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Pm 61

Promethium (Pm)

lanthanide
周期: 6 ブロック: f

Solid

標準原子量

[145]

電子配置

[Xe] 6s2 4f5

融点

1041.85 °C

沸点

2999.85 °C

密度

7260 kg/m³

酸化数

+2, +3

電気陰性度(Pauling)

データなし

第1イオン化エネルギー

5.58187 eV

発見年

1902

原子半径

185 pm

詳細

名称の由来 Named for the Greek god, Prometheus.
発見国 United States
発見者 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.

画像

性質

物理的性質

原子半径(経験値)
185 pm 全元素の原子半径(経験値)を比較 →
共有結合半径
199 pm 全元素の共有結合半径を比較 →
ファンデルワールス半径
236 pm 全元素のファンデルワールス半径を比較 →
密度
7260 kg/m³ 全元素の密度を比較 →
標準温度・圧力(STP)での相
固体 全元素の標準温度・圧力(STP)での相を比較 →
融点
1041.85 °C 全元素の融点を比較 →
沸点
2999.85 °C 全元素の沸点を比較 →
熱伝導率
17.9 W/(m·K) 全元素の熱伝導率を比較 →

化学的性質

電子親和力
0.129 eV
第1イオン化エネルギー
5.58187 eV 全元素の第1イオン化エネルギーを比較 →
第2イオン化エネルギー
10.938038 eV 全元素の第2イオン化エネルギーを比較 →
第3イオン化エネルギー
22.440077 eV 全元素の第3イオン化エネルギーを比較 →
第4イオン化エネルギー
41.170142 eV 全元素の第4イオン化エネルギーを比較 →
第5イオン化エネルギー
61.700212 eV 全元素の第5イオン化エネルギーを比較 →
酸化数
+2, +3 全元素の酸化数を比較 →
価電子
3 全元素の価電子を比較 →
電子配置
[Xe] 6s2 4f5

熱力学的性質

融解熱
0.07980515 eV 全元素の融解熱を比較 →
蒸発熱
3.005649 eV 全元素の蒸発熱を比較 →
昇華熱
3.161113 eV
原子化熱
3.161113 eV

原子核

陽子数
61 全元素の陽子数を比較 →
中性子数
84 全元素の中性子数を比較 →
既知の同位体
40 全元素の既知の同位体を比較 →
安定同位体
0 全元素の安定同位体を比較 →
質量数(最も安定な同位体)
145
最も安定な同位体
Pm-145
発見年
1902

存在度

データなし

結晶構造

データなし

電子構造

各電子殻の電子数
2, 8, 18, 23, 8, 2 全元素の各電子殻の電子数を比較 →

識別子

CAS登録番号
7440-12-2 全元素のCAS登録番号を比較 →
項記号
6H°5/2
InChI
InChI=1S/Pm
InChI Key
VQMWBBYLQSCNPO-UHFFFAOYSA-N

電子配置 測定値

イオンの電荷
陽子 61
電子 61
電荷 中性
電子配置 Pm: 4f⁵ 6s²
電子配置
測定値
[Xe] 4f⁵ 6s²
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 5s² 5p⁶ 4f⁵ 6s²
軌道図
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↑
総電子数: 61 不対電子: 5 ?

原子モデル

陽子 61
中性子 99
電子 61
質量数 160
安定性 放射性

同位体によって中性子数、質量、安定性は変わりますが、中性原子の電子配置は変わりません。

模式的な原子モデルです。実際の縮尺とは異なります。

原子の指紋

発光/吸収スペクトル

0 / 0 (0 強度データあり:0本)
測定値
発光 可視光:380–750 nm

同位体分布

安定同位体はありません。

質量数原子質量(u)天然存在比半減期
160 放射性159.9431 ± 0.00032データなし725 ms
162 放射性161.95022 ± 0.00043データなし630 ms
126 放射性125.95792 ± 0.00054データなし500 ms
144 放射性143.9125964 ± 0.0000034データなし363 日
164 放射性163.958819 ± 0.000429データなし300 ms
測定値

相/状態

1 atm / 101.325 kPa
固体 25 °C (298.15 K)

理由: 融点(1041.85 °C)より1016.9 °C低い

融点 1041.85 °C
沸点 2999.85 °C
融点との差(下) 1016.9 °C
0 K 現在の温度: 25 °C 6000 K
相変化図

模式図、実際の縮尺とは異なります

固体
液体
気体
融解
沸騰
25°C
固体
液体
気体
現在

相転移点

融点 文献値
1041.85 °C
沸点 文献値
2999.85 °C
現在の相 計算値
固体

相転移エネルギー

融解熱 文献値
0.07980515 eV

融点で1 molを融解させるのに必要なエネルギー

蒸発熱 文献値
3.005649 eV

沸点で1 molを蒸発させるのに必要なエネルギー

昇華熱 文献値
3.161113 eV

昇華点で1 molを昇華させるのに必要なエネルギー

密度

基準密度 文献値
7260 kg/m³

標準条件下

現在の密度 計算値
7260 kg/m³

標準条件下

原子スペクトル

全61件中10件を表示しています。 イオンの電荷の昇順で並べています。

スペクトル線データの収録状況 ?

