Nguyên tố Bohri: Định nghĩa, tính chất và ứng dụng 

Bohri (Bh), là một nguyên tố nhân tạo siêu nặng và là một phần của nhóm nguyên tố chuyển tiếp trong bảng tuần hoàn hóa học. Được đặt tên để vinh danh Niels Bohr, nguyên tố này không tồn tại tự nhiên mà chỉ được tạo ra thông qua các phản ứng hạt nhân trong phòng thí nghiệm. Cùng yeuhoahoc.edu.vn tìm hiểu sâu hơn về lịch sử, tính chất và vị trí của của nguyên tố Bohri trong bảng tuần hoàn.

Giới thiệu về nguyên tố Bohri

Định nghĩa 

Bohrium (Bh) là một nguyên tố nhân tạo với số nguyên tử 107. Là một phần của các nguyên tố chuyển tiếp, Bohrium thuộc nhóm 7 trong bảng tuần hoàn, cùng nhóm với Manganese (Mn), Technetium (Tc), và Rhenium (Re), cho thấy nó có các tính chất hóa học dự đoán tương tự như những nguyên tố này.

Lịch sử hình thành nguyên tố Bohri

• 1981: Nhóm nghiên cứu tại GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung (Đức) tổng hợp thành công Bohri lần đầu tiên.
• 1997: IUPAC công nhận tên gọi Bohri cho nguyên tố 107, trước đó được gọi là eka-rheni.
• 2010: Nhóm nghiên cứu tại Đại học Lund (Thụy Điển) tổng hợp thành công đồng vị 270Bh, đồng vị bền nhất của Bohri với chu kỳ bán rã 61 giây.

Một số mốc thời gian quan trọng:

• 1981: Tổng hợp thành công Bohri lần đầu tiên.
• 1991: Xác định tính chất hóa học của Bohri.
• 1997: IUPAC công nhận tên gọi Bohri.
• 2010: Tổng hợp thành công đồng vị 270Bh.

Nguyên tố Bohri trong bảng tuần hoàn hóa học

• Thuộc nhóm 7 (VIIB) – nhóm kim loại chuyển tiếp
• Nằm ở chu kỳ 7
• Là nguyên tố nặng nhất trong nhóm 7
• Có tính chất hóa học tương tự Rheni (Re)

Tính chất của nguyên tố Bohri

Tính chất vật lý

• Do tính phóng xạ, chưa thể xác định chính xác các tính chất vật lý của Bohri.
• Dự đoán:
  • Là kim loại màu trắng bạc
  • Có nhiệt độ nóng chảy cao
  • Có khối lượng riêng cao

Tính chất hóa học

• Dựa trên vị trí trong bảng tuần hoàn, dự đoán Bohri có tính chất hóa học tương tự Rheni (Re):
  • Có nhiều trạng thái oxy hóa (+7, +6, +4, +3, +2, +1, 0)
  • Tạo hợp chất với oxy, hydro, halogen
  • Tạo ion BhO4- (perborate) tương tự ReO4-

Một số tính chất khác:

• Là nguyên tố phóng xạ
• Đồng vị bền nhất là 270Bh, có chu kỳ bán rã 61 giây
• Khả năng khử cao

Ứng dụng của nguyên tố Bohri

Hiện tại, Bohri chỉ được sử dụng cho mục đích nghiên cứu khoa học:

• Nghiên cứu cấu trúc hạt nhân: Bohri giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn về cấu trúc và tính chất của hạt nhân nguyên tử.
• Tổng hợp các nguyên tố mới: Bohri có thể được sử dụng để tổng hợp các nguyên tố nặng hơn, chưa được khám phá.
• Nghiên cứu hóa học: Bohri có thể được sử dụng để nghiên cứu tính chất hóa học của các nguyên tố nặng.

Tiềm năng ứng dụng trong tương lai:

• Y học:
  • Chẩn đoán và điều trị ung thư: Do tính chất phóng xạ, Bohri có thể được sử dụng để tiêu diệt các tế bào ung thư.
  • Xạ trị: Bohri có thể được sử dụng để tạo ra các nguồn bức xạ để điều trị ung thư.
• Công nghiệp:
  • Phát hiện và khai thác các nguyên tố mới: Bohri có thể được sử dụng để phát hiện và khai thác các nguyên tố nặng, quý hiếm.
  • Chế tạo các thiết bị mới: Bohri có thể được sử dụng để chế tạo các thiết bị mới có tính năng vượt trội.

