Beloofde (PM) structuur, eigenschappen, verkrijgen, gebruik

Hij beloofd Het is een chemisch element dat tot de Lantanids -klasse behoort. Het wordt geïdentificeerd met het PM -symbool en het atoomnummer is 61. Het is een radioactieve metaalachtige vaste stof en is het meest onstabiele element van de eerste 84 elementen van het periodiek systeem.

Dit element wordt van nature gevonden in zeer lage concentraties (ongeveer 4 x 10^-vijftien gram per kg) in een type uraniniet, dat een uraniummineraal is, waarin de beloofde aanwezig is vanwege de spontane splijting van de uranium-238.

Symbool, atoomnummer en atomaire massa van de belofte. Bron: me/cc by-s (https: // creativeCommons.Org/licenties/by-sa/2.5). Bron: Wikimedia Commons.

Ondanks het tekort aan de korst van de aarde, is het gedetecteerd in het spectrum van de HR465 -ster van de Andromeda -constellatie, op wiens oppervlak wordt geschat dat het zich recent heeft gevormd, omdat geen PM -isotoop een langer halfwaardetijd heeft van 17, 7 jaar.

Het was nuttig in objecten die in het donker schijnen, maar vanwege hun radioactiviteit stopte het met gebruiken in deze. Het wordt gebruikt om materiaaldiktes en kernenergiebatterijen te meten.

[TOC]

Ontdekking

Het bestaan ​​van de prometio werd in 1902 vermoed door de chemicus Tsjechische Bohuslav Brauner. Later, in 1914, ontdekte de Engelse natuurkundige Henry Moseley in zijn studies dat er een element ontbrak tussen het neodymium en het Samarium.

Vervolgens, hoewel verschillende groepen onderzoekers (Italianen in 1924, Amerikanen in 1926 en 1938) hun ontdekking aankondigden, de moeilijkheid om het te scheiden van andere elementen en de ervaringen te reproduceren die niemand verdiende kon nemen om verdienste te nemen.

Jacob a. Marinsky. Ornl / pub domein. Bron: Wikimedia Commons.

Eindelijk, in 1944 de onderzoekers Marinsky J.NAAR., Glendenin L.EN. en Coryell C.D. Ze testten hun aanwezigheid en geïsoleerd van de door -producten van uraniumsplijting in de kernreactor van Clinton Laboratories in Oak Ridge in Tennessee, Verenigde Staten.

Larry E. Glendenin. Ornl / pub domein. Bron: Wikimedia Commons.

Ze claimden echter niet de prioriteit in de ontdekking tot 1946 omdat ze volledig zijn gewijd aan geheime onderzoeken met betrekking tot defensieactiviteiten tijdens de Tweede Wereldoorlog.

Naamtoewijzing

Hoewel de onderzoekers hadden voorgesteld hem "Clintonium" te noemen ter ere van de laboratoria waar ze werkten, overtuigde de vrouw van Coryell hen om hem "beloofde" te noemen als een herinnering aan de Griekse Titan Prometheus of Prometheus.

Charles D. Coryell. Auteur van de foto: Christian A. Coryell/gfdl (http: // www.GNU.Org/copyleft/fdl.html). Bron: Wikimedia Commons.

Volgens enkele interpretaties van de Griekse mythologie stal Prometheus het vuur van de goden om het aan de mensheid te geven, dus werd hij wreed gestraft voor alle eeuwigheid. Andere legendes zeggen dat het menselijke wezens heeft voorzien van wiskunde, wetenschap, landbouw en geneeskunde, en zelfs de mens gecreëerd.

Het kan u van dienst zijn: Clausius-Claapeyron-vergelijking: waar is het voor, voorbeelden, oefeningenPrometheus -vertegenwoordiging door een Duitse beeldhouwer. © El Grafo / CC-By-SA-4.0 / Pub -domein. Bron: Wikimedia Commons.

Deze twijfels over wat de bijdrage van Prometheus aan de mensheid was, lijkt op onzekerheid over wie het element heeft ontdekt. Aan de andere kant, volgens de vrouw van Coryell, was de naam gerechtvaardigd omdat onderzoekers "het vuur van de goden hadden gestolen" bij het ontdekken van het Atomic Bomb Secret Program.

Elektronische structuur

De elektronische configuratie van dit element is:

1S²; 2S² 2P⁶; 3S² 3P⁶ 3D¹⁰; 4S² 4P⁶ 4D¹⁰; 5S² 5P⁶; 4F⁵ 6S²;

die ook kan worden uitgedrukt als:

[Xe] 4F⁵ 6S².

