Прометій (англ. promethium, нім. Promethium n) — радіоактивний хімічний елемент. Символ Pm, ат. н. 61; ат. м. 145,0. Назва походить від імені міфічного героя Прометея, який викрав у Зевса вогонь і передав його людям.
Належить до лантаноїдів і є єдиним радіоактивним елементом серед них. Вперше виділений американськими вченими Дж. Марінським, Л. Гленденіном і Ч. Коріеллом у 1945 р. із суміші радіоактивних ізотопів інших хімічних елементів, які виникають у ядерному реакторі.
У вільному стані прометій являє собою метал білого кольору з густиною 7260 кг/м³. Кристалічна ґратка гексагональна. tпл = 1170 °С; t кип = 3000 °С. За хімічними властивостями поводить себе як типовий лантаноїд. Використовується в люмінофорах (світність — декілька років), у мініатюрних атомних батарейках. Присутній у природних уранових рудах. Одержують з продуктів поділу 235U при роботі ядерних реакторів, для чого використовують методи йонообмінної хроматографії.
Історія
У 1902 році чеський хімік Богуслав Браунер уточнив структуру періодичної системи хімічних елементів в області лантаноїдів, і передбачив існування ще одного елементу між неодимом і самарієм, а у 1914 році Генрі Мозлі відкрив емпіричну закономірність, що була пізніше названа законом Мозлі, що пов'язувала спектри характеристичного випромінювання елементів і їх атомний номер, завдяки чому стало можливо точно встановити місцерозташування ще не відкритих елементів, в тому числі і 61-го.
З початку 20 століття було кілька не підтверджених повідомлень про відкриття елементу номер 61. У 1924 про це заявили італійські хіміки Луїджі Ролла і Лоренцо Фернандес, давши елементу назву флоренцій, на честь міста у якому вони працювали. У 1926 — Б. Сміт Хопкінс і Йєн Інтіма (запропонована назва — ілліній, на честь Іллінойса).
У 1934 році було відкрито [en], з якого стало зрозуміло, що елемент 61, ймовірно, не має стабільних ізотопів, тому у 1938 Лоуренс Квілл і його команда спробували на циклотроні опромінити неодим ядрами дейтерію. Вони запропонували назву — циклоній для нового елементу, проте також не змогли підтвердити його утворення. У 1942 році Чень Шунь Ву, Еміліо Сегре і Ганс Бете, можливо, отримали елемент 61 бомбардуючи ніобій і празеодим нейтронами, проте також не змогли показати присутність нового елементу у своїх зразках.
Прометій вперше виділений американськими вченими з Національної лабораторії Ок-Ридж (Теннессі, США) Дж. Марінським, Л. Гленденіном і Ч. Коріеллом у 1945 р. із суміші радіоактивних ізотопів продуктів розщеплення урану, які виникають у ядерному реакторі. Через військові дії у цей час, відкриття опубліковане лише у 1947 році. Хімічне розділення було проведено методами іонообмінної хроматографії. Деякий час новий елемент носив назву "клінтоній" (лабораторія Ок-Ридж у той час входила до складу Клінтонського інженерного заводу — підрозділу Мангеттенського проєкту, що займався збагаченням урану, і був названий на честь містечка Клінтон, що знаходилося наподалік), проте пізніше була затверджена назва "прометій", на честь Прометея. Назва відсилала до надзвичайних труднощів, через які пройшли дослідники заради отримання елементу.
У 1963 році Фрітц Вайгель вперше отримав металічний прометій нагріванням
PmF3 з літієм у танталовому тигліХімічні властивості
На повітрі Прометій швидко окиснюється, проте з водою реагує повільно. У сполуках проявляє ступінь окиснення +3 ([Xe] 4f4). При цьому віддає обидва 6s електрони та один 4f електрон. Розчини солей мають фіолетове забарвлення із рожевим відтінком. Оксалат, карбонат та фторид прометію важкорозчинні у воді солі.
Знаходження в природі
Прометій постійно утворюється на Землі під час розпаду деяких реакцій:
- α-розпад європію (період напіврозпаду близько 5×1018 років) , що становить близько половини природного
- Спонтанний поділ урану. Експерименти показали, що концентрація прометію у урановій руді уранініті становить близько 10-18.
В кожен момент часу в земній корі знаходиться близько 560 грамів прометію.
Також відомі зірки, у спектрі яких знайдено лінії прометію: зоря Пшибильського, HD 965 і, можливо, HR 465. Механізм утворення такого важкого елементу у верхніх шарах атмосфери зірки наразі не зрозумілий. Існує кілька гіпотез: спалах наднової, що відбувся неподалік від них, непомітний супутник-нейтронна зоря. Згідно зі значно більш екзотичною гіпотезою, прометій потрапляє на поверхню зірки разом з радіоактивними відходами, що скидає на її поверхню деяка розвинена цивілізація.
