Прометій (англ. Promethium) – хімічний елемент у таблиці хімічних елементів, позначений символом Pm та має атомний номер 61. Він належить до лантаноїдів (елементів ряду лантанідів) і є штучно створеним елементом.
Прометій був виявлений в 1945 році двома американськими вченими, Джеймсом Альбертом і Ізадором Рабіном, в результаті аналізу залишків після ядерних вибухів. Цей елемент важко відокремити від інших лантаноїдів і має обмежене практичне застосування.
Оскільки прометій – радіоактивний та штучно створений елемент, більшість досліджень стосується його радіоактивних властивостей та застосування в радіоактивних джерелах енергії та медицинських дослідженнях.
Назва походить від імені міфічного героя Прометея, який викрав у Зевса вогонь і передав його людям.
Фізичні властивості
Ось деякі фізичні властивості прометію:
- Періодична таблиця: 61
- Атомна маса: Природний прометій не існує, тому немає стандартної атомної маси. Вивчаються радіоактивні ізотопи з атомними масами від 133 до 170.
- Точка та кипіння: Так як прометій відсутній в природі вільним станом, точка та кипіння для нього невідомі.
- Густина: Густина прометію залежить від конкретного ізотопу і може коливатися від приблизно 5.98 г/см³ до 7.26 г/см³.
- Вигляд: Через високу радіоактивність та відсутність стійкого прометію, неможливо спостерігати його вигляд безпосередньо. Всі властивості вивчаються за допомогою радіоактивних ізотопів в контрольованих умовах.
Хімічні властивості
Прометій, як хімічний елемент, має деякі характеристики та хімічні властивості:
- Валентність: Зазвичай прометій має валентність +3, тобто в його сполуках атом прометію віддає три електрони.
- Реактивність: Прометій є активним металом, але через його радіоактивний та рідкісний характер він важко досліджуваний.
- Сполуки: Прометій може утворювати різноманітні хімічні сполуки, такі як оксиди, гідроксиди, хлориди тощо. Проте через його обмежену доступність і радіоактивність, більшість сполук прометію не є практично корисними.
- Реакції: Прометій може взаємодіяти з киснем та водою, утворюючи оксиди та гідроксиди. Він також може утворювати реакції з різними хімічними сполуками, але більшість досліджень обмежені через його радіоактивний характер.
Ізотопи
Прометій має ряд радіоактивних ізотопів, кожен з яких має свої характеристики та властивості.
Ось деякі з найважливіших ізотопів прометію:
- Pm-145 (Promethium-145): Це найстабільніший ізотоп прометію, має найбільший період напіврозпаду серед всіх прометієвих ізотопів (близько 17,7 років). Він розпадається на неодим-145 шляхом електронного захоплення.
- Pm-146 (Promethium-146): Цей ізотоп має досить короткий період напіврозпаду (близько 5,53 роки) і розпадається на неодим-146 з випромінюванням бета-частинок.
- Pm-147 (Promethium-147): Цей ізотоп має значно більший період напіврозпаду (близько 2,62 роки) і розпадається також на неодим-147 з випромінюванням бета-частинок.
- Pm-148 (Promethium-148): Цей ізотоп має дуже короткий період напіврозпаду (всього 5,37 днів) і розпадається на неодим-148 з випромінюванням бета-частинок.
- Pm-145m (Promethium-145m): Це метастабільний ізотоп прометію, який може переходити в стан нормального прометію-145 за випромінюванням гамма-квантів.
Застосування
Прометій, хоча й є досить обмеженим та радіоактивним елементом, знаходить застосування в деяких областях.
Ось деякі з них:
- Радіоактивні джерела енергії: Прометій використовується у виробництві невеликих радіоактивних джерел енергії, таких як батареї з радіонуклідами. Ці батареї можуть залишатися радіоактивними і випромінювати тепло та електроенергію протягом тривалого часу, що робить їх корисними для деяких космічних апаратів, віддалених сенсорів та інших електронних пристроїв.
- Медичні дослідження: Деякі радіоактивні прометієві ізотопи можуть бути використані в медичних дослідженнях та лікуваннях. Наприклад, Pm-147 може використовуватися для виробництва джерел гамма-випромінювання, які застосовуються для радіотерапії пухлин.
- Датчики і детектори: Радіоактивні властивості прометію можуть бути використані для створення датчиків та детекторів радіації. Це може бути корисно в промисловості, медицині та наукових дослідженнях.
- Дослідження матеріалів: В нанотехнологіях прометій може бути використаний для дослідження властивостей матеріалів на молекулярному рівні.
- Спектроскопія: Радіоактивні ізотопи прометію можуть бути використані в спектроскопії для аналізу різних речовин і визначення їх складу.
Важливо відзначити, що через обмежену доступність та радіоактивність прометію, його застосування обмежено і вимагає спеціальних обережних заходів безпеки.