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Pm 61

Promethium (Pm)

lanthanide
Période: 6 Bloc: f

Solid

Masse atomique relative standard

[145]

Configuration électronique

[Xe] 6s2 4f5

Point de fusion

1041,85 °C

Point d’ébullition

2999,85 °C

Masse volumique

7260 kg/m³

États d’oxydation

+2, +3

Électronégativité (Pauling)

N/D

Énergie d’ionisation (1re)

5,58187 eV

Année de découverte

1902

Rayon atomique

185 pm

Détails

Origine du nom Named for the Greek god, Prometheus.
Pays de découverte United States
Découvreurs J.A. Marinsky, L.E. Glendenin, C.D. Coryell

Promethium is a radioactive lanthanide and the only rare-earth element with no stable isotope. It behaves chemically like a typical trivalent lanthanide, forming Pm³⁺ compounds that resemble those of neodymium and samarium. Natural promethium exists only in minute, transient amounts from uranium fission and rare decay processes. Usable quantities have been obtained mainly from nuclear-reactor fission products or by neutron irradiation of neodymium.

It is a soft beta emitter; although no gamma rays are emitted, X-radiation can be generated when beta particles impinge on elements of a high atomic number, and great care must be taken in handling it. Promethium salts luminesce in the dark with a pale blue or greenish glow, due to their high radioactivity. Ion-exchange methods led to the preparation of about 10 g of promethium from atomic reactor fuel processing wastes in early 1963. Little is yet generally known about the properties of metallic promethium. Two allotropic modifications exist.

The existence of promethium was predicted by Bohuslav Brauner, a Czech chemist, in 1902. Several groups claimed to have produced the element, but they could not confirm their discoveries because of the difficulty of separating promethium from other elements. Proof of the existence of promethium was obtained by Jacob A. Marinsky, Lawrence E. Glendenin and Charles D. Coryell in 1944. Too busy with defense related research in World War II, they did not claim their discovery until 1946. They discovered promethium while analyzing the byproducts of uranium fission that were produced in a nuclear reactor located at Clinton Laboratories in Oak Ridge, Tennessee. Today, Clinton Laboratories is known as Oak Ridge National Laboratory. Today, promethium is still recovered from the byproducts of uranium fission. It can also be produced by bombarding neodymium-146 with neutrons. Neodymium-146 becomes neodymium-147 when it captures a neutron. Neodymium-147, with a half-life of 11 days, decays into promethium-147 through beta decay. Promethium does not occur naturally on earth, although it has been detected in the spectrum of a star in the constellation Andromeda.

Promethium's most stable isotope, promethium-145, has a half-life of 17.7 years. It decays into neodymium-145 through electron capture.

Named after the Greek Prometheus, who, according to mythology, stole fire from heaven. In 1902 Branner predicted the existence of an element between neodymium and samarium, and this was confirmed by Moseley in 1914. In 1941, workers at Ohio State University irradiated neodymium and praseodymium with neutrons, deuterons, and alpha particles, and produced several new radioactivities, which most likely were those of element 61. Wu and Segre, and Bethe, in 1942, confirmed the formation; however, chemical proof of the production of element 61 was lacking because of the difficulty in separating the rare earths from each other at that time. In 1945, Marinsky, Glendenin, and Coryell made the first chemical identification by use of ion-exchange chromatography. Their work was done by fission of uranium and by neutron bombardment of neodymium.

Images

Propriétés

Propriétés chimiques

Affinité électronique
0,129 eV
Énergie d’ionisation (1re)
5,58187 eV Comparer : Énergie d’ionisation (1re) de tous les éléments →
Énergie d’ionisation (2e)
10,938038 eV Comparer : Énergie d’ionisation (2e) de tous les éléments →
Énergie d’ionisation (3e)
22,440077 eV Comparer : Énergie d’ionisation (3e) de tous les éléments →
Énergie d’ionisation (4e)
41,170142 eV Comparer : Énergie d’ionisation (4e) de tous les éléments →
Énergie d’ionisation (5e)
61,700212 eV Comparer : Énergie d’ionisation (5e) de tous les éléments →
États d’oxydation
+2, +3 Comparer : États d’oxydation de tous les éléments →
Électrons de valence
3 Comparer : Électrons de valence de tous les éléments →
Configuration électronique
[Xe] 6s2 4f5