Điều chế và sản xuất nguyên tố Bohri

Điều chế

Điều chế trong phòng thí nghiệm:

• Bohri được tổng hợp lần đầu tiên vào năm 1981 tại GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung (Đức) bằng phương pháp bắn phá chì (Pb) bằng các ion bismuth (Bi).
• Phương trình điều chế:

209Pb + 83Bi -> 292Bh + 0n

• Phương pháp này chỉ tạo ra một vài nguyên tử Bohri mỗi lần bắn phá.

Điều chế trong công nghiệp:

• Hiện nay, không có phương pháp nào để sản xuất Bohri ở quy mô công nghiệp.
• Việc sản xuất Bohri gặp nhiều khó khăn do:
  • Khó khăn trong việc thu thập các nguyên liệu ban đầu (chì và bismuth)
  • Hiệu suất tổng hợp thấp
  • Tính chất phóng xạ của Bohri

Sản xuất

• Do tính chất phóng xạ và thời gian tồn tại ngắn, Bohri không được sản xuất ở quy mô công nghiệp.
• Bohri chỉ được tổng hợp trong các phòng thí nghiệm nghiên cứu với số lượng rất ít.

Phản ứng của nguyên tố Bohri

Phản ứng oxy hóa khử

• Bohri có nhiều trạng thái oxy hóa (+7, +6, +4, +3, +2, +1, 0), do đó có thể tham gia vào các phản ứng oxy hóa khử.
• Ví dụ:

Bh + 3H2 -> BhH3 (Bohri trihydride)

Phản ứng với axit

• Bohri có thể phản ứng với axit để tạo thành muối.
• Ví dụ:

Bh + 2HCl -> BhCl2 (Bohri chloride)

Phản ứng với bazơ

• Bohri có thể phản ứng với bazơ để tạo thành hydroxide.
• Ví dụ:

Bh + 2NaOH -> Bh(OH)2 (Bohri hydroxide)

Phản ứng với kim loại

• Bohri có thể phản ứng với kim loại để tạo thành hợp kim.
• Ví dụ:

Bh + 2Na -> BhNa2 (Bohri natride)

Ví dụ cụ thể:

• Năm 2000, nhóm nghiên cứu tại GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung (Đức) đã thực hiện thành công phản ứng giữa Bohri và ion hydride (H-). Phản ứng này tạo ra Bohri hydride (BhH), là hợp chất đầu tiên của Bohri được xác nhận.

Vấn đề an toàn của nguyên tố Bohri

Bohri là nguyên tố phóng xạ, do đó tiềm ẩn nhiều nguy cơ cho sức khỏe và môi trường:

Nguy cơ cho sức khỏe

• Tiếp xúc với Bohri có thể gây ra các bệnh về đường hô hấp, ung thư và các bệnh lý khác.
• Bohri có thể tích tụ trong cơ thể, đặc biệt là trong xương và gan, gây tổn thương lâu dài.

Nguy cơ cho môi trường

• Bohri có thể xâm nhập vào môi trường qua nước, không khí và đất, gây ô nhiễm môi trường.
• Bohri có thể ảnh hưởng đến hệ sinh thái và gây hại cho các sinh vật sống.

Để bảo đảm sự an toàn, các biện pháp sau đây cần được áp dụng:

• Hạn chế tiếp xúc với Bohri: Chỉ những người có chuyên môn và được trang bị đầy đủ bảo hộ mới được phép tiếp xúc với Bohri.
• Kiểm soát chặt chẽ việc sử dụng Bohri: Bohri chỉ được sử dụng trong các phòng thí nghiệm chuyên dụng và được kiểm soát chặt chẽ.
• Xử lý chất thải Bohri an toàn: Chất thải Bohri cần được xử lý theo quy định an toàn để tránh ô nhiễm môi trường.

Trên đây là những gì tinh túy nhất, đầy đủ nhất về nguyên tố Bohri mà chúng tôi đã khám phá ra và tổng hợp lại được. Mời bạn đọc cùng vào tìm hiểu và chắt lọc được những thông tin mà mình cần nhé! 

Đừng ngần ngại chia sẻ những suy nghĩ và câu hỏi của bạn về các nguyên tố hóa học hoặc bất kỳ đề tài nào bạn muốn khám phá thêm. Yeuhoahoc.edu.vn luôn sẵn sàng lắng nghe và cung cấp những thông tin chất lượng nhất, cập nhật nhất để bạn có thể tiếp tục hành trình khám phá không giới hạn của mình trong thế giới hóa học.