prometium

ominaisuudet
Yleisesti
Nimi , symboli , atominumero Prometium, Pm, 61
Elementtiluokka Lantanoidit
Ryhmä , jakso , lohko La , 6 , f
Katso metallinen
CAS-numero 7440-12-2
EY-numero 231-121-9
ECHA: n tietokortti 100.028.292
Massaosuus maan verhosta 1,5 · 10 −15  ppm
Atomi
Atomimassa ( 147 um) 146.9151 u
Atomisäde (laskettu) 185 (205) pm
Kovalenttinen säde 199 pm
Elektronikonfiguraatio [ Xe ] 4 f 5 6 s 2
1. Ionisointienergia 5.58187 (4) eV538.1 kJ / mol
2. Ionisointienergia 10.938 (20) eV1 055.4 kJ / mol
3. Ionisointienergia 22. päivä.44 (8) eV2 170 kJ / mol
4. Ionisointienergia 41.17 (9) eV3 970 kJ / mol
5. Ionisointienergia 61.7 (3) eV5 950 kJ / mol
Fyysisesti
Fyysinen tila tiukasti
tiheys 7,2 g / cm 3 (25  ° C )
Sulamispiste 1353 K (1080 ° C)
kiehumispiste 3273 K (3000 ° C)
Molaarinen tilavuus 20.10 10 −6 m 3 mol −1
Haihdutuslämpö 290 kJ / mol
Fuusiolämpö 7,7 kJ mol -1
Sähkönjohtavuus 1,33 · 10 6 A · V −1 · m −1
Lämmönjohtokyky 15 W m −1 K −1
Kemiallisesti
Hapetustilat 3
Normaali potentiaali −2,423  V
(Pm 3+ + 3 e - → Pm)
Isotoopit
isotooppi NH t 1/2 ZA ZE (M eV ) ZP
143 pm {syn.} 265 d e 1.041 143 Nd
144 pm {syn.} 363 d e 2,332 144 Nd
145 pm {syn.} 17,7 a e 2,322 145 Nd
a 0,163 141 Pr
146 pm {syn.} 5,53 a e 1.472 146 Nd
β - 1.542 146 sm
147 pm 100% 2.6234 a β - 0,224 147 Sm
148 pm {syn.} 5370 d β - 2,468 148 Sm
149 pm {syn.} 53,08 h β - 1.071 149 Sm
Katso muut isotoopit isotooppiluettelosta
Vaara- ja turvallisuustiedot
Radioaktiivinen
Radioaktiivinen
GHS-vaaramerkinnät
luokitusta ei ole käytettävissä
Mahdollisuuksien mukaan ja tapana käytetään SI-yksiköitä .
Ellei toisin mainita, annetut tiedot koskevat vakio-olosuhteita .

Prometium (alkaen Prometheus , joka on titaani on kreikkalainen mytologia ) on alkuaine, jossa elementti symboli Pm ja atomiluku 61. jaksollisen se on ryhmä lantanoidit ja on siis myös yksi harvinaisten maametallien . Prometium löydettiin vuonna 1945 uraanin fissiotuotteena. Hänen löytönsä korjasi jaksollisen taulukon viimeisen aukon.

Kaikki prometium- isotoopit ovat radioaktiivisia , mikä tarkoittaa, että kaikki atomiytimet, jotka sisältävät 61 protonia, ovat epävakaita ja hajoavia. Prometium ja kevyempi teknetium  (43) ovat ainoat elementit, joilla on pienempi atomiluku kuin vismuttilla  (83), joilla on tämä ominaisuus.

Löytötarina

Väitetyt löydöt

Ensimmäisen kerran löydöistä ilmoittivat italialaiset tiedemiehet Luigi Rolla ja Lorenzo Fernandes Firenzestä. Jälkeen erotetaan didymium nitraatti konsentraatti jakokiteyttämällä Brasilian mineraali monatsiitti , joka koostuu 70%: dysprosium ja neodyymi ja 30%: n muiden lantanidien, he saivat liuosta, joka pääosin sisälsi samarium. Tämä ratkaisu johti röntgenspektreihin, jotka he tulkitsivat samariumiksi ja elementiksi 61. He nimeivät elementin 61 kaupunkinsa, Florentiumin , kunniaksi . Tulokset julkaistiin vuonna 1926, mutta tutkijat väittivät, että kokeet tehtiin vuonna 1924.

