Строение
Это не диаграмма из точек на кольцах, а выборка методом Монте-Карло из фактической плотности вероятности |ψ|² для каждой занятой подоболочки. Перетаскивайте, чтобы вращать. Синий и фиолетовый цвета обозначают противоположные знаки волновой функции, благодаря чему возможно образование химических связей.
Измеренные значения
Каждый столбец показывает положение прометий среди всех 118 элементов по этому свойству.
Источники: стандартные атомные веса IUPAC 2021 года · Справочник CRC по химии и физике · NIST. Значения, отмеченные символом ~, являются расчётными, а не измеренными.
Размер в масштабе
Радиус 183 pm — это 0,183 нм, поэтому около 2,73 миллионов таких атомов, расположенных бок о бок, протянулись бы на миллиметр.
Тепловой диапазон
Прометий находится в жидком состоянии в диапазоне 1958 K — от 1315 K до 3273 K.
История
Единственный лантаноид без стабильного изотопа: он распался и его пришлось получать в реакторе.
Когда Дмитрий Менделеев систематизировал периодическую таблицу, он предсказал существование элемента между неодимом и самарием, назвав его «эка-неодимом». Почти 70 лет это оставалось самой неуловимой недостающей частью химии.
Несколько учёных заявляли об открытии элемента 61:
Позднее все эти заявления были признаны ошибочными из-за неадекватных методов разделения и загрязнения соседними элементами.
Чарльз Кориелл, Джейкоб Маринский и Лоуренс Гленденин из Оук-Риджской национальной лаборатории наконец выделили элемент 61 из продуктов деления урана в ходе Манхэттенского проекта. Используя передовую ионно-обменную хроматографию, они окончательно идентифицировали и отделили радиоактивный элемент.
Первооткрыватели первоначально предложили название «атомий» в честь атомной эры, но оно было отклонено. После нескольких лет обсуждений они выбрали «прометий» в честь Прометея, греческого титана, похитившего огонь у богов, — как символ господства человечества над ядерным огнём.
Открытие было подтверждено с помощью:
Применение
Прометий — единственный радиоактивный редкоземельный элемент без стабильных изотопов — используется в специализированных ядерных технологиях. Прометий-147 испускает бета-излучение с относительно безопасным уровнем энергии (225 кэВ), что делает его идеальным для ядерных батарей, питающих космические миссии в дальнем космосе, где солнечные панели неэффективны.
NASA и другие космические агентства используют радиоизотопные термоэлектрические генераторы (РИТЭГ) на основе прометия для космических аппаратов, направляющихся за пределы Юпитера, где солнечной энергии становится недостаточно. Эти компактные источники питания обеспечивают надёжное электроснабжение приборов на миссиях к Сатурну, Урану и в межзвёздное пространство в течение десятилетий.
В ядерной медицине прометий-147 служит трассером, испускающим бета-излучение, для изучения метаболических процессов и функций органов. Его относительно короткий период полураспада (2,6 года) позволяет получать подробные изображения, сводя к минимуму длительное радиационное воздействие на пациентов.
Высокоточные научные приборы используют прометий как измеритель толщины для измерения чрезвычайно тонких материалов при производстве полупроводников. Стабильное бета-излучение обеспечивает точные измерения, критически важные для контроля качества при производстве микроэлектроники.
В указателях аварийных выходов и на приборных панелях самолётов используются фосфоресцентные свойства прометия: бета-излучение возбуждает фосфорные покрытия, создавая автономное освещение, которое сохраняется годами без внешних источников питания.
⚠️ Требуется специальное обращение: Все применения прометия требуют строгих протоколов радиационной безопасности и специализированных систем изоляции из-за его радиоактивной природы.Прометий-147 питает бетавольтаические элементы, используемые в кардиостимуляторах, удалённых метеорологических станциях и научном оборудовании, работающем в экстремальных условиях. Эти батареи обеспечивают стабильное питание в течение 10–20 лет без обслуживания, что делает их незаменимыми для труднодоступных установок.
Военная и авиационная промышленность использует радиолюминесцентную краску на основе прометия для шкал приборов, обозначений компасов и систем аварийного освещения. Автономное свечение устраняет зависимость от внешних источников света в критически важных применениях.
Научно-исследовательские учреждения используют источники прометия для калибровки по бета-излучению измерительного оборудования, обеспечивая точность измерений в экспериментах по ядерной физике и системах экологического мониторинга.
Производственные отрасли применяют прометий-147 в системах контроля толщины при производстве бумаги, пластика и металлических листов, обеспечивая контроль качества в реальном времени без физического контакта с материалами.
