Promethium

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken
Promethium
Periodiek systeem
H He
Li Be B C N O F Ne
Na Mg Al Si P S Cl Ar
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
Cs Ba * Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
Fr Ra ** Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Uut Fl Uup Lv Uus Uuo
* La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
** Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr
Algemeen
Naam Promethium
Symbool Pm
Atoomnummer 61
Groep Scandiumgroep
Periode Periode 6
Blok F-blok
Reeks Lanthaniden
Kleur Metalliek
Chemische eigenschappen
Atoommassa (u) 146,92
Elektronenconfiguratie [Xe]4f5 6s2
Oxidatietoestanden +3
Elektronegativiteit (Pauling) 1,13
Atoomstraal (pm) 182
1e ionisatiepotentiaal (kJ·mol−1) 538,39
2e ionisatiepotentiaal (kJ·mol−1) 1051,70
3e ionisatiepotentiaal (kJ·mol−1) 2151,64
Fysische eigenschappen
Dichtheid (kg·m−3) 7220
Smeltpunt (K) 1315
Kookpunt (K) 3000
Aggregatietoestand Vast
Smeltwarmte (kJ·mol−1) 12,6
Kristalstructuur Hex
Molair volume (m3·mol−1) 19,95 · 10-6
Specifieke warmte (J·kg−1·K−1) 180
Warmtegeleiding (W·m−1·K−1) 17,9
SI-eenheden en standaardtemperatuur en -druk worden gebruikt,
tenzij anders aangegeven
Portaal  Portaalicoon   Scheikunde

Promethium is een scheikundig element met symbool Pm en atoomnummer 61. Het is een zilverwit/grijs lanthanide.

Ontdekking[bewerken]

Voorspelling[bewerken]

Het bestaan van promethium werd voorspeld door Bohuslav Brauner in 1902. Tijdens zijn onderzoek naar de chemische eigenschappen van lanthaniden viel het hem op dat het verschil tussen neodymium en samarium groter was dan die tussen andere aardmetalen. Zijn voorspelling werd later, in 1914, ondersteund door Henry Moseley. Hij had ontdekt dat het atoomnummer een experimenteel meetbare eigenschap van een element is, en hij constateerde dat er geen element bekend was met atoomnummer 61. Verschillende groepen wetenschappers begonnen daarop een zoektocht naar het voorspelde element.

Florentium[bewerken]

De Italiaanse onderzoekers Luigi Rolla en Lorenzo Fernandes uit Florence waren de eersten die dachten het element ontdekt te hebben; ze meldden hun ontdekking in 1926, maar volgens hun opgaaf hadden ze hun experimenten al eerder uitgevoerd, in 1924.[1][2][3][4][5][6] Na zuivering via gefractioneerde kristallisatie van een didymiumnitraat-concentraat[7] dat voor 70% uit dysprosium bestond, terwijl neodymium samen met andere lanthaniden de overige 30% vormden, hielden zij een oplossing over die voornamelijk samarium bevatte. Röntgendiffractie gaf spectra te zien die werden toegeschreven aan samarium en aan element 61. Gebruik makend van het algemeen erkende recht van de ontdekker om een naam aan een nieuw element te geven, noemden ze het Florentium, ter ere van hun stad.

Illinium[bewerken]

In hetzelfde jaar, 1926, publiceerde een Amerikaanse groep, Smith Hopkins en Len Yntemathe van de Universiteit van Illinois, de ontdekking van element 61. Naar hetzelfde gewoonterecht, en nog niet op de hoogte van de resultaten van de Italianen, vernoemden zij het nieuwe element naar de staat Illinois: Illinium.[8][9][10]

Promethium[bewerken]

Beide groepen hadden een fout gemaakt in de interpretatie van de uitkomsten van hun experimenten. Tegenwoordig weet men dat er alleen radioactieve isotopen met een korte halveringstijd van promethium bestaan. Met de komst van de experimentele kernfysica werd het mogelijk promethium in een deeltjesversneller te maken.

Medewerkers van de Ohio State University bombardeerden neodymium en praseodymium in 1941 met neutronen, alfadeeltjes en deuteriumkernen. Hierbij ontstonden nieuwe onbekende radionucliden, waarvan promethium er één bleek te zijn. Het duurde tot 1945 voordat Jacob A. Marinsky, Lawrence E. Glendenin en Charles D. Coryell met behulp van ionenwisselaars zuiver promethium konden isoleren en identificeren.