Propriétés thermodynamiques

Enthalpie de fusion
0,07980515 eV Comparer : Enthalpie de fusion de tous les éléments →
Enthalpie de vaporisation
3,005649 eV Comparer : Enthalpie de vaporisation de tous les éléments →
Enthalpie de sublimation
3,161113 eV
Enthalpie d’atomisation
3,161113 eV

Propriétés nucléaires

Protons
61 Comparer : Protons de tous les éléments →
Neutrons
84 Comparer : Neutrons de tous les éléments →
Isotopes connus
40 Comparer : Isotopes connus de tous les éléments →
Isotopes stables
0 Comparer : Isotopes stables de tous les éléments →
Nombre de masse (isotope le plus stable)
145
Isotope le plus stable
Pm-145
Année de découverte
1902

Abondance

N/D

Structure cristalline

N/D

Structure électronique

Électrons par couche
2, 8, 18, 23, 8, 2 Comparer : Électrons par couche de tous les éléments →

Identifiants

Numéro CAS
7440-12-2 Comparer : Numéro CAS de tous les éléments →
Symbole de terme
6H°5/2
InChI
InChI=1S/Pm
Clé InChI
VQMWBBYLQSCNPO-UHFFFAOYSA-N

Configuration électronique Mesuré

Charge ionique
Protons 61
Électrons 61
Charge Neutre
Configuration Pm: 4f⁵ 6s²
Configuration électronique
Mesuré
[Xe] 4f⁵ 6s²
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 5s² 5p⁶ 4f⁵ 6s²
Diagramme d’orbitales
1s
2/2
2s
2/2
2p
6/6
3s
2/2
3p
6/6
4s
2/2
3d
10/10
4p
6/6
5s
2/2
4d
10/10
5p
6/6
6s
2/2
4f
5/14 5↑
Nombre total d’électrons: 61 Non appariés: 5 ?

Modèle atomique

Protons 61
Neutrons 99
Électrons 61
Nombre de masse 160
Stabilité Radioactif

Les isotopes diffèrent par leur nombre de neutrons, leur masse et leur stabilité — pas par la configuration électronique de l’atome neutre.

Modèle atomique schématique, non à l’échelle.

Empreinte atomique

Spectre d’émission / d’absorption

0 / 0 (0 0 avec intensité)
Mesuré
Émission Visible : 380–750 nm

Distribution isotopique

Aucun isotope stable.

Nombre de masseMasse atomique (u)Abondance naturelleDemi-vie
160 Radioactif159,9431 ± 0,00032N/D725 ms
162 Radioactif161,95022 ± 0,00043N/D630 ms
126 Radioactif125,95792 ± 0,00054N/D500 ms
144 Radioactif143,9125964 ± 0,0000034N/D363 jours
164 Radioactif163,958819 ± 0,000429N/D300 ms
Mesuré

Phase / État

1 atm / 101,325 kPa
Solide 25 °C (298,15 K)

Explication: 1016,9 °C en dessous du point de fusion (1041,85 °C)

Point de fusion 1041,85 °C
Point d’ébullition 2999,85 °C
Écart en dessous du point de fusion 1016,9 °C
0 K Température actuelle: 25 °C 6000 K
Échelle des phases

Schématique, non à l’échelle

Solide
Liquide
Gaz
Fusion
Ébullition
25°C
Solide
Liquide
Gaz
Actuel

Points de transition de phase

Point de fusion Littérature scientifique
1041,85 °C
Point d’ébullition Littérature scientifique
2999,85 °C
Phase actuelle Calculé
Solide

Énergies de transition

Enthalpie de fusion Littérature scientifique
0,07980515 eV

Énergie nécessaire pour faire fondre 1 mol au point de fusion

Enthalpie de vaporisation Littérature scientifique
3,005649 eV

Énergie nécessaire pour vaporiser 1 mol au point d’ébullition

Enthalpie de sublimation Littérature scientifique
3,161113 eV

Énergie nécessaire pour sublimer 1 mol au point de sublimation

Masse volumique

Masse volumique de référence Littérature scientifique
7260 kg/m³

Dans les conditions standard

Masse volumique actuelle Calculé
7260 kg/m³

Dans les conditions standard

Spectres atomiques

Affichage de 10 sur 61. Tri par charge ionique croissante.

