Prométium
A prométium a lantanoidák közé tartozó ritkaföldfém, a periódusos rendszer 61. eleme. Vegyjele Pm, más elemekkel vegyülve sókat alkot. A prométiumnak csak egy stabil oxidációs száma van, a +3, azonban létezhet néhány +2 vegyülete is. Összes izotópja radioaktív; a technéciummal együtt egyike annak a két elemnek, amelyet stabil elem követ a periódusos rendszerben.
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Általános | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Név, vegyjel, rendszám | prométium, Pm, 61 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Latin megnevezés | promethium | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elemi sorozat | lantanoidák | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Csoport, periódus, mező | ?, 6, f | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Megjelenés | fémes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Atomtömeg | (145) g/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektronszerkezet | [Xe] 4f5 6s² | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektronok héjanként | 2, 8, 18, 23, 8, 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Fizikai tulajdonságok | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Halmazállapot | szilárd | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Sűrűség (szobahőm.) | 7,26 g/cm³ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Olvadáspont | 1315 K (1042 °C, 1908 °F) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Forráspont | 3273 K (3000 °C, 5432 °F) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Olvadáshő | 7,13 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Párolgáshő | 289 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Atomi tulajdonságok | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kristályszerkezet | hexagonális | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Oxidációs szám | 3 (enyhén bázikus oxid) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektronegativitás | ? 1,13 (Pauling-skála) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Ionizációs energia | 1.: 540 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 2.: 1050 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 3.: 2150 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Atomsugár | 183 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kovalens sugár | 199 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Atomsugár (számított) | 205 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Egyebek | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Mágnesség | paramágneses[1] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektromos ellenállás | (sz.h.) becs. 0,75 µΩ·m | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Hőmérséklet-vezetési tényező | (300 K) 17,9W/(m·K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Hőtágulási tényező | (sz.h.) (α-módosulat) becs. 11 µm/(m·K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Young-modulus | (α-módosulat) becs. 46 GPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Nyírási modulus | (α-módosulat) becs. 18 GPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kompressziós modulus | (α-módosulat) becs. 33 GPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Poisson-tényező | (α-módosulat) becs. 0,28 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| CAS-szám | 7440-12-2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Fontosabb izotópok | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Hivatkozások | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Radioaktív elem, a természetben extrém ritkán fordul elő uránércekben (mint bomlástermék), csak mesterséges atommag-átalakítással lehet előállítani. Jelenlétét kimutatták már néhány csillagban is.
Története
Bár a jelenlétét már 1941-ben észlelték, csak 1947-ben különítette el Jacob A. Marinsky(en), Lawrence E. Glendenin(en) és Charles D. Coryell(en) az urán hasadási termékeiből a Tennessee állambeli Oak Ridge-i laboratóriumban. Coryell felesége, Grace Mary Coryell nevezte el Prométeuszról.
Tulajdonságai
Fizikai tulajdonságai
A prométiumatom 61 elektronnal rendelkezik, ezek konfigurációja [Xe]4f56s2.[2] Vegyületek képződése során a prométium leadja két külső, valamint az egyik 4f-elektornját, mely egy belső, lezáratlan alhéján található. A fém atomsugara a lantanoidák között a harmadik legnagyobb, de a szomszédos elemekét csak alig valamivel haladja meg.[2] Ez az egyetlen kivétel az alól az általános tendencia – azaz hogy az atomok mérete a rendszám növekedésével (a lantanoidakontrakció miatt[3]) csökken – alól, melyet nem a betöltött (vagy félig betöltött) 4f-alhéj okoz.
