Promeetiumi element: faktid. Keemiliselt saadakse prometium vesinikfluoriidi sadestamisel prometiumisoolade lahustest ja seejärel hüdraat dehüdreeritakse

Promeetium sai nime kreeka titaan Prometheuse järgi, kes varastas Zeusilt tule ja andis selle inimkonnale. Pimedas helendav promeetium on väga radioaktiivne haruldaste muldmetallide keemiline element.

Seda ei leidu kusagil Maal ja seda leidub uraani lõhustumisreaktsioonide kõrvalproduktides. Harulduse tõttu on selle põhieesmärk teadustöö; sellel on võimalused kasutamiseks erinevates meditsiiniseadmetes, patareides ja luminestsentsvärvides.

Promeetiumi omadused

  • Aatomarv (prootonite arv tuumas): 61
  • Aatomi sümbol (elementide perioodilisuse tabelis): Pm
  • Aatommass (keskmine aatommass): 145
  • Tihedus: 4,17 untsi kuuptolli kohta (7,22 g/cc)
  • Faas toatemperatuuril: tahke
  • Sulamistemperatuur: 2,088 kraadi Fahrenheiti (1,142 kraadi Celsiuse järgi)
  • Keemistemperatuur: 5972 F (3300 C)
  • Looduslike isotoopide arv (sama elemendi aatomid erineva neutronite arvuga): vähemalt 38 radioaktiivset isotoopi
  • Levinumad isotoobid: Pm-145 (loodusliku arvukuse väike protsent), Pm-147 (loodusliku arvukuse väike protsent)
Promeetiumi elektrooniline konfiguratsioon ja elementaarsed omadused.

Promethium: nime ajalugu

Kui Dmitri Mendelejev 1860. aastate lõpus nn perioodilisustabelit korraldas, jättis ta mitmete omaduste põhjal lünki tundmatutele elementidele. Boshulaw Brauner laiendas 1902. aastal Mendelejevi tabelit ja lõi ruumid äsja avastatud elementidele, mis ei mahtunud algsesse tabelisse ning tekitasid tühjad ruumid tundmatule, täpselt nagu Mendelejev tegi Hollandi ajaloolase Pieter van der Kroghi sõnul. Üks neist ruumidest oli element 61, mis asub neodüümi ja samariumi vahel.

Briti teadlane Henry Moseley kinnitas 1914. aastal tundmatut elementi ja esitas mitmeid väiteid prometiumi füüsilise avastamise kohta:

  • Itaalia keemikud Luigi Rolla ja Lorenzo Fernandez avaldasid oma avastuse 1924. aastal suletud ümbriku kaudu, mis saadeti Rooma Accademia Royale dei Lincile. Teadlased pakkusid nime florentium (Fr) selle kodulinna Firenze (Itaalia) järgi.
  • Illinoisi ülikooli teadlased B. Smith Hopkins, Ian Intema ja üliõpilane nimega Harris väitsid avastust 1926. aastal ja pakkusid välja nime Illinium (Il) Illinoisi osariigi järgi.
  • Lawrence L. Kill ja ta kolleegid avaldasid oma tulemused 1938. aastal, pannes tsükloniumi nimeks Ohio osariigi tsüklotroni järgi, mida teadlased kasutasid erinevate neodüümi ja samariumi mürskude pommitamiseks, tekitades mitmeid radioaktiivseid isotoope.
  • California Berkeley ülikooli teadlased Chien Shin Wu, Emilio G. Segre ja Hans Albrecht Bethe avaldasid elemendi 61 avastuse neodüümi ja praseodüümi neutronitega pommitamise teel, kuid neil oli raskusi uue haruldaste muldmetallide elemendi eraldamisega.

Ehkki on võimalik, et mõnel neist juhtudest promeetiumi tegelikult toodeti, ei ole teised teadlased suutnud ühtegi neist kinnitada.