Raies répertoriées ?

IonChargeNombre total de raiesProbabilités de transitionDésignations des niveaux
Pm I 0229016
Pm II +119509
Raies répertoriées par le NIST →

Niveaux répertoriés ?

IonChargeNiveaux
Pm I 0222
Pm II +1182
Pm III +22
Pm IV +312
Pm V +42
Pm VI +52
Pm VII +62
Pm VIII +72
Pm IX +82
Pm X +92
Niveaux répertoriés par le NIST →
61 Pm 145

Promethium — Visualiseur d’orbitales atomiques

[Xe]6s24f5
Niveaux d’énergie 2 8 18 23 8 2
États d’oxydation +2, +3
HOMO 4f n=4 · l=3 · m=-3
Promethium — Aperçu du visualiseur d’orbitales atomiques
Three.js se charge uniquement à la demande
61 Pm 145

Promethium — Visualiseur de structure cristalline

Données de structure cristalline indisponibles

Rayons ioniques

ChargeCoordinenceSpinRayon
+36N/D97 pm
+38N/D109.3 pm
+39N/D114.39999999999999 pm

Composés

Pm
144,913 u
Pm
146,915 u
Pm
148,918 u
Pm
144,913 u
Pm
140,914 u
Pm
149,921 u
Pm
147,917 u
Pm
142,911 u
Pm
145,915 u
Pm
143,913 u
Pm
150,921 u
Pm
141,913 u
Pm
152,924 u

Isotopes (5)

Nombre de masseMasse atomique (u)Abondance naturelleDemi-vieMode de désintégration
160 Radioactif159,9431 ± 0,00032N/D725 ms
β- =100%β-n ?
162 Radioactif161,95022 ± 0,00043N/D630 ms
β- =100%β-n ?
126 Radioactif125,95792 ± 0,00054N/D500 ms
β+ ?β+p ?
144 Radioactif143,9125964 ± 0,0000034N/D363 jours
ε =100%e+<8e-5%
164 Radioactif163,958819 ± 0,000429N/D300 ms
β- ?β-n ?
160 Radioactif
Masse atomique (u) 159,9431 ± 0,00032
Abondance naturelle N/D
Demi-vie 725 ms
Mode de désintégration
β- =100%β-n ?
162 Radioactif
Masse atomique (u) 161,95022 ± 0,00043
Abondance naturelle N/D
Demi-vie 630 ms
Mode de désintégration
β- =100%β-n ?
126 Radioactif
Masse atomique (u) 125,95792 ± 0,00054
Abondance naturelle N/D
Demi-vie 500 ms
Mode de désintégration
β+ ?β+p ?
144 Radioactif
Masse atomique (u) 143,9125964 ± 0,0000034
Abondance naturelle N/D
Demi-vie 363 jours
Mode de désintégration
ε =100%e+<8e-5%
164 Radioactif
Masse atomique (u) 163,958819 ± 0,000429
Abondance naturelle N/D
Demi-vie 300 ms
Mode de désintégration
β- ?β-n ?

Propriétés étendues

Rayons covalents (données étendues)

Rayon covalent (Pyykkö)
173 pm
Rayon covalent (Pyykkö, liaison double)
135 pm

Rayons de van der Waals

UFF
354,7 pm
MM3
272 pm

Rayons atomiques et métalliques

Rayon atomique (Rahm)
283 pm

Échelles de numérotation

Mendeleev
21
Pettifor
29
Glawe
28

Échelles d’électronégativité

Ghosh
0
Miedema
3
Gunnarsson–Lundqvist
5
Robles–Bartolotti
4

Polarisabilité et dispersion

Polarisabilité dipolaire
200 a.u.
Polarisabilité dipolaire (incertitude)
20 a.u.
C₆ (Gould–Bučko)
3340 Ha·Bohr6