Отримання
урану-236, яке, в свою чергу, у 85% випадків швидко розпадається через поділ. При цьому утворюються різноманітні ядра, в тому числі , , і інші з цим масовим числом. Усі ці ізотопи проходять через ряд бета-розпадів, і перетворюються на прометій-147. Загалом цей ізотоп утворюється у 2,25% розпадів.
є найбільш широко використовуваним ізотопом. Він активно утворюється при опроміненні урану-235 тепловими нейтронами, в результаті чого утворюється ядроІншим способом є поділ ядра урану-238, індукований швидкими нейтронами, або опромінення тепловими нейтронами, в результаті чого утворюється , що через бета-розпад перетворюється на прометій-147.
Для відділення прометію від інших лантаноїдів використовують методи іонообмінної хроматографії, в якості елюента використовуючи 5% розчин .
Ізотопи
Відомо 44 ізотопів з масовими числами 128—159 (12 з них — метастабільні).
Найстабільнішим є ізотоп прометію — періодом напіврозпаду 17,7 років, за ним слідує з періодом напіврозпаду 5,53 роки та 147Pm з періодом напіврозпаду 2,62 роки. 147Pm часто використовують для проведення досліджень оскільки його є найбільше у продуктах розпаду.
зЗастосування
Використовується в люмінофорах (світність — декілька років), у мініатюрних атомних батарейках. Часто використовується як джерело бета-частинок.
Примітки
- One hundred years of Moseley’s law: An undergraduate experimentwith relativistic effects(англ.)
- Promethium(англ.)
- CHARLES JAMES, B. SMITH HOPKINS, AND THE TANGLED WEB OF ELEMENT 61(англ.)
- Jacob A. Marinsky, Lawrence E. Glendenin, Charles D. Coryell: «The Chemical Identification of Radioisotopes of Neodymium and of Element 61», у: J. Am. Chem. Soc., 1947, 69 (11), S. 2781–2785; DOI:10.1021/ja01203a059.
- Emsley, 2003, с. 344.
- Fritz Weigel: «Darstellung von metallischem Promethium», у: Angewandte Chemie, 1963, 75 (10), ст. 451—451; DOI:10.1002/ange.19630751009
- Search for α decay of natural Europium(англ.)
- Promethium in pitchblende(англ.)
- Загадка звездного прометия(рос.)
- Reproduction Factor(англ.)
- Isotopes of Barium(англ.)
- Graph of Fission Product Yields(англ.)
- Promethium 's Production(англ.)
- Sharma, 2001, с. 144.
- Isotopes of the Element Promethium(англ.)
Література
- Глосарій термінів з хімії / уклад. Й. Опейда, О. Швайка ; Ін-т фізико-органічної хімії та вуглехімії ім. Л. М. Литвиненка НАН України, Донецький національний університет. — Дон. : Вебер, 2008. — 738 с. — .
- Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Донбас, 2007. — Т. 2 : Л — Р. — 670 с. — .
- John Emsley. Nature's Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements. — Bungay : Oxford University Press, 2003. — 538 с. — .
- B. K. Sharma. Nuclear and Radiation Chemistry. — 7. — Meerut : Krishna Prakashan Media, 2001. — 348 с. — .