Esimene edukas elemendi 61 tuvastamine ja eraldamine toimus 1945. aastal Charles D. Coryelli, Jacob A. Marinsky, Lawrence E. Glendenini ja Harold G. Richteri poolt, Manhattani projekti teadlased Tennessee osariigis Oak Ridge'is, kui nad uurisid aatomile kütuse loomist. pomm van der Krotti sõnul. Nad suutsid uraani lõhustumise kõrvalsaadustes tuvastada isotoobi promeetium-147. Nende tulemused kinnitati massispektromeetriga ja avaldati 1947. aastal, mida lükkas edasi nende osalemine maailmasõja uurimistöös. Nime Promethium pakkus välja Coryelli abikaasa Grace Mary Coryell ja Rahvusvaheline Keemialiit võttis selle nime kasutusele 1949. aastal.

Faktid Promethiumi kohta

  • Kreeka mütoloogias oli Prometheus inimkonna tšempion. Pärast seda, kui ta Zeusilt tule varastas ja selle surelikele andis, karistas Zeus teda kivi külge sidudes, samal ajal kui kotkas sõi iga päev tema maksa, kasvas see uuesti, et seda uuesti süüa.
  • Element sai nime Prometheuse järgi selle sünteesimiseks vajaliku julguse ja valu tõttu.

  • Jeffersoni laboratooriumi andmetel ennustas Tšehhi keemik Bohuslav Brauner 1902. aastal prometiumi olemasolu.
  • Promeetium oli viimane haruldaste muldmetallide lantaniidi element.
  • Lenteh’i sõnul on promeetium väga radioaktiivne ja kiirgab beetakiirgust.
  • Promeetiummetall on hõbevalge ja soolad helendavad pimedas helesinise või rohelise valgusega.
  • Promeetiumi pikima elueaga isotoop on promeetium-145, mille poolestusaeg on Jeffersoni laboratooriumi andmetel 17,7 aastat.
  • Promeetium on ainus haruldaste muldmetallide radioaktiivne metall perioodilisustabelis.
  • Los Alamose riikliku labori andmetel maapõues prometiumi ei leidu. Element tuvastati aga tähe HR465 (Andromeeda galaktika) spektris, mis asub Andromeeda tähtkujust 520 valgusaasta kaugusel. Michigani ülikooli astronoomid Margot F. Allaire ja Charles R. Cowley avastasid tähest 1970. aastal prometiumi.

Uurimine

Enamasti kasutatakse promeetiumi teadusuuringuteks ja sellel ei ole kõrge radioaktiivsuse ja väga piiratud energia tõttu palju muid kasutusalasid. Üks selline prometiumi kaubanduslik kasutus on meditsiiniseadmete toiteallikana.

City Labsi tegevjuhi Peter Cabauy 2014. aastal esitatud patendis käsitleti beeta-valti energiaallika uut disaini, kus beetaosakesed pärinevad promeetium-147, triitiumi või nikkel-63 lagunemisest. Tehnoloogia põhineb 1970. aastate algusest pärit disainil, mis kasutab promeetium-147 südamestimulaatori toiteks, mida on edukalt siirdatud enam kui sajale patsiendile.

Mõned patendis kirjeldatud eelised on see, et promeetium-147 on kättesaadavam ja odavam kui muud lühiealiste meditsiiniliste implantaatide võimalused ning seda saab kasutada metalli kujul. Toiteallika disain on mõeldud väikese suurusega meditsiiniseadmete jaoks ja seda saab kasutada ka kõigis rakendustes, kus soovitakse väikese suurusega akut.