A prométium számos tulajdonsága megfelel a periódusos rendszerben elfoglalt helye alapján várhatónak, és átmenetet képez a neodímium és a szamárium között. Például olvadáspontja, az első három ionizációs energiájának értéke és a hidratálási energiája a neodímiuménál nagyobb, de a szamáriuménál kisebb.[2] Hasonlóan a becsült forráspontja, (Pm3+) ionsugara és egyatomos gázának standard képződéshője a szamáriuménál nagyobb, de a neodímiuménál kisebb.[2]
A prométium kristályszerkezete szoros illeszkedésű kettős hexagonális, keménysége 63 kg/mm2.[4] Ez az alacsony hőmérsékleten stabil alfa-forma 890 °C-ra melegítve tércentrált köbös béta-formává alakul át.[5]
Kémiai tulajdonságai és vegyületei
A prométium a lantanoidák cériumcsoportjába tartozik, és a szomszédos elemekkel nagy fokú kémiai hasonlóságot mutat.[6] Instabilitása miatt kémiája kevéssé ismert. Néhány vegyületét előállították, ezek színe jellemzően rózsaszín vagy vörös, de tulajdonságaikat nem tanulmányozták behatóan.[7][8] Pm3+ ionokat tartalmazó savas oldathoz ammóniát adva gélszerű, világosbarna, vízben oldhatatlan Pm(OH)3 hidroxid válik ki.[9] Sósavban oldva vízben oldódó, sárga színű PmCl3 só keletkezik,[9] hasonló módon salétromsavban oldva Pm(NO3)3 nitrát jön létre. Utóbbi is jól oldódik, megszárítva – a Nd(NO3)3-hoz hasonló – rózsaszín kristályokat alkot.[9] A Pm3+ ion elektronszerkezete [Xe] 4f4, színe rózsaszín. Alapállapotának termszimbóluma 5I4.[10] A szulfát só, a többi cérium csoportbeli szulfáthoz hasonlóan kevéssé oldódik vízben. Oktahidrátjának rácsállandóit kiszámították, ennek alapján a Pm2(SO4)3·8 H2O sűrűsége 2,86 g/cm3.[11] Pm2(C2O4)3·10 H2O oxalátja az összes lantanoida-oxalát közül a legrosszabbul oldódó.[12]
A nitráttal ellentétben a prométium-oxid nem a megfelelő neodímium, hanem a szamárium sóhoz hasonlít. Előállításakor, például az oxalát sót hevítve fehér vagy levendulaszínű, rendezetlen szerkezetű port kapunk,[9] mely 600 °C-ra hevítve köbös rácsban kristályosodik. Tovább izzítva 800 °C, majd 1750 °C-ra visszafordíthatatlanul monoklin, illetve hexagonális szerkezetté alakul. Ez utóbbi két fázis az izzítási idő és hőmérséklet változtatásával alakítható át egymásba.[13]
| Képlet | szimmetria | tércsoport | No | Pearson-szimbólum | a (pm) | b (pm) | c (pm) | Z | sűrűség, g/cm3 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| α-Pm | dhcp[4][5] | P63/mmc | 194 | hP4 | 365 | 365 | 1165 | 4 | 7,26 |
| β-Pm | bcc[5] | Fm3m | 225 | cF4 | 410 | 410 | 410 | 4 | 6,99 |
| Pm2O3 | köbös[13] | Ia3 | 206 | cI80 | 1099 | 1099 | 1099 | 16 | 6,77 |
| Pm2O3 | monoklin[13] | C2/m | 12 | mS30 | 1422 | 365 | 891 | 6 | 7,40 |
| Pm2O3 | hexagonális[13] | P3m1 | 164 | hP5 | 380,2 | 380,2 | 595,4 | 1 | 7,53 |
Csak egy stabil oxidációs állapota van, a +3 töltésű ionos forma – ebben is a többi lantanoidához hasonlít. A periódusos rendszerben elfoglalt helye alapján nem várható, hogy stabil +4-es vagy +2-es oxidációs állapota legyen; a Pm3+-iont tartalmazó vegyületek erős oxidáló- vagy redukálószerekkel történő kezelésével igazolták, hogy az iont nem könnyű redukálni vagy oxidálni.[6]
| Képlet | szín | koordinációs szám | szimmetria | tércsoport | No | Pearson-szimbólum | o.p. (°C) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| PmF3 | bíbor-rózsaszín | 11 | hexagonális | P3c1 | 165 | hP24 | 1338 |
| PmCl3 | levendula | 9 | hexagonális | P63/mc | 176 | hP8 | 655 |
| PmBr3 | vörös | 8 | rombos | Cmcm | 63 | oS16 | 624 |
| α-PmI3 | vörös | 8 | rombos | Cmcm | 63 | oS16 | α→β |
| β-PmI3 | vörös | 6 | romboéderes | R3 | 148 | hR24 | 695 |
Jegyzetek
Források
- Kis kémiai szótár. Fordította Hársing Lászlóné. Budapest: Gondolat. 1972. 366. o.
- Akadémiai kislexikon. Főszerkesztő: Beck Mihály és Peschka Vilmos. Budapest: Akadémiai Kiadó. 2 kötet., 466. o. ISBN 963 05 5279 5
- Hans Breuer: Atlasz – Kémia. Fordította Ungvárai János és Ungvárainé dr. Nagy Zsuzsanna. Harmadik, javított kiadás. Budapest: Athenaeum 2000 Kiadó Kft. 2003. 219. o. ISBN 963-9471-35-6
- Dr. Otto – Albrecht Neumüller: Römpp vegyészeti lexikon. Budapest: Műszaki Könyvkiadó. 1983. 3 kötet., 821. o. ISBN 963-10-3269-8
- N. N. Greenwood – A. Earnshaw: Az elemek kémiája. Budapest: Nemzeti Tankönyvkiadó. 2004. 3 kötet., 1685–1713. o. ISBN 963-19-5255-X
Fordítás
Ez a szócikk részben vagy egészben a Promethium című angol Wikipédia-szócikk fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.
További információk
- a magyar Wikipédia prométiumot tartalmazó vegyületeinek listája külső keresővel