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Prometij angl promethium nim Promethium n radioaktivnij himichnij element Simvol Pm at n 61 at m 145 0 Nazva pohodit vid imeni mifichnogo geroya Prometeya yakij vikrav u Zevsa vogon i peredav jogo lyudyam Prometij Pm Atomnij nomer 61Zovnishnij viglyad prostoyi rechovini metalVlastivosti atomaAtomna masa molyarna masa 144 9127 a o m g mol Radius atoma 185 205 pmEnergiya ionizaciyi pershij elektron 536 0 5 56 kDzh mol eV Elektronna konfiguraciya Xe 4f5 6s2Himichni vlastivostiKovalentnij radius 199 pmRadius iona 3e 97 9 pmElektronegativnist za Polingom 1 13Elektrodnij potencial Pm Pm3 2 29VStupeni okisnennya 3Termodinamichni vlastivostiGustina 7 2 g sm Molyarna teployemnist 0 185 Dzh K mol Teploprovidnist 17 9 Vt m K Temperatura plavlennya 1441 KTeplota plavlennya n a kDzh molTemperatura kipinnya 3000 KTeplota viparovuvannya n a kDzh molMolyarnij ob yem n a sm molKristalichna gratkaStruktura gratki geksagonalnaPeriod gratki AVidnoshennya s a n aTemperatura Debaya n a KH He Li Be B C N O F Ne Na Mg Al Si P S Cl Ar K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe Cs Ba Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn Fr Ra Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr Prometij u Vikishovishi Nalezhit do lantanoyidiv i ye yedinim radioaktivnim elementom sered nih Vpershe vidilenij amerikanskimi vchenimi Dzh Marinskim L Glendeninom i Ch Koriellom u 1945 r iz sumishi radioaktivnih izotopiv inshih himichnih elementiv yaki vinikayut u yadernomu reaktori U vilnomu stani prometij yavlyaye soboyu metal bilogo koloru z gustinoyu 7260 kg m Kristalichna gratka geksagonalna tpl 1170 S t kip 3000 S Za himichnimi vlastivostyami povodit sebe yak tipovij lantanoyid Vikoristovuyetsya v lyuminoforah svitnist dekilka rokiv u miniatyurnih atomnih batarejkah Prisutnij u prirodnih uranovih rudah Oderzhuyut z produktiv podilu 235U pri roboti yadernih reaktoriv dlya chogo vikoristovuyut metodi jonoobminnoyi hromatografiyi IstoriyaU 1902 roci cheskij himik Boguslav Brauner utochniv strukturu periodichnoyi sistemi himichnih elementiv v oblasti lantanoyidiv i peredbachiv isnuvannya she odnogo elementu mizh neodimom i samariyem a u 1914 roci Genri Mozli vidkriv empirichnu zakonomirnist sho bula piznishe nazvana zakonom Mozli sho pov yazuvala spektri harakteristichnogo viprominyuvannya elementiv i yih atomnij nomer zavdyaki chomu stalo mozhlivo tochno vstanoviti misceroztashuvannya she ne vidkritih elementiv v tomu chisli i 61 go Z pochatku 20 stolittya bulo kilka ne pidtverdzhenih povidomlen pro vidkrittya elementu nomer 61 U 1924 pro ce zayavili italijski himiki Luyidzhi Rolla i Lorenco Fernandes davshi elementu nazvu florencij na chest mista u yakomu voni pracyuvali U 1926 B Smit Hopkins i Jyen Intima zaproponovana nazva illinij na chest Illinojsa U 1934 roci bulo vidkrito en z yakogo stalo zrozumilo sho element 61 jmovirno ne maye stabilnih izotopiv tomu u 1938 Lourens Kvill i jogo komanda sprobuvali na ciklotroni oprominiti neodim yadrami dejteriyu Voni zaproponuvali nazvu ciklonij dlya novogo elementu prote takozh ne zmogli pidtverditi jogo utvorennya U 1942 roci Chen Shun Vu Emilio Segre i Gans Bete mozhlivo otrimali element 61 bombarduyuchi niobij i prazeodim nejtronami prote takozh ne zmogli pokazati prisutnist novogo elementu u svoyih zrazkah Prometij vpershe vidilenij amerikanskimi vchenimi z Nacionalnoyi laboratoriyi Ok Ridzh Tennessi SShA Dzh Marinskim L Glendeninom i Ch Koriellom u 1945 r iz sumishi radioaktivnih izotopiv produktiv rozsheplennya uranu yaki vinikayut u yadernomu reaktori Cherez vijskovi diyi u cej chas vidkrittya opublikovane lishe u 1947 roci Himichne rozdilennya bulo provedeno metodami ionoobminnoyi hromatografiyi Deyakij chas novij element nosiv nazvu klintonij laboratoriya Ok Ridzh u toj chas vhodila do skladu Klintonskogo inzhenernogo zavodu pidrozdilu Mangettenskogo proyektu sho zajmavsya zbagachennyam uranu i buv nazvanij na chest mistechka Klinton sho znahodilosya napodalik prote piznishe bula zatverdzhena nazva prometij na chest Prometeya Nazva vidsilala do nadzvichajnih trudnoshiv cherez yaki projshli