Selle elemendi avastamise ajalugu näitab selgelt äärmuslikke raskusi, mida mitu põlvkonda teadlasi pidid haruldaste muldmetallide elementide uurimisel ja avastamisel ületama. Pärast ütterbiumi ja luteetiumi avastamist 1907. aastal tundus, et perioodilisuse tabeli III rühmas paiknevate haruldaste muldmetallide elementide seeria on juba täielikult valmis ja vaevalt võis selle täienemisele loota. Vahepeal arvasid mõned silmapaistvad haruldaste muldmetallide uurijad, eriti Brauner, et haruldaste muldmetallide seerias peaks neodüümi ja samariumi vahel olema veel üks element, kuna nende kahe elemendi aatommasside erinevus on ebanormaalselt suur. Pärast seda, kui Mosely määras kindlaks elementide seerianumbrid, muutus elemendi 61 puudumine haruldaste muldmetallide elementide rühmas veelgi ilmsemaks ja meie sajandi 20ndatel algasid intensiivsed selle otsingud. Pikka aega olid nad ebaõnnestunud. Esimese teate elemendi 61 avastamisest koostasid ameeriklased Harris ja Hopkins 1926. aastal. Kontsentreeritud neodüüm- ja samariummuldade fraktsioneerimise ning eraldatud fraktsioonide röntgenanalüüsi abil avastasid nad uue elemendi, mille nad nimetasid Illiiniumiks. Illinoisi ülikoolis, kus oletatav avastus tehti. Autorid märkisid, et element 61 on radioaktiivne ja sellel on lühike poolestusaeg. Nende raport kutsus esile Prandtli teravad vastulaused, kes ei suutnud pärast aastat Ameerika autorite andmete kontrollimist uue elemendi jälgi leida. Noddakid, kellel oli 100 kg haruldasi muldmetalle, ei kinnitanud samuti Ameerika teateid. 1926. aasta lõpus ilmus teine ​​versioon. Firenze ülikooli töötajad Rolla ja Fernandez teatasid, et juba 1924. aastal saatsid nad Accademia dei Linceile pitseeritud paki, mis sisaldas teadet elemendi 61 avastamise kohta. Nad eraldasid elemendi 3000-kordse didüümmulda kristallisatsiooni teel, mis sisaldas 70% neodüüm ja praseodüüm ning seda kutsuti Florentiumiks. Elemendi 61, mida mõnikord nimetatakse Eka-Neodüümiks, avastamise kohta oli ka teisi teateid, kuid ükski neist ei leidnud kinnitust. Edasised uuringud viisid selleni, et tabamatut elementi peeti lühiajaliseks radioaktiivseks ja seetõttu on selle esinemine looduses ebatõenäoline. Loomulikult hakkasid nad pärast seda elementi kunstlikult hankima. 1941. aastal saadi Ohio osariigi ülikoolis Lau, Poole, Kurbatov ja Quill neodüümi ja samariumi proove tsüklotronis deuteroonidega pommitades suure hulga radioaktiivseid isotoope, mille hulgas, nagu nad arvasid, oli ka elemendi 61 isotoop. . Segre ja Wu kinnitasid seda oletust, kuid nad ei suutnud ka soovitud isotoopi keemiliselt tuvastada. Sellegipoolest pakkusid Ameerika teadlased Ohiost välja oma nimetuse Cyclonium, kuna see saadi tsüklotroni abil. Selle elemendi 61 kunstliku tootmise ja isoleerimise pika tööde seeria viimane etapp oli tuumakatlas saadud toodete uurimine. 1947. aastal eraldasid Marinsky, Glendenin ja Coryell kromatograafiliselt uraani lõhustumisproduktid aatomihunnikus ja eraldasid kaks elemendi 61 isotoopi; neist ühe massiarv on 147, poolväärtusaeg on 2,7 aastat, teisel vastavalt 149 ja 47 tundi. Coryelli naise ettepanekul nimetati uus element Prometheumiks müütilise kangelase Prometheuse järgi, kes varastas Zeusilt tule ja andis selle inimestele. Selle nimega soovisid avastuse autorid rõhutada mitte ainult elemendi saamise meetodit tuuma lõhustumise energia abil, vaid ka sõja õhutajate karistusohtu. Nagu teate, karistas Zeus Prometheust, aheldades ta kalju külge, et kotkas teda lahti rebiks. 1950. aastal andis Rahvusvaheline Aatommasside Komisjon elemendile 61 nimeks promethium; kõik vanad nimetused – illium, firenze, tsüklonium ja prometheus – lükati tagasi.

