोवतील विविध कक्षांमधील इलेक्ट्रॉनांची संख्या) २, ८, १८, ३२, २७, ८, २. संयुजा (इतर अणूंशी संयोग पावण्याची क्षमता दर्शविणारे अंक) ३ व ४, रंग रूपेरी पांढरा, वि. गु. १४ वितळबिंदू ९८६० से.
बर्केलियम मिळविण्याकरिता अमेरिसियम (२४१) हे लक्ष्य द्रव्य म्हणून हवे होते. ते तयार करून त्यापासून अतिसूक्ष्म प्रमाणात मिळणारे नवीन द्रव्य अलग करणे व त्याच्या किरणोत्सर्ग ओळखता येणे याकरिता शास्त्रज्ञांना अतिशय कार्यक्षम अशी उपकरणे व अलग करण्याच्या पद्धती शोधाव्या लागल्या. ही तयारी १९४९ पर्यंत पूर्ण झाली. प्लुटोनियमावर न्यूट्रॉनांचा भडिमार करून अमेरिसियम (२४१) मिळविण्यात आले.
94Pu241 —ß— 95Am241
इ. स. १९४९ मध्ये एस्. जी. टॉम्पसन, ए. धिओर्सो व जी.टी सीबॉर्ग यांनी बर्केलियमाचा शोध लावला. त्यांनी अमेरिसियम (२४१) वर सायक्लेट्रॉनामध्ये [⟶ कणवेगवर्धक] प्रवेगित हीलियम आयनांचा (विद्युत् भारित अणूंचा) भडिमार करून बर्केलियम (२४३) हा समस्थानिक मिळवला. त्याचा अर्घायुकाल ४.५ तास आहे.
95Am241 + 2He4 ⟶ 97Bk243 + 2 0n1
कॅलिफोर्निया विद्यापीठ, बर्कली येथे संशोधन झाले त्यामुळे बर्कली या गावाच्या नावावरून ‘बर्केलियम’ हे नाव या मूलद्रव्याला दिले गेले. बर्केलियम (२४७) या समस्थानिकाचा अर्धायुकाल भरपूर म्हणजे १,३८० वर्षे आहे परंतु तो पुरेशा प्रमाणात तयार करणे अवघड आहे. त्यातल्या त्यात बर्केलियम (२४९) हा समस्थानिक काही मिलिग्रॅम एवढा तयार करणे शक्य झाले व त्यापासून बर्केलियमविषयी काही माहिती मिळविता आली आहे. एस्. जी. टॉम्पसम व बी. बी. कनिंगहॅम यांनी १८५८ मध्ये वजन करता येईल एवढ्या प्रमाणात ३१४ दिवस अर्धायुकाल असलेला बर्केलियम (२४९) हा समस्थानिक प्रथम मिळविला. क्यूरियम (२४४) मध्ये मंद न्यूट्रॉनांचा समावेश करून क्यूरियम (२४९) मिळतो. त्यातून बीटा कण बाहेर पडल्यावर बर्केलियम (२४९) मिळतो.
96Cm244 + n → 95Cm245… 96Cm249–ß— → 97Bk249
हा समस्थानिकही अतिकिरर्णोत्सर्गी असल्याने त्यातून बीटा कण बाहेर पडून कॅलिफोर्नियम (२४९) तयार होत असतो.
इ. स. १९५८ पूर्वी हे मूलद्रव्य अत्यंत अल्प प्रमाणात उपलब्ध असल्यामुळे व त्याच्या अस्थिरपणामुळे त्याचे रासायनिक गुणधर्म लेशमात्र अन्वेशषणापुरते मर्यादित होते. तथापि त्याचे काही गुणधर्म शोधता आले. बर्केलियम हे ॲक्टिनाइड श्रेणीप्रमाणे गुणधर्म दाखवीत असल्याचे दिसून आले आहे [⟶ युरेनियमोत्तर मूलद्रव्ये]. जलयुक्त विद्रावात त्याची ऑक्सिडीकारक स्थिती ३+ असते [⟶ ऑक्सिडीभवन] व त्याचा रंग पिवळट हिरवा असतो. प्रभावी ऑक्सिडीकरणाने त्याची ऑक्सिडीकारक स्थिती ४+ होते व रंग पिवळा असतो.
इ.स. १९६० साली कनिंगहॅम व जे.सी. वॉलमन यांनी ०.०२ मायक्रोग्रॅम इतके बर्केलियम डाय-ऑक्साइड (BkO2) हे पहिले संयुग मिळविले. त्यातील ०.००४ मायक्रोग्रॅम इतके प्रयोगाकरिता वापरून क्ष-किरणाच्या साहाय्याने त्याची रेणवीय संरचना घनीय आहे, असे सिद्ध केले. त्यांनी बर्केलियमाची ३ संयुजा असलेली Bk2O3, BkF3, BkCl3, BkBr3, BkI3 व BkOCl, तसेच ४ संयुजा असलेले BkF4 ही संयुगे तयार केली आणि या संयुगांची रचना इतर ॲक्टिनाइडांच्या संयुगांसारखी आहे, असेही दर्शविले.
बर्केलियमाच्या दोन्ही ऑक्सिडीकरण स्थितींतील (३+, ४+) संयुगांचे विरघळण्याविषयीचे गुणधर्म ॲक्टिनाइड व लँथॅनाइड श्रेणीतील तदनुरूप ऑक्सिडीकरण स्थितीतील संयुगांशी समधर्मी आहेत [⟶ विरल मृत्तिका]. उदा., त्रिसंयुजी फ्ल्युओराइडे व ऑक्झॅलेटे तसेच चतुःसंयुजी आयोडेटे व फॉस्फेटे अम्ल विद्रावात विरघळत नाहीत. दोन्ही ऑक्सिडीकरण स्थितींतील हॅलाइडे, नायट्रेटे, सल्फेटे, परक्लोरेटे व सल्फाइडे पाण्यात विद्राव्य (विरघळणारी) आहेत. बर्केलियम लँथॅनाइड श्रेणीतील समजात टर्बियमाशी मिळते जुळते आहे [⟶टर्बियम]. ⇨आयम-विनियम व ⇨ वर्णलेखन पद्धतींनी बर्केलियम इतर ॲक्टिनाइडांपासून वेगळे ओळखणे व वेगळे करणे सोपे होते. सूक्ष्म रासायनिक प्रयोगांमध्ये व अणुकेंद्रीय अन्वेषणात बर्केलियम विशेषतः (२४९) चा वापर केला जातो.
पहा : युरेनियमोत्तर मूलद्रव्ये संक्रमणी मूलद्रव्ये.
संदर्भ : Seaborg, G. T. Man-Made Transuranium Elements,
ठाकूर, अ. ना.
“