doslidniki zaradi otrimannya elementu U 1963 roci Fritc Vajgel vpershe otrimav metalichnij prometij nagrivannyam inshi movi PmF3 z litiyem u tantalovomu tigliHimichni vlastivostiNa povitri Prometij shvidko okisnyuyetsya prote z vodoyu reaguye povilno U spolukah proyavlyaye stupin okisnennya 3 Xe 4f4 Pri comu viddaye obidva 6s elektroni ta odin 4f elektron Rozchini solej mayut fioletove zabarvlennya iz rozhevim vidtinkom Oksalat karbonat ta ftorid prometiyu vazhkorozchinni u vodi soli Znahodzhennya v prirodiPrometij postijno utvoryuyetsya na Zemli pid chas rozpadu deyakih reakcij a rozpad inshi movi sho stanovit blizko polovini prirodnogo yevropiyu period napivrozpadu blizko 5 1018 rokiv Spontannij podil uranu Eksperimenti pokazali sho koncentraciya prometiyu u uranovij rudi uraniniti stanovit blizko 10 18 V kozhen moment chasu v zemnij kori znahoditsya blizko 560 gramiv prometiyu Takozh vidomi zirki u spektri yakih znajdeno liniyi prometiyu zorya Pshibilskogo HD 965 i mozhlivo HR 465 Mehanizm utvorennya takogo vazhkogo elementu u verhnih sharah atmosferi zirki narazi ne zrozumilij Isnuye kilka gipotez spalah nadnovoyi sho vidbuvsya nepodalik vid nih nepomitnij suputnik nejtronna zorya Zgidno zi znachno bilsh ekzotichnoyu gipotezoyu prometij potraplyaye na poverhnyu zirki razom z radioaktivnimi vidhodami sho skidaye na yiyi poverhnyu deyaka rozvinena civilizaciya Otrimannya inshi movi ye najbilsh shiroko vikoristovuvanim izotopom Vin aktivno utvoryuyetsya pri oprominenni uranu 235 teplovimi nejtronami v rezultati chogo utvoryuyetsya yadro uranu 236 yake v svoyu chergu u 85 vipadkiv shvidko rozpadayetsya cherez podil Pri comu utvoryuyutsya riznomanitni yadra v tomu chisli inshi movi inshi movi inshi movi i inshi z cim masovim chislom Usi ci izotopi prohodyat cherez ryad beta rozpadiv i peretvoryuyutsya na prometij 147 Zagalom cej izotop utvoryuyetsya u 2 25 rozpadiv Inshim sposobom ye podil yadra uranu 238 indukovanij shvidkimi nejtronami abo oprominennya inshi movi teplovimi nejtronami v rezultati chogo utvoryuyetsya inshi movi sho cherez beta rozpad peretvoryuyetsya na prometij 147 Dlya viddilennya prometiyu vid inshih lantanoyidiv vikoristovuyut metodi ionoobminnoyi hromatografiyi v yakosti elyuenta vikoristovuyuchi 5 rozchin inshi movi IzotopiVidomo 44 izotopiv z masovimi chislami 128 159 12 z nih metastabilni Najstabilnishim ye izotop prometiyu inshi movi z periodom napivrozpadu 17 7 rokiv za nim sliduye inshi movi z periodom napivrozpadu 5 53 roki ta 147Pm z periodom napivrozpadu 2 62 roki 147Pm chasto vikoristovuyut dlya provedennya doslidzhen oskilki jogo ye najbilshe u produktah rozpadu ZastosuvannyaVikoristovuyetsya v lyuminoforah svitnist dekilka rokiv u miniatyurnih atomnih batarejkah Chasto vikoristovuyetsya yak dzherelo beta chastinok PrimitkiOne hundred years of Moseley s law An undergraduate experimentwith relativistic effects angl Promethium angl CHARLES JAMES B SMITH HOPKINS AND THE TANGLED WEB OF ELEMENT 61 angl Jacob A Marinsky Lawrence E Glendenin Charles D Coryell The Chemical Identification of Radioisotopes of Neodymium and of Element 61 u J Am Chem Soc 1947 69 11 S 2781 2785 DOI 10 1021 ja01203a059 Emsley 2003 s 344 Fritz Weigel Darstellung von metallischem Promethium u Angewandte Chemie 1963 75 10 st 451 451 DOI 10 1002 ange 19630751009 Search for a decay of natural Europium angl Promethium in pitchblende angl Zagadka zvezdnogo prometiya ros Reproduction Factor angl Isotopes of Barium angl Graph of Fission Product Yields angl Promethium s Production angl Sharma 2001 s 144 Isotopes of the Element Promethium angl LiteraturaGlosarij terminiv z himiyi uklad J Opejda O Shvajka In t fiziko organichnoyi himiyi ta vuglehimiyi im L M Litvinenka NAN Ukrayini Doneckij nacionalnij universitet Don Veber 2008 738 s ISBN 978 966 335 206 0 Mala girnicha enciklopediya u 3 t za red V S Bileckogo D Donbas 2007 T 2 L R 670 s ISBN 57740 0828 2 John Emsley Nature s Building Blocks An A Z Guide to the Elements Bungay Oxford University Press 2003 538 s ISBN 9780198503408 B K Sharma Nuclear and Radiation Chemistry 7 Meerut Krishna Prakashan Media 2001 348 s ISBN 9788185842639