Seda elementi nimetati iidsete kreeklaste müütide legendaarse titaani Prometheuse auks promeetiumiks. Veel 1902. aastal märkasid keemikute uurijad, et neodüümi ja selle järglase samariumi aatommasside erinevus oli liiga suur, mis viitab tundmatu elemendi olemasolule nende vahel. Ja alles siis, kui 1914. aastal hakkasid teadlased kasutama röntgenspektreid uute elementide uurimiseks ja otsimiseks, sai võimalikuks seda eeldust testida ja uuele elemendile perioodilisustabelis koht leida. Kuid nad ei suutnud uut elementi isoleerida ja tõestada selle olemasolu väga pikka aega. Lõpuks avaldati mõte selle väga lühikese elueaga elemendi radioaktiivsest olemusest ja seetõttu lagunes see element, mis asus maakoores selle tekke algusest peale, juba ammu.
Hakati uurima haruldaste muldmetallide elementide radioaktiivsust, mis avastati muu hulgas neodüümis ja samariumis. Kui neodüüm kiirgab beetakiirgust, siis radioaktiivsete transformatsioonide seaduse kohaselt, kui selle aatom kaotab elektroni, suureneb selle aatomi tuuma laeng ühe võrra ja seega moodustub uus element. Asjaolu, et seda ei olnud võimalik tuvastada, on seletatav selle elemendi väga lühikese poolestusajaga. Ja siis üritati kunstlikult uut elementi luua. Kasutades suures koguses tuumareaktoris toimunud protsesside tulemusena tekkinud uraani235 lõhustumisfragmente, leidsid teadlased palju haruldaste muldmetallide elementide isotoope, mille hulgast avastasid nad seejärel elemendi number 61 isotoobi, promeetiumi. Neodüümi pommitamine neutronitega andis samad tulemused ja keemikud tunnistasid lõpuks selle tegelikku olemasolu. Ja kuigi uue elemendi kogust mõõdeti milligrammides, saadi promeetiumkloriid ja nitraat, hajusid viimased kahtlused uue elemendi olemasolus.
Tuumareaktorite “jäätmeid” kasutades on võimalik saada kuni sadade grammide prometiumi. Promeetiumi isotoopi on kunstlikult loodud 15 ja neist vaid üks, massinumbriga 147, on pikaealine (poolestusaeg 2,7 aastat) ja just see on lantaniidirühma kõige lootustandvam radioisotoop. Looduses avastati promeetium 1964. aastal apatiidikontsentraadis ja rikastamise teel saadi sellest prometiumi, väga väikestes kogustes.
Promeetium on hõbevalge metall, mis oksüdeerub õhu käes aeglaselt, moodustades oksiidi Pm2O3.

KÄTTE.

Keemiliselt saadakse prometium vesinikfluoriidi sadestamisel prometiumisoolade lahustest ja seejärel hüdraat dehüdreeritakse. Promeetiummetall saadakse metallotermia teel PmF3-st. Kui metallipromeetium saadakse tuumareaktoris moodustunud radioaktiivsete isotoopide segust, eraldatakse see kromatograafiaga.

RAKENDUS.

Promeetiumi omapärased omadused – gammakiirguse puudumine ja beetakiirte madal energia – võimaldavad seda kasutada ilma tõsiste kaitsevahenditeta.

  • Isehelendavad kompositsioonid. Radioaktiivse prometiumi lisamine fosforestseeruvatele materjalidele ei põhjusta kristallfosforkiirguse kvaliteedi langust aja jooksul ning annab kauakestva, ereda ja turvalise sära.

  • Aatomipatareid. Promeetiumist valmistatud aatomipatareis muundatakse selle radioisotoobi beeta-lagunemisest saadav energia esmalt valguseks ja seejärel elektriks. See aku helendab peeneks hajutatud fosfori ja promeetium-147 oksiidi seguga. Fosforis neeldunud beetaosakeste energia muundatakse infrapunakiirguseks, mille fotoelement püüab kinni ja tekitab elektrivoolu. See aku on mõõtmetelt väga väike, töötab laitmatult kuni 5 aastat ning ei karda välismõjusid (temperatuur, rõhk). Need omadused laiendavad oluliselt prometiumpatareide kasutusala. Kaasaskantavad raadioseadmed, raskete masinate ja mehhanismide automatiseerimise ja juhtimise elemendid, kaasaskantavad kuuldeaparaadid ja mõõteriistad töötavad edukalt aatomipatareidel, kasutades promeetium-147.

  • Värvid. Promeetium-147 lisamine värvidele loob luminestsentsvalguse efekti.

