Prometio
El prometio és un element químic de la taula periòdica el símbol de la qual és Pm i la seua número atómico és 61. Algun temps se li va denominar ilinio (per Illinois). Encara que, despuix de l'observació de certes llínees espectrals, alguns científics han reclamat haver descobert este element en la naturalea, ningú ha pogut aïllar-ho de substàncies naturals.
En 1902 Bohuslav Brauner va sugerir que hi havia un element llavors desconegut en propietats intermiges entre les dels elements coneguts neodimi (60) i samari (62); açò va ser confirmat en 1914 per Henry Moseley, qui, havent medit els número atómico de tots els elements llavors coneguts, va trobar que faltava l'número atómico 61. En 1926, dos grups (u italià i un atre nortamericà) varen afirmar haver aïllat una mostra de l'element 61; pronte es va demostrar que abdós "descobriments" eren falsos. En 1938, durant un experiment nuclear realisat en l'Universitat Estatal d'Ohio, es varen produir alguns nucleidos radiactius que certament no eren radioisòtops de neodimi o samari, pero faltava una prova química de que es va produir l'element 61, i el descobriment no va anar generalment reconegut. El prometio es va produir i va caracterisar per primera volta en el Laboratori Nacional de Oak Ridge en 1945 per mig de la separació i l'anàlisis dels productes de fissió del combustible d'urani irradiado en un reactor de grafit. Els descobridors varen propondre el nom "prometeo" (l'ortografia es va canviar posteriorment), derivat de Prometeo, el titán de la mitologia grega que va furtar el fòc del monte Olimp i li'l va dur als humans, per a simbolisar "tant l'audàcia com el possible mal us de l'intelecte de la humanitat". No obstant, una mostra del metal es va fer solament en 1963.
Hi ha dos possibles fonts de prometio natural: desintegració alfa rara d'europi-151 natural (que produïx prometio-147) i fissió espontànea d'urani (varis isòtops). Existixen aplicacions pràctiques solament per als composts químics de prometio-147, que s'utilisen en pintura lluminosa, bateries atòmiques i dispositius de medició de gruixa, encara que el prometio-145 és l'isòtop de prometio més estable. Degut a que el prometio natural és extremadament escàs, normalment se sintetisa bombardejant urani-235 (urani enriquit) en neutrons tèrmics per a produir prometio-147 com un producte de fissió.
Història
[editar | editar còdic]En 1902, Brauner va predir l'existència d'este element. Diversos grups varen aduir haver-ho obtingut, pero -per la dificultat per a separar el prometio d'atres elements- no varen poder confirmar tals descobriments. Jacob A. Marinsky, Lawrence E. Glendenin i Charles D. Coryell, en 1944, varen provar l'existència del prometio.
Massa ocupats en les investigacions relacionades en la defensa durant la Segona Guerra Mundial, no varen reivindicar el seu descobriment fins a 1947. Ho varen obtindre analisant subproductes de la fissió de l'urani generats en un reactor nuclear situat en els laboratoris Clinton, en Tennessee.[1][2]
-
Jacob A. Marinsky -
Lawrence E. Glendenin
-
Charles D. Coryell
Propietats
[editar | editar còdic]Propietats físiques
[editar | editar còdic]Un àtom de prometio té 61 electrons, disposts en la configuració [Xe] 4f5 6s 2.[3] En formar composts, l'àtom pert els seus dos electrons més externs i un dels electrons 4f, que pertany a un subcapa oberta. El radi atòmic de l'element és el segon més gran entre tots els lantànits, pero és solament una miqueta major que el dels elements veïns.[3] És l'excepció més notable a la tendència general de la contracció dels àtoms de lantànits en l'aument dels seus número atómico.[4] Moltes propietats del prometio depenen de la seua posició entre els lantànits i són intermiges entre les del neodimi i el samari. Per eixemple, el punt de fusió, les tres primeres energies de ionisació i l'energia d'hidratació són majors que les del neodimi i menors que les del samari;[3] de manera similar, l'estimació del punt d'ebullició, iònic ( el radi Pm3+) i la calor estàndar de formació del gas monoatómico són majors que els de el samari i menors que els de el neodimi.[3]
