A prométium a lantanoidák közé tartozó ritkaföldfém, a periódusos rendszer61. 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.
Radioaktív elem, a természetben extrém ritkán fordul elő uránércekben (mint bomlástermék), csak mesterséges atommag-átalakítással lehet előállítani. Jelenlétét kimutatták már néhány csillagban is.
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]
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]
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
