Anar al contingut

Prometi

De L'Enciclopèdia, la wikipedia en valencià
Prometi

El prometi és un element químic de la taula periòdica el símbol de la qual és Pm i la seua número atòmic 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 atòmic de tots els elements llavors coneguts, va trobar que faltava el número atòmic 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 prometi 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 prometi natural: desintegració alfa rara d'europi-151 natural (que produïx prometi-147) i fissió espontànea d'urani (varis isòtops). Existixen aplicacions pràctiques solament per als composts químics de prometi-147, que s'utilisen en pintura lluminosa, bateries atòmiques i dispositius de medició de gruixa, encara que el prometi-145 és l'isòtop de prometi més estable. Degut a que el prometi natural és extremadament escàs, normalment se sintetisa bombardejant urani-235 (urani enriquit) en neutrons tèrmics per a produir prometi-147 com un producte de fissió.

Història

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 prometi 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 prometi.

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]

Propietats

Propietats físiques

Un àtom de prometi 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 atòmic.[4] Moltes propietats del prometi 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 monoatòmic són majors que els de el samari i menors que els de el neodimi.[3]

El prometi 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

El prometi pertany al grup del ceri dels lantànits i és químicament molt similar als elements veïns.[7] Per la seua inestabilitat, els estudis químics del prometi 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 de l'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 solubilitat més baixa de tots els oxalatos de lantànits.[13]


A diferència del nitrat, l'òxit de prometi 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 cristalisa 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] Fm3m 225 cF4 410 410 410 4 6.99
Pm2O3 cúbica[14] Ia3 206 cI80 1099 1099 1099 16 6.77
Pm2O3 monoclinico[14] C2/m 12 ms30 1422 365 891 6 7.40
Pm2O3 hexagonal[14] P3m1 164 hP5 380.2 380.2 595.4 1 7.53

El prometi 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]

Halurs de prometi[15]
Fòrmula color número de
coordinació 		simetria grup espacial No Símbol Pearson p.f. (°C)
PmF3 violeta-rosat 11 hexagonal P3c1 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 R3 148 hR24 695

Isòtops

El prometi 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 prometi-146 es descompon en abdós, els isòtops més llaugers generalment en neodimi a través de la desintegració de positrons i la captura d'electrons, i els isòtops més pesats al samari a través de la desintegració beta). Els isòmers nuclears de prometi poden descompondre's en atres isòtops de prometi 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 prometi-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 prometi en una desintegració alfa observada experimentalment.[17] La seua vida mija parcial per a la descomposició alfa és d'aproximadament 6,39 anys, i la provabilitat relativa de que un núcleu de 145Pm es desintegre d'esta manera és 2,8-7 %. Varis atres isòtops de prometi 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 prometi-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 prometi, llevat del prometi-143 a 147. De fet, el prometi-148m té una vida mija més llarga que el seu estat fonamental, el prometi-148.


Referències

  1. ↑ 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.
  2. ↑ (2003).«Discovery of Promethium».ORNL Review.36(1)Consultat el 17 de setembre de 2006..
  3. ↑ 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.
  4. ↑ Cotton, F. Albert; Wilkinson, Geoffrey (1988), Advanced Inorganic Chemistry (5th ed.), New York: Wiley-Interscience, pp. 776, 955, ISBN 0-471-84997-9
  5. ↑ 5,0 5,1 Pallmer, P. G.; Chikalla, T. D.(1971).«The crystal structure of promethium».Journal of the Less Common Metals.24(3): 233.doi:10.1016/0022-5088(71)90101-9.
  6. ↑ 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. Consultat el 2012-06-20.
  7. ↑ 7,0 7,1 Lavrukhina i Pozdnyakov, 1966, p. 120.
  8. ↑ Emsley, 2011, p. 429.
  9. ↑ /prometi prometi. Encyclopædia Britannica Online
  10. ↑ 10,0 10,1 10,2 10,3 Lavrukhina i Pozdnyakov, 1966, p. 121.
  11. ↑ Aspinall, H. C. (2001). Química dels elements del bloc f, Gordon & Breach, p. 34, Table 2.1. ISBN 978-9056993337.
  12. ↑ Lavrukhina i Pozdnyakov, 1966, p. 122.
  13. ↑ Lavrukhina i Pozdnyakov , 1966, p. 123.
  14. ↑ 14,0 14,1 14,2 14,3 Chikalla, T. D.; McNeilly, C. E.; Roberts, F. P.(1972).«Polymorphic Modifications of Pm2O3».Journal of the American Ceramic Society.55(8): 428.doi:10.1111/j.1151-2916.1972.tb11329.x.
  15. ↑ Cotton, Simon (2006). Lanthanide And Actinide Chemistry, John Wiley & Sons, p. 117. ISBN 978-0-470-01006-8.
  16. ↑ 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.
  17. ↑ Lavrukhina i Pozdnyakov, 1966, p. 114.
Obtingut de «https://lenciclopedia.org/w/index.php?title=Prometi&oldid=1625612»