El prometio té una estructura doble hexagonal compacta (dhcp) i una durea de 63 kg/mm2.[5] Este la forma alfa de baixa temperatura es convertix en una fase beta, cúbica centrada en el cos (bcc) en calfar-se a 890 °C.[6]
Propietats i composts químics
[editar | editar còdic]El prometio pertany al grup del ceri dels lantànits i és químicament molt similar als elements veïns.[7] Per la seua inestabilitat, els estudis químics del prometio estan incomplets. Encara que s'han sintetisat alguns composts, no estan completament estudiats; en general, tendixen a ser de color rosa o roig.[8][9] El tractament de solucions àcides que contenen ions Pm3+ en amoníac dona com resultat un sediment gelatinoso d'hidròxit de color marró clar, Pm(OH)3, que és insoluble en aigua.[10] Quan es dissol en àcit clorhídric, es produïx una sal groga soluble en aigua, PmCl3;[10] de manera similar, quan es dissol en àcit nítric, resulta un nitrat, Pm(NO3)3. Este últim també és ben soluble; quan se seca, forma cristals rosats, similars a Nd(NO3)3.[10] La configuració electrònica per a Pm3+ és [Xe] 4f4, i el color del ion és rosa. El símbol del terme de l'estat fonamental és 5I4.[11] El sulfat és llaugerament soluble, com els demés sulfat del grup del ceri. S'han calculat els paràmetros de la cela per a la seua octahidrato; duen a la conclusió de que la densitat de Pm2(SO4)3·8 H2O és 2,86 g/cm3.[12] El oxalato, Pm2(C2O4)3·10 H2O, té la solubilidad més baixa de tots els oxalatos de lantànits.[13]
A diferència del nitrat, l'òxit de prometio és similar a la sal de samari corresponent i no a la sal de neodimi. Tal com se sintetisa, p. en calfar el oxalato, es convertix en una pols de color blanc o lavanda en estructura desordenada.[10] Esta pols cristaliza en una ret cúbica en calfar-ho a 600 °C. El recocido adicional a 800 °C i després a 1750 °C ho transforma irreversiblemente en les fases monoclínica i hexagonal, respectivament, i les dos últimes fases es poden interconvertir ajustant el temps de recocido i temperatura.[14]
| Fòrmula | simetria | grup espacial | No | símbol Pearson | a (pm) | b (pm) | c (pm) | Z | densitat, g/cm3 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| α-Pm | dhcp[5][6] | P63/mmc | 194 | hP4 | 365 | 365 | 1165 | 4 | 7.26 |
| β-Pm | bcc[6] | FmPlantilla:Overlinem | 225 | cF4 | 410 | 410 | 410 | 4 | 6.99 |
| Pm2O3 | cúbica[14] | IaPlantilla:Overline | 206 | cI80 | 1099 | 1099 | 1099 | 16 | 6.77 |
| Pm2O3 | monoclinico[14] | C2/m | 12 | ms30 | 1422 | 365 | 891 | 6 | 7.40 |
| Pm2O3 | hexagonal[14] | PPlantilla:Overlinem1 | 164 | hP5 | 380.2 | 380.2 | 595.4 | 1 | 7.53 |
El prometio forma solament un estat d'oxidació estable, +3, en forma de ions; açò està en llínea en atres lantànits. Segons la seua posició en la taula periòdica, no es pot esperar que l'element forme estats d'oxidació estables +4 o +2; el tractament de composts químics que contenen ions Pm3+ en agents oxidants o reductors forts va mostrar que el ion no es oxida ni es reduïx fàcilment.[7]
| Fòrmula | color | número de coordinació |
simetria | grup espacial | No | Símbol Pearson | p.f. (°C) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| PmF3 | violeta-rosat | 11 | hexagonal | PPlantilla:Overlinec1 | 165 | hP24 | 1338 |
| PmCl3 | Lavanda | 9 | hexagonal | P63/mc | 176 | hP8 | 655 |
| PmBr3 | Rojo | 8 | ortorómbico | Cmcm | 63 | vos16 | 624 |
| α-PmI3 | Rojo | 8 | ortorómbico | Cmcm | 63 | vos16 | α→β |
| β-PmI3 | Rojo | 6 | rombohedral | RPlantilla:Overline | 148 | hR24 | 695 |
Isòtops
[editar | editar còdic]El prometio és l'únic lantànit i un dels dos únics elements entre els primers 83 que no té isòtops estables o de llarga vida (primordial). Açò és el resultat d'un efecte que rara volta ocorre del model de gota líquida i estabilitat d'isòtops d'elements veïns; també és l'element menys estable dels primers 84. Els principals productes de descomposició són els isòtops de neodimi i samari (el prometio-146 es descompon en abdós, els isòtops més llaugers generalment en neodimi a través de la desintegració de positrones i la captura d'electrons, i els isòtops més pesats al samari a través de la desintegració beta). Els isòmers nuclears de prometio poden descompondre's en atres isòtops de prometio i un isòtop (145Pm) té un modo de descomposició alfa molt poc comuna a praseodimi-141 estable.