Откуда он происходит
0 мг/кг земной коры · более распространён, чем 0% элементов
Прометий примечателен тем, что является единственным лантаноидом без стабильных изотопов. В отличие от других редкоземельных элементов, встречающихся в минеральных месторождениях, прометий существует в природе лишь в следовых количествах как продукт деления в урановых рудах; его концентрации настолько малы, что практически не поддаются обнаружению.
Практически весь используемый сегодня прометий получают в результате работы ядерных реакторов. Наиболее полезный изотоп, Прометий-147, производят нейтронным облучением неодима-146 в специализированных исследовательских реакторах; мировой выход составляет примерно 1–2 грамма в год.
В космосе прометий образуется в ходе звёздных ядерных процессов, но распадается слишком быстро, чтобы накапливаться в обнаруживаемых количествах. Астрономы выявили спектральные линии прометия в некоторых переменных звёздах, что даёт сведения об условиях внутри звёзд и механизмах нуклеосинтеза.
При делении природного урана-235 иногда образуются изотопы прометия, но они распадаются в течение нескольких лет или десятилетий. Даже в наиболее богатых ураном месторождениях концентрация прометия остаётся ниже 10⁻¹⁸ грамма на килограмм руды.
Исследовательские учреждения получают прометий с помощью:
Обращение
Прометий радиоактивен. У него нет стабильных изотопов — каждое ядро распадается. Для обращения требуются соответствующие средства защиты и лицензия.
Основной риск: Прометий-147 испускает бета-излучение (электроны) с максимальной энергией 225 кэВ. Хотя внешнее облучение относительно малорискованно из-за ограниченной проникающей способности бета-частиц, внутреннее загрязнение представляет серьёзную угрозу для здоровья.
Работы должны проводиться в радиологических вытяжных шкафах с отрицательным давлением. По возможности используйте инструменты для дистанционного обращения. Никогда не ешьте, не пейте и не наносите косметику в зонах работы с прометием. Ведите строгий учёт всех источников.
Рабочие поверхности должны быть покрыты впитывающей бумагой с пластиковой подложкой. Перед выходом из лаборатории проверяйте руки, одежду и рабочие зоны с помощью оборудования для обнаружения радиации. Дезактивируйте поверхности подходящими чистящими растворами.
Инциденты с загрязнением: Немедленно уведомите сотрудника, ответственного за радиационную безопасность. Снимите загрязнённую одежду и тщательно примите душ. Обратитесь за медицинским обследованием при возможном внутреннем облучении. Для ликвидации разливов требуются специализированные процедуры и оборудование.
Храните вещество в защищённых контейнерах в запертых радиологических зонах с соответствующими предупреждающими знаками. Ведите журналы температуры и графики визуальных проверок. Источники необходимо инвентаризировать ежемесячно и ежегодно проверять на герметичность.
🚨 Чрезвычайная ситуация: Немедленно свяжитесь с ответственным за радиационную безопасность учреждения при любых инцидентах, связанных с прометием, или при подозрении на загрязнение.Краткие ответы
Прометий (символ Pm) — элемент 61 в периодической таблице, представитель семейства Лантаноид в 6 периоде. Единственный лантаноид без стабильного изотопа: он распался и его пришлось получать в реакторе. При комнатной температуре это твёрдое вещество, и оно радиоактивно.
[Xe] 4f⁵ 6s²; она включает 6 занятых электронных оболочек с распределением 2, 8, 18, 23, 8, 2.Прометий плавится при 1315 K (1041.9 °C) и кипит при 3273 K (2999.9 °C).
У Прометий нет стабильных изотопов, поэтому для него не существует стандартной атомной массы. Указанное значение 145 — массовое число наиболее долгоживущего известного изотопа.
Плотность Прометий составляет 7.26 г/см³. Плотность воды — 1,0 г/см³, поэтому блок из Прометий примерно в 7.3× тяжелее.
Электроотрицательность Прометий по шкале Полинга составляет 1.13. Шкала простирается от 0,70 (франций, наименее склонный притягивать электроны) до 3,98 (фтор, наиболее склонный). Такое низкое значение означает, что он легко отдаёт свои внешние электроны, образуя положительные ионы.
Прометий был открыт в 1945 году Marinsky, Glendenin & Coryell. Назван в честь прометей, похитивший огонь у богов.
Прометий практически не встречается в природе на Земле — его получают в реакторе или ускорителе.
Да. Прометий не имеет стабильных изотопов — каждое его ядро распадается. В природе он не встречается в количествах, пригодных для использования, и должен быть синтезирован.