Samana vuonna 1926, Smith Hopkins ja Len Yntema on University of Illinois at Urbana-julkaisi löytö elementin 61. He nimesivät sen jälkeen yliopistossa Illinoisissa .

Kumpaa näistä kahdesta julkaisusta ei voitu vahvistaa. Useat ryhmät väittivät luoneensa elementin, mutta heidän löytöjensä todentaminen epäonnistui, koska prometiumia oli vaikea erottaa muista elementeistä.

Marinsky, Glendenin ja Coryell

Prometium löydettiin vuonna 1945 Oak Ridgen kansallisesta laboratoriosta  (ORNL) ( Tennessee , USA ) Jacob A. Marinsky , Lawrence E. Glendenin ja Charles D. Coryell uraanin fissiotuotteena . Toisen maailmansodan aikana suoritetun sotilaallisen tutkimuksen takia sen löytö julkaistiin vasta vuonna 1947. He valitsivat nimen Promethium kreikkalaisen titaanin Prometheuksen perusteella, joka toi ihmisille tulta ja herätti siten jumalien vihan. Tämä oli tarkoitettu varoitukseksi ihmiskunnalle, joka tuolloin aloitti ydinaseiden kilpailun . Nimen ehdotti Charles Coryellin vaimo Grace Mary Coryell.

Esiintyminen

Maanpäällinen esiintyminen

Luonnossa prometium on enimmäkseen koska tuote spontaani fissio ja uraanin ja kautta alfa rappeutuminen europiumin isotoopin 151 Eu. Sitä esiintyy piikkipitoisina pitoisuuksina (4 ± 1) · 10-15 grammaa 147 μm / kg. Prometiumin tasainen esiintyminen maapallon kuoressa on noin 560 g uraanin halkeamisen ja noin 12 g 151 Eu: n alfa-hajoamisen vuoksi .

  • Uraanin spontaani fissio:
  • 151 Eu: n alfa-hajoaminen :

Muukalaisten esiintyminen

Prometium  havaittiin vuonna 1971 tähteen HR 465 (GY Andromedae) spektristä ; ja mahdollisesti HD 101065: ssä  (Przybylskin tähti) ja HD 965: ssä .

Uuttaminen ja esittely

Vuonna 1963 ioninvaihtomenetelmiä käytettiin ORNL: ssä noin 10 gramman prometiumin saamiseksi ydinreaktorin polttoainejätteestä. Vuonna 1963 Fritz Weigel pystyi tuottamaan metallista prometiumia ensimmäistä kertaa kuumentamalla prometium (III) fluoridia  (PmF 3 ) litiumilla tantaaliupokkaassa.

ominaisuudet

Kun jaksollisen , prometium kanssa atomi numero 61 on sarjassa lantanoidien, sen edeltäjä on neodyymi , seuraava elementti on samarium . Sen analogi on aktinoidi sarjassa on neptunium .

Prometiumin kristallirakenne, a = 365 pm, c = 1165 pm

Fyysiset ominaisuudet

Koska isotooppi 147 μm voidaan saada keinotekoisesti fissiotuotteena punnittavissa olevina määrinä, on mahdollista tutkia ominaisuuksia melko hyvin. Promethium on hopeanvalkoinen pallografiittinen raskasmetalli. Sen sulamispiste on 1080 ° C; kiehumispisteelle on arvioitu arvot 2727 ja 3000 ° C. Alle vakio-olosuhteissa, prometium kiteytyy kuusikulmainen lähinnä pakkaus pallojen kanssa hilaparametrien  = 365  pm ja c  = 1165 pm, jossa on laskettu tiheys on 7,26 g / cm 3 .