L'isòtop més estable de l'element és el prometio-145, que té una activitat específica de 940 Ci/g (?? TBq/g) i una vida mija de 17,7 anys desintegrant-se per mig de captura d'electrons.[16] Perque té 84 neutrons (dos més de 82, que és un número mágico que correspon a una configuració de neutrons estable), pot emetre una partícula alfa (que té 2 neutrons) per a formar praseodimi-141 en 82 neutrons. Per lo tant, és l'únic isòtop de prometio en una desintegració alfa observada experimentalment.[17] La seua vida mija parcial per a la descomposició alfa és d'aproximadament 6,3Plantilla:I anys, i la provabilitat relativa de que un núcleu de 145Pm es desintegre d'esta manera és 2,8Plantilla:I %. Varis atres isòtops de prometio com 144Pm, 146Pm i 147Pm també tenen una lliberació d'energia positiva per a la descomposició alfa; es prediu que ocorreran les seues desintegracions alfa, pero no s'han observat.
L'element també té 18 isòmers nuclears, en número de 133 a 142, 144, 148, 149, 152 i 154 (alguns número tenen més d'un isòmer). El més estable d'ells és el prometio-148m, en una vida mija de 43,1 dies; açò és més llarc que les vides miges dels estats bàsics de tots els isòtops de prometio, llevat del prometio-143 a 147. De fet, el prometio-148m té una vida mija més llarga que el seu estat fonamental, el prometio-148.
Referències
[editar | editar còdic]- ↑ Jacob A. Marinsky, Lawrence E. Glendenin, Charles D. Coryell: "The Chemical Identification of Radioisotopes of Neodymium and of Element 61", in: J. Am. Chem. Soc. 1947, 69 (11), 2781–2785; doi:10.1021/ja01203a059.
- ↑ (2003).ORNL Review.36(1)Consultat el 17 de setembre de 2006..
- ↑ 3,0 3,1 3,2 3,3 Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemistry of the Elements (2nd ed.). Butterworth-Heinemann. p. 1233. ISBN 978-0-08-037941-8.
- ↑ Cotton, F. Albert; Wilkinson, Geoffrey (1988), Advanced Inorganic Chemistry (5th ed.), New York: Wiley-Interscience, pp. 776, 955, ISBN 0-471-84997-9
- ↑ 5,0 5,1 “The crystal structure of promethium” (1971). Journal of the Less Common Metals 24 (3): 233. doi:.
- ↑ 6,0 6,1 6,2 Gschneidner Jr., K.A. (2005). «Physical Properties of the rare earth metals», Lide, D. R. (ed.). CRC Handbook of Chemistry and Physics, 86th edició, Boca Raton, FL: CRC Press. ISBN 978-0-8493-0486-6.
- ↑ 7,0 7,1 Lavrukhina y Pozdnyakov, 1966, p. 120.
- ↑ Emsley, 2011, p. 429.
- ↑ /prometio prometio. Encyclopædia Britannica Online
- ↑ 10,0 10,1 10,2 10,3 Lavrukhina y Pozdnyakov, 1966, p. 121.
- ↑ Aspinall, H. C. (2001). Química dels elements del bloc f, Gordon & Breach, p. 34, Table 2.1. ISBN 978-9056993337.
- ↑ Lavrukhina y Pozdnyakov, 1966, p. 122.
- ↑ Lavrukhina y Pozdnyakov , 1966, p. 123.
- ↑ 14,0 14,1 14,2 14,3 “Polymorphic Modifications of Pm2O3” (1972). Journal of the American Ceramic Society 55 (8): 428. doi:.
- ↑ Cotton, Simon (2006). Lanthanide And Actinide Chemistry, John Wiley & Sons, p. 117. ISBN 978-0-470-01006-8.
- ↑ Hammond, C. R. (2011). «Prometium in "The Elements"», Haynes, William M. (ed.). CRC Handbook of Chemistry and Physics, 92nd edició, CRC Press, p. 4.28. ISBN 978-1439855119.
- ↑ Lavrukhina y Pozdnyakov, 1966, p. 114.
- Este artícul conté una traducció derivada de «Prometio» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.