Прометий

Проме́тий (химический символ — Pm, от лат. Promethium) — химический элемент 3-й группы (по устаревшей классификации — побочной подгруппы третьей группы, IIIB) шестого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева с атомным номером 61.

Прометий
← Неодим | Самарий →
61 Pm ↓ Np Периодическая система элементов 61Pm
Образец прометия
Свойства атома
Название, символ, номер	Прометий / Promethium (Pm), 61
Группа, период, блок	3 (устар. IIIB), 6, f-элемент
Атомная масса (молярная масса)	144,9127 а. е. м. (г/моль)
Электронная конфигурация	[Xe] 6s24f5
Радиус атома	183 пм
Химические свойства
Ковалентный радиус	199 пм
Радиус иона	(+3e)111 пм
Электроотрицательность	1,1 (шкала Полинга)
Электродный потенциал	Pm←Pm3+ −2,29В
Степени окисления	+3, +2[1]
Энергия ионизации (первый электрон)	536,0(5,56) кДж/моль (эВ)
Термодинамические свойства простого вещества
Плотность (при н. у.)	7,26 г/см³
Температура плавления	1441 К (1167,85 °С)
Температура кипения	~3273 К (~2999,85 °С)
Мол. теплота плавления	7,13 кДж/моль
Мол. теплота испарения	330,5 кДж/моль
Молярная теплоёмкость	27,6[2] Дж/(K·моль)
Молярный объём	19,96 см³/моль
Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки	Гексагональная
Параметры решётки	a=3,65 c=11,65[2]
Отношение c/a	3,19
Прочие характеристики
Теплопроводность	(300 K) 17,9 Вт/(м·К)
Номер CAS	7440-12-2

61	Прометий
Pm (145)
4f56s2

Относится к семейству лантаноидов.

Простое вещество прометий — это радиоактивный редкоземельный металл светло-серого цвета. В природе прометий практически не встречается, поскольку все его изотопы радиоактивны.

История

Прометий как короткоживущий радиоактивный элемент находится в природе в исчезающе малых количествах (по оценкам, его содержание в земной коре составляет несколько сот граммов) и не мог быть открыт аналитическим способом, несмотря на усилия многих исследователей.

В 1924—1926 годах были заявления об открытии элемента 61 флоренций в Италии (из бразильского минерала монацита) и иллиний в Иллинойсском университете в Урбана-Шампейн в США, впоследствии оказавшиеся ошибочными.

В 1945 г. американские химики Д. Маринский, Л. Гленденин и Ч. Кориэлл выделили прометий из продуктов деления урана с помощью ионообменных смол.

В 1947 г., благодаря исследованиям химических свойств прометия, было доказано существование нового элемента^[3].

Изотопы

Основная статья: Изотопы прометия

Известны изотопы прометия с массовыми числами от 126 до 163 (количество протонов 61, нейтронов от 65 до 102) и 18 ядерных изомеров.

Стабильных изотопов не имеет, в природе встречается только в следовых количествах как продукт спонтанного деления урана-235 и урана-238.

Первый искусственный изотоп синтезирован в 1945 году. Наиболее стабильны ¹⁴⁵Pm с периодом полураспада 17,7 лет, ¹⁴⁶Pm с периодом полураспада 5,53 года и ¹⁴⁷Pm с периодом полураспада 2,62 года.

Происхождение названия

От имени мифического героя — титана Прометея, защитника людей, похитившего у Зевса огонь и передавшего его людям.

В 1950 г. Комиссия по атомным весам IUPAC дала элементу 61 название прометий, все старые названия — иллиний, флоренций, циклоний — были отвергнуты.

Физические свойства

Полная электронная конфигурация атома прометия: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d¹⁰4p⁶5s²4d¹⁰5p⁶6s²4f⁵.

Прометий является радиоактивным элементом. Является проводником.

Структура кристаллической решётки: Двойная гексагональная плотноупакованная.

Получение

Металлический прометий получают металлотермией из PmF₃. Выделяется ¹⁴⁷Pm из смеси радиоактивных изотопов различных элементов, образующихся в ядерных реакторах.

Применение

Прометий-147 (период полураспада 2,64 года) испытывает бета-распад в самарий-147 и используется для производства радиоизотопных источников тока, где он применяется в виде оксида Pm₂O₃, и благодаря тому, что в его излучении при распаде отсутствуют гамма-лучи, он сравнительно безопасен.

Мощность, выделяющаяся в оксиде прометия (при плотности в спеченном состоянии около 6,6 г/см³), приближается к 1,1 Вт/см³.

Используется как добавка в радиолюминофоры, заставляя их светиться от β^- излучения. При этом, в отличие от возбудителя на базе α-излучения, не приводит к быстрому старению радиолюминофора^[4].