Kemialliset ominaisuudet

Metalli hapettuu hyvin nopeasti ilmassa ja reagoi hitaasti veden kanssa. Prometium esiintyy vain sen yhdisteiden +3 hapetus tilan ([Xe] 4f 4 ). Se antaa kaksi 6s-elektronia ja yhden 4f-elektronin. Liuokset ovat purppuranvärisiä. Muun muassa se muodostaa niukkaliukoisen fluoridin , oksalaatin ja karbonaatin .

Isotoopit

Vakain isotooppi on 145 μm, puoliintumisaika 17,7 vuotta, jota seuraa 146 μm, jonka puoliintumisaika on 5,53 vuotta ja 147 μm , jonka puoliintumisaika on 2,6234 vuotta. Jälkimmäistä käytetään enimmäkseen tutkimuksiin, koska sitä tuotetaan riittävästi katkaisutuotteena .

käyttää

Lyhytikäisten isotooppien ja erittäin heikon saatavuuden vuoksi tätä elementtiä käytetään vain pieninä määrinä teknisiin tarkoituksiin. Tärkein sovellus on beeta-emitteri.

Prometiumia käytetään beeta-volttiakkuissa , joiden ensimmäinen kaupallinen käyttö oli sydämentahdistimen käyttö . Niitä käytetään myös energian lähteenä satelliittien avaruudessa .

Elementti on mahdollinen röntgensäteiden lähde, jota käytetään radiometrisen paksuuden mittaamiseen.

Nuklidin 147 um toimi paitsi beta-säteilyn lähde, vaan myös lisäaineena loisteväri , jota käytettiin valoa numeroin kellot ja kohde-optiikka aseiden, kuten M72 (LAW) .

linkkejä

→ Luokka: Prometiumyhdiste

Oksidit

Prometium (III) oksidi (Pm 2 O 3 ) on kolme eri muunnelmia: kuusikulmainen A-muodon (violetti-ruskea), monokliininen B-muoto (violetti-vaaleanpunainen) ja kuution C-muoto (korallinpunainen). Sulamispiste on 2130 ° C.

Halogenidit

Kaikilla halogenideilla fluorista jodiin tiedetään olevan hapettumistila +3.

Prometium (III) fluoridi (PMF 3 ) on veteen niukkaliukoinen; se saadaan Pm 3+ -typpihappoliuoksesta lisäämällä HF-liuosta; sakalla on vaaleanpunainen väri. Kiteinen vedetön prometium (III) fluori on violetti-vaaleanpunainen suola, jonka sulamispiste on 1338 ° C.

Prometium (III) kloridi (PMCL 3 ) on violetti ja sen sulamispiste on 655 ° C Jos PMCL 3 kuumennetaan , kun läsnä on H 2 O, vaalean vaaleanpunainen prometium (III) oksikloridia  (PmOCl) saadaan.

Prometium (III) bromidi (PmBr 3 ) on valmistettu Pm 2 O 3 kuumentamalla kuivassa HBr virta. Se on punainen ja sen sulamispiste on 660 ° C.

Prometium (III) jodidin (PMI 3 ) ei voida valmistaa mistä Pm 2 O 3 reaktiolla HI - H 2 seokset, vaan prometium (III) fosforioksijodidi  (PMOI) on muodostettu. Haluttu tuote on muodostettu saattamalla Pm 2 O 3 sulalla alumiini jodidia  (ALI 3 ) 500 ° C: ssa Se on punainen ja sen sulamispiste on 695 ° C.