イオン電荷スペクトル線の総数遷移確率準位の表記
Pm I 0229016
Pm II +119509
NISTスペクトル線データの収録状況 →

準位データの収録状況 ?

イオン電荷準位
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
NIST準位データの収録状況 →
61 Pm 145

Promethium — 原子軌道可視化ツール

[Xe]6s24f5
エネルギー準位 2 8 18 23 8 2
酸化数 +2, +3
HOMO 4f n=4 · l=3 · m=-3
Promethium — 原子軌道可視化ツールのプレビュー
Three.jsは必要な場合にのみ読み込まれます
61 Pm 145

Promethium — 結晶構造可視化ツール

結晶構造のデータはありません

イオン半径

電荷配位スピン半径
+36データなし97 pm
+38データなし109.3 pm
+39データなし114.39999999999999 pm

化合物

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

同位体 (5)

質量数原子質量(u)天然存在比半減期崩壊形式
160 放射性159.9431 ± 0.00032データなし725 ms
β- =100%β-n ?
162 放射性161.95022 ± 0.00043データなし630 ms
β- =100%β-n ?
126 放射性125.95792 ± 0.00054データなし500 ms
β+ ?β+p ?
144 放射性143.9125964 ± 0.0000034データなし363 日
ε =100%e+<8e-5%
164 放射性163.958819 ± 0.000429データなし300 ms
β- ?β-n ?
160 放射性
原子質量(u) 159.9431 ± 0.00032
天然存在比 データなし
半減期 725 ms
崩壊形式
β- =100%β-n ?
162 放射性
原子質量(u) 161.95022 ± 0.00043
天然存在比 データなし
半減期 630 ms
崩壊形式
β- =100%β-n ?
126 放射性
原子質量(u) 125.95792 ± 0.00054
天然存在比 データなし
半減期 500 ms
崩壊形式
β+ ?β+p ?
144 放射性
原子質量(u) 143.9125964 ± 0.0000034
天然存在比 データなし
半減期 363 日
崩壊形式
ε =100%e+<8e-5%
164 放射性
原子質量(u) 163.958819 ± 0.000429
天然存在比 データなし
半減期 300 ms
崩壊形式
β- ?β-n ?

詳細な性質

共有結合半径(詳細)

共有結合半径(Pyykkö)
173 pm
共有結合半径(Pyykkö、二重結合)
135 pm

ファンデルワールス半径

UFF
354.7 pm
MM3
272 pm

原子半径と金属半径

原子半径(Rahm)
283 pm

番号付けの尺度

Mendeleev
21
Pettifor
29
Glawe
28

電気陰性度の尺度

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

分極率と分散

双極子分極率
200 a.u.
双極子分極率(不確かさ)
20 a.u.
C₆ (Gould–Bučko)
3340 Ha·Bohr6

ミーデマパラメータ

ミーデマモル体積
20.25 cm3/mol
ミーデマ電子密度
2

相転移と同素体

融点1315.15 K

酸化数の分類

+2 extended
+3 main

専門参考データ

遮蔽定数 (13)
n軌道σ
1s1.2042
2p4.2562
2s16.0296
3d13.9018
3p19.4461
3s19.8154
4d33.26
4f37.866
4p30.3768
4s29.3604
結晶半径の詳細 (3)
電荷CNスピンrcrystal (pm)由来
3VI111from r^3 vs V plots,
3VIII123.3from r^3 vs V plots,
3IX128.4from r^3 vs V plots,
同位体の崩壊形式 (60)
同位体モード強度
126B+—
126B+p—
127B+—
127p—
128B+100%
128B+p—
128p0%
129B+100%
129B+p—
129p—
X線散乱因子 (508)
エネルギー (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

追加データ

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.

参考文献 (1)

参考文献

(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.

ライセンスに関する注記: 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/

ライセンスに関する注記: 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.

最終更新:

データ検証済み:

内容は最新の科学データと照合して確認されています。