Prometi

El prometi és un element químic de la taula periòdica, el símbol del qual és Pm i el seu nombre atòmic és 61, i pertany al grup dels lantanoides. Tots els seus isòtops són radioactius. El prometi és un dels dos elements radioactius que a la taula periòdica els precedeixen i els segueixen elements amb isòtops estables, l'altre és el tecneci. El prometi només mostra un estat d'oxidació estable de +3.

Història 
El 1902 Bohuslav Brauner sobre la base de la llei periòdica de Dmitri Mendeléiev suggerí que hi havia un element aleshores desconegut, amb propietats intermèdies entre les dels elements coneguts neodimi i samari; així ho confirmà el 1914 Henry Moseley, que, després d'haver mesurat els nombres atòmics de tots els elements aleshores coneguts, trobà que el neodimi i el samari tenien nombres atòmics 60 i 62, respectivament, i que faltava l'element de nombre atòmic 61. El 1926, dos grups (un italià i un americà) afirmaren d'haver aïllat una mostra de l'element 61; ambdós "descobriments" aviat es demostraren falsos. El 1938, durant un experiment nuclear fet a la Universitat Estatal d'Ohio, es produïren uns quants núclids radioactius que, certament, no eren radionúclids del neodimi ni del samari, però no pogueren aportar cap prova química que corresponien a l'element 61 i el descobriment no fou reconegut. Finalment, el prometi fou produït i caracteritzat per primera vegada al Laboratori Nacional de Oak Ridge el 1945 per Jacob A. Marinsky, Lawrence E. Glendenin i Charles D. Coryell, per mitjà de la separació i l'anàlisi dels productes de fissió del combustible d'urani irradiats en un reactor de grafit. El resultats no foren publicats fins al 1947 perquè les investigacions eren secret militar durant la II Guerra Mundial. Tot i això, una mostra del metall només s'obtingué el 1963.
Els descobridors proposaren el nom de "prometeu", derivat de Prometeu, el tità de la mitologia grega, que robà el foc del Mont Olimp i el donà als humans, per simbolitzar "l'atreviment i el possible mal ús de la ciència per part de la humanitat", però posteriorment hom va optar per 'prometi', el mot que en deriva.

Obtenció 
El prometi és extremadament rar, amb aproximadament entre 500 i 600 g de manera natural en tota l'escorça terrestre. Hi ha dues possibles fonts per al prometi natural: una desintegració radioactiva poc probable de l'europi 151 natural que produeix prometi 147, i com a isòtop producte de la poc probable fissió espontània de l'urani (diversos isòtops). Com que el prometi natural és extremadament rar, se sintetitza típicament bombardejant urani 235 amb neutrons tèrmics per a produir prometi 147 com a producte de fissió.

Propietats

Propietats físiques 
El prometi és un metall de densitat 7,26 g/cm³, punt de fusió 1042 °C i punt d'ebullició calculat de 3000 °C. Un àtom de prometi té 61 electrons, disposats en la configuració electrònica [Xe] 4f⁵6s². En formar compostos, l'àtom perd els seus dos electrons més exteriors i un dels electrons 4f. El radi atòmic de l'element, 183 pm, és el segon més gran de tots els lantanoides, però només és lleugerament superior als dels elements veïns. És l'excepció més notable de la tendència general de la contracció dels àtoms de lantanoides amb l'augment del seu nombre atòmic. Moltes propietats del prometi depenen de la seva posició entre els lantanoides i són intermèdies entre les del neodimi i les del samari. Per exemple, el punt de fusió, les tres primeres energies d'ionització i l'energia d'hidratació són majors que les del neodimi i inferiors a les del samari; de la mateixa manera, l'estimació del punt d'ebullició, radi iònic del Pm3+ i entalpia de formació estàndard de gas monatòmic és més gran que la del samari i menor que la del neodimi.

Propietats químiques 
El prometi pertany al grup dels lantanoides i químicament és molt similar als elements veïns. A causa de la seva inestabilitat, els estudis químics sobre el prometi són incomplets. Tot i que s'han sintetitzat uns quants compostos, no estan completament estudiats; en general, solen ser de color rosat o vermell. El tractament de solucions àcides que contenen ions Pm^{3+} amb amoníac es tradueix en un sediment gelatinós d'hidròxid de prometi, marró clar, Pm(OH)3, insoluble en aigua. Quan es dissol en àcid clorhídric, es produeix el clorur, groc i soluble en aigua, PmCl3; de la mateixa manera, quan es dissol en àcid nítric, es produeix el nitrat, Pm(NO3)3. Aquest últim també és ben soluble; quan s'asseca, forma cristalls rosats, similars a Nd(NO3)3. La configuració d'electrons per a Pm^{3+} és [Xe] 4f4, i el color de l'ió és de color de rosa. El símbol del terme fonamental és ⁵I₄. El sulfat és lleugerament soluble, com els altres sulfats dels lantanoides.

Isòtops 
Tots els isòtops del prometi són inestables; el que té un període de simedeintegració major és el prometi 145 (17,7 a). Es coneixen un total de 38 isòtops radioactius de prometi. La seva massa oscil·la entre 126 i 163. L'isòtop menys estable, el prometi 128, té un període de semidesintegració d'un segon. A causa del curts períodes de semidesintegració dels seus isòtops, qualsevol isòtop de prometi que pugui resultar de la fissió espontània d'urani en els minerals d'urani es produiria en concentracions infinitesimals.

Aplicacions 
La major part del prometi s'utilitza només per a propòsits de recerca, excepte el prometi 147, que es pot trobar fora de laboratoris. S'obté com a òxid o clorur en quantitats de mil·ligrams. Aquest isòtop no emet raigs gamma, es desintegra per emissió de radiació β– en samari 147. La seva radiació té una profunditat de penetració relativament petita en la matèria i un període de semidesintegració relativament llarg (2,62 a).

Alguns llums de senyal fan servir una pintura lluminosa, que conté fòsfor que absorbeix la radiació β– emesa pel prometi 147 i emet llum. Aquest isòtop no provoca l'envelliment del fòsfor, com ho fan els emissors α, i, per tant, l'emissió de llum és estable durant uns quants anys. Originalment, s'emprà el radi 226 per a aquest propòsit, però després fou substituït pel prometi 147 i pel triti (hidrogen 3).

En les bateries atòmiques, una petita font de prometi entre dues plaques de semiconductor per tal que les partícules β– emeses pel prometi 147 es converteixin en corrent elèctric. Aquestes bateries tenen una vida útil aproximada de cinc anys. La primera bateria basada en prometi es construí el 1964 i generà «uns MW de potència a partir d'un volum d'unes 2 polzades cúbiques, incloent-hi el blindatge».

El prometi també es fa servir per a mesurar el gruix de materials avaluant la quantitat de radiació procedent d'una font de prometi que passa a través de la mostra. Té possibles usos futurs en fonts de raigs X portàtils, i com a fonts auxiliars de calor o d'energia per a sondes espacials i satèl·lits (tot i que el plutoni 238, emissor α, s'ha convertit en estàndard per a la majoria d'usos relacionats amb l'exploració espacial).

Referències

Enllaços externs 

 Los Alamos National Laboratory - Prometi  .
 webelements.com - Prometi  .
 environmentalchemistry.com - Prometi  .
 It's Elemental - Prometi .

Lantànids