Lisää yhteyksiä

Prometium (III) -hydroksidi (Pm (OH) 3 ) saadaan suolahappo-Pm 3+ -liuoksesta lisäämällä NH3: a . Sen väri on violetti vaaleanpunainen.

turvallisuusohjeet

CLP-asetuksen mukaisia luokituksia ei ole saatavilla, koska ne sisältävät vain kemiallisen vaaran ja niillä on täysin toissijainen asema verrattuna radioaktiivisuuteen liittyviin vaaroihin. Jälkimmäistä sovelletaan myös vain, jos kyseessä olevan aineen määrä on merkityksellinen.

kirjallisuus

  • Fritz Weigel: Promethiumin kemia , julkaisussa: Fortschr. Chem. Forsch. , 1969 , 12  (4), s. 539 - 621 ( doi: 10,1007 / BFb0051097 ).
  • Gmelinin epäorgaanisen kemian käsikirja , järjestelmä nro 39:
    • Osa B1, sivut 1-16, 119, 144-145, 158, 184
    • Osa B 2, sivut 46, 94-96, 149, 215
    • Osa B 3, s. 69, 74-75
    • Osa B 5, s. 131-145
    • Osa B 6, s. 131-133, 156, 160
    • Osa B 7, s.193
    • Osa C 1, s. 312-313
    • Osa C 2, sivut 56-57, 261
    • Osa C 3, s. 194, 257
    • Osa C 4 b, s. 181-183
    • Osa C 5, s.31
    • Osa C 6, s. 61-62, 192
  • David R. Lide (Toim.): CRC Handbook of Chemistry and Physics . 90. painos. (Internet-versio: 2010), CRC Press / Taylor ja Francis, Boca Raton, FL, Elementtien ja epäorgaanisten yhdisteiden ominaisuudet, s.4--28.
  • Kattava epäorgaaninen kemia , The Lanthanides, sivut 42-44.
  • James E.Huheey: Inorganische Chemie , 1. painos, de Gruyter, Berliini 1988, ISBN 3-11-008163-6, s.873-900.
  • John Emsley: Luonnon rakennuspalikat: AZ-opas elementteihin , Oxford University Press, 2001, ISBN 0-19-850340-7 , s. 343-346 ( rajoitettu esikatselu Google- teoshaulla ).
  • Eric Scerri : Tarina seitsemästä elementistä , Oxford University Press, Oxford, 2013

nettilinkit

Commons : Promethium  - kokoelma kuvia, videoita ja äänitiedostoja
Wikisanakirja: Promethium  - selitykset merkityksille, sanan alkuperälle, synonyymeille, käännöksille