Paramètres de Miedema

Volume molaire de Miedema
20,25 cm3/mol
Densité électronique de Miedema
2

Transitions de phase et allotropes

Point de fusion1315,15 K

Catégories d’états d’oxydation

+2 extended
+3 main

Données de référence avancées

Constantes d’écran (13)
nOrbitaleσ
1s1,2042
2p4,2562
2s16,0296
3d13,9018
3p19,4461
3s19,8154
4d33,26
4f37,866
4p30,3768
4s29,3604
Détail des rayons cristallins (3)
ChargeCNSpinrcrystal (pm)Origine
3VI111from r^3 vs V plots,
3VIII123,3from r^3 vs V plots,
3IX128,4from r^3 vs V plots,
Modes de désintégration des isotopes (60)
IsotopeModeIntensité
126B+—
126B+p—
127B+—
127p—
128B+100%
128B+p—
128p0%
129B+100%
129B+p—
129p—
Facteurs de diffusion des rayons X (508)
Énergie (eV)f₁f₂
10—0,21641
10,1617—0,22429
10,3261—0,23246
10,4931—0,24092
10,6628—0,2497
10,8353—0,25879
11,0106—0,26822
11,1886—0,27798
11,3696—0,28811
11,5535—0,2986

Données complémentaires

Sources

Sources of this element.

Searches for the element on earth have been fruitless, and it now appears that promethium is completely missing from the earth's crust. Promethium, however, has been identified in the spectrum of the star HR465 in Andromeda. This element is being formed recently near the star's surface, for no known isotope of promethium has a half-life longer than 17.7 years. Seventeen isotopes of promethium, with atomic masses from 134 to 155 are now known. Promethium-147, with a half-life of 2.6 years, is the most generally useful. Promethium-145 is the longest lived, and has a specific activity of 940 Ci/g.

Références (1)

Références

(9)
2 Atomic Mass Data Center (AMDC), International Atomic Energy Agency (IAEA)
Pm

The half-life and atomic mass data was provided by the Atomic Mass Data Center at the International Atomic Energy Agency.

3 IUPAC Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights (CIAAW)
Promethium

Element data are cited from the Atomic weights of the elements (an IUPAC Technical Report). The IUPAC periodic table of elements can be found at https://iupac.org/what-we-do/periodic-table-of-elements/. Additional information can be found within IUPAC publication doi:10.1515/pac-2015-0703 Copyright © 2020 International Union of Pure and Applied Chemistry.

4 IUPAC Periodic Table of the Elements and Isotopes (IPTEI)

The information are cited from Pure Appl. Chem. 2018; 90(12): 1833-2092, https://doi.org/10.1515/pac-2015-0703.

Note sur la licence: Copyright (c) 2020 International Union of Pure and Applied Chemistry. The International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) contribution within Pubchem is provided under a CC-BY-NC-ND 4.0 license, unless otherwise stated.
5 Jefferson Lab, U.S. Department of Energy
Promethium

Thomas Jefferson National Accelerator Facility (Jefferson Lab) is one of 17 national laboratories funded by the U.S. Department of Energy. The lab's primary mission is to conduct basic research of the atom's nucleus using the lab's unique particle accelerator, known as the Continuous Electron Beam Accelerator Facility (CEBAF). For more information visit https://www.jlab.org/

Note sur la licence: Please see citation and linking information: https://education.jlab.org/faq/index.html
6 Los Alamos National Laboratory, U.S. Department of Energy
Promethium

The periodic table at the LANL (Los Alamos National Laboratory) contains basic element information together with the history, source, properties, use, handling and more. The provenance data may be found from the link under the source name.

7 NIST Physical Measurement Laboratory
Promethium

The periodic table contains NIST's critically-evaluated data on atomic properties of the elements. The provenance data that include data for atomic spectroscopy, X-ray and gamma ray, radiation dosimetry, nuclear physics, and condensed matter physics may be found from the link under the source name. Ref: https://www.nist.gov/pml/atomic-spectra-database

8 PubChem Elements
Promethium

This section provides all form of data related to element Promethium.

9 PubChem Elements
Promethium

The element property data was retrieved from publications.

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