De naam promethium is afgeleid van de Griekse mythologische figuur Prometheus, die de mens het vuur zou hebben gegeven. Het element kreeg de naam omdat Prometheus zoiets als "de vooruit denkende" betekent, en promethium werd voorspeld lang voor zijn ontdekking.

Toepassingen[bewerken]

In nucleaire installaties wordt promethium bereid voor een aantal toepassingen:

  • Als bron van bètastraling voor het uitvoeren van diktebepalingen en om vliegtuigwanden te controleren op beschadigingen.
  • Nucleaire batterijen waarin fotocellen licht omzetten in elektrische stroom.

In de toekomst kan promethium misschien gebruikt worden als bron van röntgenstraling.

Opmerkelijke eigenschappen[bewerken]

Promethium is een bètastraler. Wanneer bètadeeltjes botsen met elementen met hoge atoomnummers, kunnen ze röntgenstraling genereren. Tot op heden is er vrij weinig bekend over de eigenschappen van dit element. Er bestaan twee allotropen, en zouten van promethium luminesceren in het donker met een blauwe of groene gloed.

Verschijning[bewerken]

Op aarde is promethium niet in de natuur aangetroffen, maar astronomisch onderzoek heeft aangetoond dat het op de ster HR465 in het Andromedastelsel wel voorkomt.[11] Dit element is recent gevormd aan het steroppervlak, omdat er geen promethiumisotopen bekend zijn met een halveringstijd langer dan 17,7 jaar.

In nucleaire installaties wordt promethium geproduceerd door 146Nd te bombarderen met neutronen waarbij 147Nd ontstaat. Onder uitzending van bètadeeltjes vervalt deze neodymiumisotoop tot 147Pm.

Isotopen[bewerken]

1rightarrow blue.svg Zie Isotopen van promethium voor het hoofdartikel over dit onderwerp.
Stabielste isotopen
Iso RA (%) Halveringstijd VV VE (MeV) VP
145Pm syn 17,7 j α 1,805 141Pr
146Pm syn 5,53 j β- 1,472 146Sm
147Pm syn 2,62 j β- 2,690 147Sm

Er zijn 36 isotopen van promethium bekend. 145Pm is met een halveringstijd van 17,7 jaar het stabielst. 146Pm en 147Pm hebben halveringstijden van enkele jaren. De overige isotopen zijn duidelijk instabieler.

Toxicologie en veiligheid[bewerken]

Promethium is radioactief en moet zorgvuldig behandeld worden. Dit type van radioactieve bronnen wordt vaak gebruikt in bedrijven als Sappi om het gramgewicht van bepaalde materialen (bv. papier) te meten.  De activiteit van dit type van bronnen is heel beperkt en houdt over het algemeen weinig besmettingsgevaar in voor de bevolking, arbeiders en het milieu.[12]

Externe links[bewerken]

Bronnen, noten en/of referenties
  1. Rolla, L., Fernandes, L. (1926). Über das Element der Atomnummer 61. Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie 157: 371 . DOI:10.1002/zaac.19261570129.
  2. Noyes, W. A. (1927). Florentium or Illinium?. Nature 120: 14 . DOI:10.1038/120014c0.
  3. Rolla, L., Fernandes, L. (1927). Florentium or Illinium?. Nature 119: 637 . DOI:10.1038/119637a0.
  4. Rolla, L., Fernandes, L. (1928). Florentium. II. Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie 169: 319 . DOI:10.1002/zaac.19281690128.
  5. Rolla, L., Fernandes, L. (1927). Florentium. Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie 163: 40 . DOI:10.1002/zaac.19271630104.
  6. Rolla, L., Fernandes, L. (1927). Über Das Element der Atomnummer 61 (Florentium). Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie 160: 190 . DOI:10.1002/zaac.19271600119.
  7. Het concentraat was verkregen uit monaziet, afkomstig uit Brazilië
  8. Harris, J. A., Yntema, L. F., Hopkins, B. S. (1926). The Element of Atomic Number 61; Illinium. Nature 117: 792 . DOI:10.1038/117792a0.
  9. Brauner, B. (1926). The New Element of Atomic Number 61: Illinium. Nature 118: 84 . DOI:10.1038/118084b0.
  10. Meyer, R. J., Schumacher, G., Kotowski, A. (1926). Über das Element 61 (Illinium). Naturwissenschaften 14: 771 . DOI:10.1007/BF01490264.
  11. , CRC Handbook of Chemistry and Physics, 56, CRC press, p. B-29
  12. FANC, 25 juni 2014: Sappi Lanaken: anomalie ingedeeld op niveau 1 van de INES-schaal
Zoek dit woord op in WikiWoordenboek