Yksittäiset todisteet

  1. b c d Harry H. Binder: Lexicon of alkuaineet , S. Hirzel Verlag, Stuttgart 1999, ISBN 3-7776-0736-3 , s. 487-491.
  2. Ominaisuuksien arvot (tietoruutu) otetaan osoitteesta www.webelements.com (Promethium) , ellei toisin mainita .
  3. b c d e Merkintä prometium vuonna Kramida, A., Ralchenko, Yu., Reader, J. ja NIST ASD Team (2019): NIST Atomic Spectra Database (ver. 5.7.1) . Toim.: NIST , Gaithersburg, MD. doi : 10.18434 / T4W30F ( https://physics.nist.gov/asd ). Haettu 13. kesäkuuta 2020.
  4. b c d e merkintä prometium klo WebElements, https://www.webelements.com , pääsee 13. kesäkuuta 2020 mennessä.
  5. ^ NN Greenwood ja A. Earnshaw: Elementtien kemia , 1. painos, VCH, Weinheim 1988, ISBN 3-527-26169-9 , s. 1579.
  6. B a b Weigel: Chemie des Promethiums , s. 577.
  7. B a b Weigel: Chemie des Promethiums , s. 578.
  8. Radioaktiivisuuden aiheuttamat vaarat eivät kuulu ominaisuuksiin, jotka luokitellaan GHS-merkintöjen mukaan. Muiden vaarojen osalta tätä elementtiä ei ole vielä luokiteltu tai luotettavaa ja mainittavaa lähdettä ei ole vielä löydetty.
  9. Luigi Rolla, Lorenzo Fernandes: Tietoja atominumeron 61 elementistä julkaisussa: Journal for epäorgaanisen ja yleisen kemian julkaisu , 1926 , 157  (1), s. 371-381 ( doi: 10.1002 / zaac.19261570129 ).
  10. Luigi Rolla: Florentium vai Illinois? julkaisussa: Nature , 1927 , 119 , s. 637-638 ( doi: 10.1038 / 119637a0 ).
  11. WA Noyes: Florentium vai Illinois? julkaisussa: Nature , 1927 , 120 , s. 14 ( doi: 10.1038 / 120014c0 ).
  12. Luigi Rolla: Tietoja atominumeron 61 elementistä (Florentium) julkaisussa: Journal for epäorgaanisen ja yleisen kemian julkaisu , 1927 , 160 , s. 190–192 ( doi: 10.1002 / zaac.19271600119 ).
  13. Luigi Rolla: Florentium , julkaisussa: Journal for epäorgaanisen ja yleisen kemian julkaisu , 1927 , 163 , s. 40-42 ( doi: 10.1002 / zaac.19271630104 ).
  14. Igi Luigi Rolla: Florentium. II julkaisussa: Journal for epäorgaaninen ja yleinen kemia , 1928 , 169 , s. 319-320 ( doi: 10.1002 / zaac.19281690128 ).
  15. ^ JA Harris: atomiluvun 61 elementti; Illinois , julkaisussa: Nature , 1926 , 117 , s. 792-793 ( doi: 10.1038 / 117792a0 ).
  16. Bohuslav Brauner: Uusi elementti atomiluvusta 61: Illinois , julkaisussa: Nature , 1926 , 118 , s.84-85 ( doi: 10.1038 / 118084b0 ).
  17. ^ RJ Meyer: Tietoja elementistä 61 (Illinois) , julkaisussa: Naturwissenschaften , 1926 , 14 , s. 771-772 ( doi: 10.1007 / BF01490264 ).
  18. Jacob A.Marinsky, Lawrence E.Glendenin, Charles D.Coryell: Neodyymin ja elementin 61 radioisotooppien kemiallinen tunnistus , julkaisussa: J. Am. Chem. Soc. , 1947 , 69  (11), s. 2781 - 2785 ( doi: 10.1021 / ja01203a059 ).
  19. Oak Ridgen kansallinen laboratorio : Promethiumin löytäminen ( Memento 6. heinäkuuta 2015 Internet-arkistossa ) julkaisussa: ORNL Review , 2003 , 36  (1), käyty 17. syyskuuta 2006.
  20. Moses Attrep, Jr., PK Kuroda: Promethium in Pitchblende , julkaisussa: Journal of Inorganic and Nuclear Chemistry , 1968 , 30  (3), s. 699–703 ( doi: 10.1016 / 0022-1902 (68) 80427-0 ) .
  21. P. Belli, R. Bernabei, F. Cappella, R. Cerulli, CJ Dai, FA Danevich, A. d'Angelo, A. Incicchitti, VV Kobychev, SS Nagorny, S. Nisi, F. Nozzoli, D. Prosperi , VI Tretyak, SS Yurchenko: Etsi α Decay of Natural Europium , julkaisussa: Nuclear Physics A , 2007 , 789 , s. 15-29 ( doi: 10.1016 / j.nuclphysa.2007.03.001 ).