Prometio elektronische structuur volgens het verbeterde atoommodel van Bohr. Ahazard.ScienceWriter/CC BY-SA (https: // creativeCommons.Org/licenties/by-sa/4.0). Bron: Wikimedia Commons.

Nomenclatuur

• Beloofd, PM -symbool.
• Prometio-147, PM-147 of ¹⁴⁷PM: Isotope del Prometio met atomaire massa 147.

Eigenschappen van de prometio

Fysieke staat

Gesulde metalen vaste, zeshoekige kristallen.

Atoom massa

144.91

Smeltpunt

1042 ºC

Kookpunt

3000 ºC

Dikte

7.26 g/cm³

Chemische eigenschappen

Het behoort tot de familie van de lantaniden, lantanoïden of "zeldzame aardes", zo genoemd omdat ze in de korst van de aarde altijd in de vorm van hun oxiden zijn. Maken deel uit van periode 6 van het periodieke tabel van de elementen.

Volgens de geraadpleegde bronnen reageert de PM, net als de andere lantaniden, rechtstreeks met het water, langzaam koud, snel tijdens het verwarmen, wat waterstof vrijgeeft (h₂)). Het wordt snel donker in de lucht en brandt gemakkelijk zijn oxide te produceren.

Meer dan 30 prometio -verbindingen zijn opgesteld en de meeste vertonen een soort kleuring. De oxidatiestatus in deze verbindingen is +3. Vormt geen tetravalente kationen.

Vorming van sommige verbindingen

Oplost in zoutzuur (HCL) De beloofde vormt de PMCL₃ die geel en in water oplosbaar is. In salpeterzuur (HNO₃) PM wordt gegenereerd (nee₃))₃ dat is roze en ook oplosbaar in water.

Als een oplossing die PM -ionen bevat³⁺ is alkaliseerd met NH₃, Dat wil zeggen, de pH is verhoogd, de hydroxide neerslaat (PM (OH)₃) lichtbruin.

Kan u van dienst zijn: Ionische link: kenmerken, hoe het is gevormd en voorbeelden

PM sulfaat₂(SW₄))₃ Het is enigszins oplosbaar in water. Als het oxalaat van Prometio wordt verwarmd, wordt dit het PM -oxide₂OF₃ Wit of lavendel.

Radioactieve emissie

Zendt bèta -straling uit in de vorm van elektronen die de kern van hun atomen verlaten. Bij het uitgeven ervan wordt het het Samarium -element (SM). Aan de andere kant kan het neodymium (ND) worden door een kernpositron te elimineren en het vangen van een elektron in hetzelfde. De PM stoot geen gammastralen uit.

Isotopen

Tot nu toe zijn 14 isotopen van prometio bekend, met atomaire massa's die variëren van 134 tot 155. Allen zijn onstabiel (radioactief), dat het onderscheidt van andere lantaniden.

De Prometio-147 is degene met het grootste hulpprogramma en heeft een halfwaardetijd van 2,6 jaar.

Isotoop met een groter halfleven

De langste isotoop met een halfwaardetijd is prometio-145 met 17,7 jaar, wat vervalt door elektronische vangst, die bestaat uit een atoomelektron wordt gecombineerd met een proton en vormt een neutron en een neutrino.

Het is echter de enige isotoop van PM die ook alfa -desintegratie kan lijden (emissie van 2 neutronen). Dit komt omdat het 84 neutronen heeft en de uitgifte van 2 van hen maakt het prometio-141 met 82 neutronen, wat een stabiele configuratie van de kern is. Maar dit is een soort verval dat heel weinig voorkomt.

Huidige verkrijgen

In 1963 werden ongeveer 10 gram prometio bereid met behulp van ionenuitwisselingchromatografiemethoden in brandstofafval van atoomreactor. Tegenwoordig herstelt het nog steeds op deze manier als zouten van ¹⁴⁷P.m³⁺.

Volgens bepaalde bronnen werd het ook in die jaren voorbereid door fluorideductie (PMF₃) Met lithiumstoom (li). Het wordt ook voorbereid door chloride -reductie (PMCL₃) Met calcium (Ca) bij hoge temperaturen.

Het kan ook worden verkregen uit de neodymium-146. Deze isotoop wordt onderworpen aan bombardementen met neutronen zodat elk atoom een ​​neutron vangt en neodymium-147 wordt. De laatste duurt ongeveer 11 dagen lijdende bèta-desintegratie en transformeert dus in prometio-147.