  • Keemiline element, Pm

    Esimene täht on "p"

    Teine täht "r"

    Kolmas täht "o"

    Tähe viimane täht on "th"

    Vastus vihjele "Keemiline element, Pm", 8 tähte:
    promeetium

    Alternatiivsed ristsõnaküsimused sõnale promeetium

    See keemiline element on nime saanud tule varastanud jumala järgi

    Radioaktiivne element

    Lantaniidrühma metall

    Kunstlikult toodetud radioaktiivne keemiline element

    keemiline element

    Haruldane muldmetall

    Haruldane muldmetall, radioaktiivne element

    Sõna promeetium definitsioon sõnaraamatutes

    Uus vene keele seletav sõnaraamat, T. F. Efremova. Sõna tähendus sõnastikus Uus vene keele seletav sõnaraamat, T. F. Efremova.
    m) radioaktiivne keemiline element, mis on toodetud kunstlikult tuumareaktsioonide kaudu.

    Suur Nõukogude entsüklopeedia Sõna tähendus sõnastikus Suur Nõukogude Entsüklopeedia
    (lat. Prometium), Pm, Mendelejevi perioodilise süsteemi III rühma radioaktiivne keemiline element, aatomnumber 61, kuulub lantaniidide hulka. Teada on 16 P. isotoopi massinumbritega 141≈154 ja 2 tuumaisomeeri. Kõige jätkusuutlikum on kättesaamatu...

    Entsüklopeediline sõnaraamat, 1998 Sõna tähendus sõnastikus Entsüklopeediline sõnaraamat, 1998
    PROMETIUM (lat. Promethium) Pm, Mendelejevi perioodilise elementide tabeli III rühma keemiline element, aatomnumber 61, aatommass 144,9128, kuulub lantaniidide hulka. Radioaktiivne; kõige stabiilsem isotoop on 145 µm (poolestusaeg? 18 aastat). Looduses...

    Näiteid sõna promeetium kasutamisest kirjanduses.

    Eeldatakse, et loomulik promeetium tekkinud neutronite püüdmisel 60. elemendi, neodüümi või uraan-238 spontaansel lõhustumisel, samuti uraan-235 indutseeritud lõhustumisel.

    Tehneetsium ja promeetium, samuti kunstlikud transuraanid.

    Promeetium

    PROMETIUM- mina; m. Keemiline element (Pm), lantaniidide hulka kuuluv hõbevalge radioaktiivne metall (saadud kunstlikult; kasutatakse koos teiste ainetega luminofoorlampides, helendavate värvide valmistamisel jne).

    promeetium

    (lat. Promethium), perioodilisuse tabeli III rühma keemiline element, kuulub lantaniidide hulka. Radioaktiivne; kõige stabiilsem isotoop on 145 µm (poolväärtusaeg ≈18 aastat). Looduses seda ei leidu, see tekib isotoobi 235 U lõhustumisel tuumareaktorites. Nimetatud Prometheuse järgi. Metall, tihedus 7,26 g/cm 3 t pl 1170°C. 147 Pm isotoopi kasutatakse fosforites (need helendavad pidevalt mitu aastat) ja miniatuursetes aatomipatareides.