  22. Nimetön : Michiganin tähtitieteilijät löytävät prometiumin tähdestä julkaisussa: Eos Trans. AGU , 1971 , 52  (1), s. 10 ( tiivistelmä ; doi: 10.1029 / EO052i001p00010-01 ).
  23. ^ MF Aller: Promethium tähdessä HR 465 , julkaisussa: Sky & Telescope , 1971 , 41 , s. 220-222.
  24. DN Davis: Promethiumin mahdollinen tunnistaminen S-tähdissä , julkaisussa: Astrophysical Journal , 1971 , 167 , s. 327-330 ( kokoteksti ).
  25. ^ SC Wolff, ND Morrison: Huomautuksia Promethiumin ehdotetusta tunnistamisesta HR 465: ssä , julkaisussa: Astrophysical Journal , 1972 , 175 , s. 473-475 ( kokoteksti ).
  26. ^ CR Cowley, MF Aller: Kommentteja prometiumin tunnistamisesta HR 465: ssä , julkaisussa: Astrophysical Journal , 1972 , 175 , s. 477-480 ( kokoteksti ).
  27. O. Havnes, EPJ van den Heuvel, MF Aller, CR Cowley: Onko prometium HR 465? , julkaisussa: Astronomy and Astrophysics , 1972 , 19 , s.283-286 ( kokoteksti ).
  28. R. Mitalas, JM Marlborough: Joitakin testejä ja prometiumin tunnistamisen seurauksia HR 465: ssä , julkaisussa: Astrophysical Journal , 1973 , 181 , s. 475-480 ( kokoteksti ).
  29. CR Cowley, WP Bidelman, S. Hubrig, G. Mathys, DJ Bord: Prometiumin mahdollisesta läsnäolosta HD 101065: n (Przybylskin tähti) ja HD 965 : n spektreissä , julkaisussa: Astronomy and Astrophysics , 2004 , 419 , s. 1087-1093 ( doi: 10.1051 / 0004-6361: 20035726 ).
  30. ^ V. Fivet, P. Quinet, É. Biémont, A.Jorissen, AV Yushchenko, S.Van Eck: Siirtymätodennäköisyydet yksin ionisoidussa prometiumissa ja Pm II -linjojen tunnistaminen Przybylskin tähdessä ja HR 465 , julkaisussa: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society , syyskuu 2007 , 380  (2 ), Sivut 771-780 ( doi: 10.1111 / j.1365-2966.2007.12118.x ).
  31. Chung-Sin Lee: Kemiallinen tutkimus Promethium-147 : n erottamisesta ja puhdistamisesta , julkaisussa: Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry , 1989 , 130 , s. 21 ( doi: 10.1007 / BF02037697 ).
  32. ^ Prometium-147: n ioninvaihtopuhdistus ja sen erottaminen Americium-241: stä dietyleenitriamiinipentaetikkahapolla eluenttina. (PDF; 4,5 Mt) Haettu 18. syyskuuta 2020 (englanti).
  33. ^ Fritz Weigel: Metallisen prometiumin esitys julkaisussa: Angewandte Chemie , 1963 , 75  (10), s. 451-451 ( doi: 10.1002 / anie.19630751009 ).
  34. PG Pallmer, TD Chikalla: Prometiumin kiteinen rakenne julkaisussa: Journal of the Less Common Metals , 1971 , 24  (3), s. 233-236 ( doi: 10.1016 / 0022-5088 (71) 90101-9 ).
  35. ^ A b Robert E.Krebs: Maapallomme kemiallisten alkuaineiden historia ja käyttö: viiteopas. 2. painos. Greenwood Publishing Group, 2006, ISBN 978-0-313-33438-2 , s.286 ( rajoitettu esikatselu Google-teoshaulla).
  36. ^ Promethium- merkintä . Julkaisussa: Römpp Online . Georg Thieme Verlag, luettu 15. elokuuta 2011.
  37. Oak Ridge Associated Universities, "Sight for LAW Rocket Launcher", orau.org, 5. heinäkuuta 2016
  38. Weigel: Chemie des Promethiums , s. 591-594.
  39. Gmelin, 39 C 1, s. 312-313.
  40. Gmelin, 39 C 3, s.194.
  41. Weigel: Chemie des Promethiums , s. 587-588.
  42. ^ A b c d A. F. Holleman , E. Wiberg , N. Wiberg : Epäorgaanisen kemian oppikirja . 102. painos. Walter de Gruyter, Berliini 2007, ISBN 978-3-11-017770-1 , s. 1942.
  43. Weigel: Chemie des Promethiums , s. 588-589.
  44. Gmelin, 39 C 5, s.31.
  45. Weigel: Chemie des Promethiums , s.590 .
  46. Gmelin, 39 C6, s. 61-62.
  47. Weigel: Chemie des Promethiums , s.591.
  48. Gmelin, 39 C 6, s. 192.
  49. Gmelin, 39 C2, sivut 56-57.