Toepassingen

De isotoop 147 (¹⁴⁷Pm) is degene die het meest is gebruikt, de enige is die commercieel te vinden is. Gamma -stralen niet uitgezonden en wordt geleverd in de vorm van oxide of chloride. Hun transport en manipulatie vereisen echter bescherming tegen straling.

Het kan u van dienst zijn: Hydrolyse: wat is het en voorbeelden van reacties

Het bezat een aantal toepassingen die tegenwoordig niet meer is geweest, omdat het momenteel wordt gebruikt in speciale toepassingen.

In batterijen

Prometio-147 wordt gebruikt in langdurige atoombatterijen. In dit geval worden kleine stukjes van de PM in de matrix van een halfgeleider geplaatst om bèta -uitstoot om te zetten in elektriciteit.

Dit type kernenergiebatterijen kan ongeveer 5 jaar energie leveren en zijn gebruikt in alle soorten apparaten, van raketten tot pacemakers, die apparaten zijn die bij patiënten met hartproblemen worden geplaatst.

Pacemakers kunnen langdurige batterijen hebben op basis van prometio. Auteur: 242799. Bron: Pixabay.

In medische toepassingen

Volgens bepaalde bronnen wordt het oxide van Prometio in de geneeskunde gebruikt als stralingsbron.

In de industrie

Het is gebruikt om de dikte van sommige materialen te meten, wat wordt gedaan door de bèta -straling te meten die door de monsters gaat.

Potentiële toepassingen

Het kan worden gebruikt als een transportbare X -Ray -bron, maar blijkbaar is deze applicatie nog niet commercieel ontwikkeld.

Röntgenfoto verkregen in 1963 met een klein apparaat (ongeveer 10 cm x 5 cm x 1 cm) met prometio-147. Energie.Gov / Pub -domein. Bron: Wikimedia Commons.

Het zou ook dienen om energie te leveren aan ruimte- en satellietsondes of om apparaten te maken die communicatie met onderzeeërs mogelijk maken.

Stopgezet gebruik in lichtsignalen

Aanvankelijk werd de prometio-147 gebruikt om het radio-element in de lichtgevende wijzerplaten te vervangen, omdat er werd geleerd dat de radio te gevaarlijk was. Hiervoor was de PMCL gemengd₃ Met luminoforen, die schijnen van groenachtig geel tot blauw wanneer de straling van de beloofde (bèta -deeltjes) invloed heeft op ze.

Enkele tientallen jaren geleden konden de naalden van de armbandhorloges in het donker worden gezien vanwege de helderheid veroorzaakt door de radioactiviteit van de prometio. Auteur: Monacocannes. Bron: Pixabay.

Deze eigenschap werd gebruikt in armbandhorloges of wijzerplaten om in het donker te schijnen. Ook in de ontstekingsknop van sommige fluorescentielampen. Bovendien heeft het de luminoforen niet beschadigd, zoals het geval is met andere bronnen van bètastraling, waardoor de levensduur van de apparaten wordt verlengd.

Toen echter werd ontdekt dat veelbelovende ook gevaarlijk is, is het gebruik ervan op de markt van objecten die in het donker schijnen.

Risico's

De PM is een radioactief element, dus het moet worden gemanipuleerd met extreme voorzichtigheid en met de nodige bescherming. Naast de bèta -deeltjes die het uitzendt, kunnen deze elementen met een groot atoomnummer beïnvloeden en x -reeks genereren.

Prometio -monsters moeten binnen een dik loodschild worden getransporteerd om de schadelijke effecten van de straling die ze uitzenden te voorkomen. Energie.Gov / Pub -domein. Bron: Wikimedia Commons.

Referenties

1. OF.S. Nationale bibliotheek van geneeskunde. (2019). Promethium - PM (element). Hersteld van PubChem.NCBI.NLM.NIH.Gov.
2. Ganjali, m.R. et al. (2016). Inleiding tot Lanthanide -serie (van Lanthanum tot Lotetium). Promethium. In Lanthanides Series -bepaling door verschillende analytische methoden. Hersteld van Scientedirect.com.
3. Choppin, g. et al. (2013). De oorsprong van het universum en nucleosynthese. Langzame neutronen vangen. In RadioChemistry and Nuclear Chemistry (vierde editie). Hersteld van Scientedirect.com.
4. Lead, D.R. (redacteur) (2003). CRC Handbook of Chemistry and Physics. 85^e CRC Press.
5. Katoen, f. Albert en Wilkinson, Geoffrey. (1980). Geavanceerde anorganische chemie. Vierde druk. John Wiley & Sons.
6. Royal Society of Chemistry. (2020). Promethium. RSC hersteld.borg.