    PROMETIUM

    PROMETIUM (lat. Prometium), Pm (loe “promeetium”), radioaktiivne keemiline element, aatomnumber 61. Sellel puuduvad stabiilsed nukliidid. Pikima elueaga radionukliidid: promeetium-145 (poolväärtusaeg T 1/2 17,7 aastat), promeetium-146 ( T 1/2 5,53 aastat) ja promeetium-147 ( T 1/2 2,6234 aastat); kõige kättesaadavam 148 pm. Promeetiumi aatomi kolme välimise elektronkihi konfiguratsioon 4 s 2 lk 6 d 10 f 5 5s 2 lk 6 6s 2 . Oksüdatsiooniaste ühendites on +3 (valentsus III).
    Lantaniidide perekonna liige, (cm. LANTANOIDID) hõivates ühe lahtri rühmas IIIB, perioodilisuse tabeli 6. perioodil. Neutraalse Pm aatomi raadius on 0,182 nm, Pm 3+ iooni raadius 0,111 nm (koordinatsiooniarv 6). Aatomi järjestikuse ionisatsiooni energiad on 5,55, 10,90, 22,3, 41,1 eV. Elektronegatiivsus Paulingu järgi (cm. PAULING Linus) 1,07.
    Avastamise ajalugu
    1945. aastal eraldasid Ameerika raadiokeemikud D. Marinsky, L. Glendenin ja C. Coryell uraani lõhustumisproduktidest esimesed viis miljondikgrammi elementi nr 61 ja andsid sellele Prometheuse auks nime. (cm. PROMETHEUS (mütoloogias), kes varastas jumalatelt tuld ja andis selle inimestele.
    Nüüdseks on kindlaks tehtud, et sellel elemendil ei ole stabiilseid ja pikaealisi prometiumi radionukliide, mis oleksid võinud säilida Maa tekkest saadik.
    Looduses olemine
    1968. aastal avastati maakoorest 235 U lõhustumisest tekkinud 147 µm.
    Kviitung
    Promeetium saadakse HF sadestamisel Pm(III) soolade lahustest, millele järgneb saadud hüdraadi dehüdratsioon. Metall Pm saadakse metallotermia teel PmF 3 -st. 147 Pm eraldatakse tuumareaktorites moodustunud erinevate elementide radioaktiivsete isotoopide segust, mis eraldatakse kromatograafiaga (cm. KROMATOGRAAFIA).
    Füüsilised ja keemilised omadused
    Promeetium on helehall metall.
    Üks modifikatsioon on tuntud kuusnurkse võrega koos A= 0,365 nm ja c = 1,165 nm. Sulamistemperatuur 1170°C, keemistemperatuur 3000°C, tihedus 7,26 kg/dm3.
    Keemiliste omaduste poolest on tegemist tüüpilise haruldase muldmetalliga. Õhus see aeglaselt oksüdeerub, moodustades aluselise oksiidi Pm 2 O 3. Tuntud on PmF 3, PmCl 3, PmBr 3, promeetiumisoolad Pm(NO 3) 3, Pm 2 (SO 4) 3 ja teised ning alus Pm(OH) 3.
    Rakendus
    Promeetium-147 on fosfori komponent, radioaktiivse kiirguse allikas miniatuursetes aatomipatareides.


    entsüklopeediline sõnaraamat. 2009 .

    Sünonüümid:

    Vaadake, mis on "promethium" teistes sõnaraamatutes:

      PROMETIUM- kunstlikult sünteesitud radioaktiivne kemikaal. element, sümbol Pm (lat. Prometium), at. n. 61, viitab lantaniididele; looduses ei leidu. Kunstlikult on saadud umbes 20 prometiumi isotoopi. Pikima elueaga neist on promeetium 145 perioodiga... ... Suur polütehniline entsüklopeedia

      - (sümbol Pm), radioaktiivne keemiline element, metall, kuulub LANTANOIDIDE hulka. See saadi esmakordselt 1941. aastal NEODYMIUM ja PRASEODYMUM pommitades. Promeetiumi leidub uraanimaakides väikestes kogustes. Isotoopi 141Рm kasutatakse... ... Teaduslik ja tehniline entsüklopeediline sõnastik

      - (Prometium), Pm, perioodilise süsteemi III rühma radioaktiivne keemiline element, aatomnumber 61, aatommass 144,0; kuulub haruldaste muldmetallide elementide hulka; metallist. Said Ameerika teadlaste J. Mariinsky, L. Glendenin, C. Coryel aastal... ... Kaasaegne entsüklopeedia

      - (lat. Promethium) Pm, Mendelejevi perioodilise elementide tabeli III rühma keemiline element, aatomnumber 61, aatommass 144,9128, kuulub lantaniidide hulka. Radioaktiivne; kõige stabiilsem isotoop on 145 µm (poolestusaeg? 18 aastat). IN…… Suur entsüklopeediline sõnaraamat

      - (promeetium), Pm (a. prometium; n. Promethium; f. promethium; i. prometio), radioaktiivne kemikaal. III rühma perioodilise element. Mendelejevi süsteem, at.sci. 61, kl. sulamistemperatuur 145; kuulub lantaniidide hulka. Teada on 14 P. isotoopi massinumbritega ... ... Geoloogiline entsüklopeedia

      - (Prometium), Pm, radioaktiivne kemikaal. III rühma perioodilise element. elementide süsteemid, juures. number 61, viitab lantaniididele. Isoleerisid J. Marinsky, L. Glendenin ja C. Coryell II lõhustumisproduktidest ... ... Füüsiline entsüklopeedia