ప్రొమేథియం
| ప్రొమేథియం | |
|---|---|
| Pronunciation | /proʊˈmiːθiəm/ |
| Appearance | metallic |
| ప్రొమేథియం in the periodic table | |
| Group | f-block groups (no number) |
| Period | period 6 |
| Block | |
| Electrons per shell | 2, 8, 18, 23, 8, 2 |
| Physical properties | |
| Phase at STP | solid |
| Melting point | 1315 K (1042 °C, 1908 °F) |
| Boiling point | 3273 K (3000 °C, 5432 °F) |
| Density (near r.t.) | 7.26 g/cm3 |
| Heat of fusion | 7.13 kJ/mol |
| Heat of vaporization | 289 kJ/mol |
| Atomic properties | |
| Oxidation states | +2, +3 (a mildly basic oxide) |
| Electronegativity | Pauling scale: ? 1.13 |
| Atomic radius | empirical: 183 pm |
| Covalent radius | 199 pm |
| Other properties | |
| Natural occurrence | from decay |
| Crystal structure | hexagonal |
| Thermal expansion | (r.t.) (α, poly) est. 11 µm/(m⋅K) |
| Thermal conductivity | 17.9 W/(m⋅K) |
| Electrical resistivity | (r.t.) est. 0.75 µ Ω⋅m |
| Magnetic ordering | paramagnetic[1] |
| Young's modulus | (α form) est. 46 GPa |
| Shear modulus | (α form) est. 18 GPa |
| Bulk modulus | (α form) est. 33 GPa |
| Poisson ratio | (α form) est. 0.28 |
| CAS Number | 7440-12-2 |
| History | |
| Discovery | Chien Shiung Wu, Emilio Segrè, Hans Bethe (1942) |
| First isolation | Charles D. Coryell, Jacob A. Marinsky, Lawrence E. Glendenin, Harold G. Richter (1945) |
| Named by | Grace Mary Coryell (1945) |
| Isotopes of ప్రొమేథియం | |
| Template:infobox ప్రొమేథియం isotopes does not exist | |
ప్రొమేథియం (Pm), పరమాణు సంఖ్య 61 కలిగిన రసాయన మూలకం. దాని ఐసోటోపులన్నీ రేడియోధార్మికత కలిగి ఉంటాయి. భూమిపై ఇది చాలా అరుదు. పైపెంకులో 500-600 గ్రాములకు మించి ఏనాడూ లేదు. ఆవర్తన పట్టికలో స్థిరమైన రూపాలు కలిగిన మూలకాలు అనుసరించే రెండు రేడియోధార్మిక మూలకాలలో ప్రొమేథియం ఒకటి, రెండవది టెక్నీషియం. రసాయనికంగా, ప్రొమేథియం ఒక లాంథనైడ్. ప్రొమేథియంకు +3 స్థిరమైన ఆక్సీకరణ స్థితి ఒక్కటే ఉంది.
సహజ ప్రొమేథియంకు రెండు మూలాల ద్వారా లభిస్తుంది. యూరోపియం -151 (ప్రొమేథియం-147ను ఉత్పత్తి చేయడానికి) యొక్క అరుదైన ఆల్ఫా క్షయం, యురేనియం యొక్క ఆకస్మిక విచ్ఛిత్తి (వివిధ ఐసోటోపులు). ప్రొమేథియం-145 అనేది అత్యంత స్థిరమైన ప్రొమేథియం ఐసోటోప్, అయితే ఉపయోగించుకోడానికి వీలైన ఏకైక ఐసోటోపు ప్రొమేథియం-147. దీని రసాయన సమ్మేళనాలు ప్రకాశించే పెయింట్, అటామిక్ బ్యాటరీలు, మందాన్ని కొలిచే పరికరాలలో ఉపయోగిస్తారు. సహజమైన ప్రొమేథియం చాలా తక్కువగా ఉన్నందున, ఇది సాధారణంగా థర్మల్ న్యూట్రాన్లతో యురేనియం-235 ( స్వచ్ఛ యురేనియం) ని తాకిడి చేయడం ద్వారా ప్రొమేథియం-147 విచ్ఛిత్తి ఉత్పత్తిగా ఏర్పడుతుంది.
లక్షణాలు
[మార్చు]భౌతిక లక్షణాలు
[మార్చు]ప్రొమేథియం పరమాణువులో 61 ఎలక్ట్రాన్లు ఉంటాయి. ఇది ఆకృతీకరణ [ Xe ] 4f5 6s2 లో అమర్చబడి ఉంటుంది. [2] సమ్మేళనాలను ఏర్పరచడంలో, ఈ పరమాణువు దాని రెండు బయటి ఎలక్ట్రాన్లను, 4f-ఎలక్ట్రాన్లలో ఒకదానినీ కోల్పోతుంది. మూలకం పరమాణు వ్యాసార్థం లాంతనైడ్ లన్నిటి లోకీ రెండవది. అయితే ఇది పొరుగు మూలకాల కంటే కొంచెమే పెద్దదిగా ఉంటుంది. [2] పరమాణు సంఖ్య పెరిగేకొద్దీ పరమాణువు కుంచించుకు పోయే లాంతనైడ్ల సాధారణ గుణానికి ప్రొమేథియం చాలా ముఖ్యమైన మినహాయింపు . ప్రొమేథియం లోని అనేక లక్షణాలు లాంతనైడ్లలో దాని స్థానంపై ఆధారపడతాయి. నియోడైమియం, సమారియంలకు మధ్యస్థంగా ఉంటాయి. ఉదాహరణకు, ద్రవీభవన స్థానం, మొదటి మూడు అయనీకరణ శక్తులు, ఆర్ద్రీకరణ శక్తి నియోడైమియం కంటే ఎక్కువ, సమారియం కంటే తక్కువ; [2] అదేవిధంగా, మరిగే బిందువు, అయానిక్ (Pm3+) వ్యాసార్థం, మోనోఅటామిక్ వాయువు ఏర్పడే ప్రామాణిక ఉష్ణం సమారియం కంటే ఎక్కువ, నియోడైమియం కంటే తక్కువగా ఉంటాయి. [2]
ఐసోటోపులు
[మార్చు]లాంతనైడ్లలో స్థిరమైన లేదా దీర్ఘకాల (ప్రిమోర్డియల్) ఐసోటోప్లు లేని మూలకం ప్రొమేథియం ఒక్కటే. అలాగే మొదటి 83 మూలకాల్లోను ఈ లక్షణమున్న మూలకాల్లో ఇది రెండవది. మొదటి 84 మూలకాల్లో అతి తక్కువ స్థిరమైన మూలకం కూడా ఇదే. [3] రేడియోధార్మిక క్షయం ద్వారా ఏర్పడే ప్రాథమిక ఉత్పత్తులు నియోడైమియం, సమారియం ఐసోటోప్లు. ప్రొమేథియం న్యూక్లియర్ ఐసోమర్లు ఇతర ప్రొమేథియం ఐసోటోపులుగా క్షీణించవచ్చు. ఒక ఐసోటోపు (145Pm) చాలా అరుదైన ఆల్ఫా క్షయం చెంది స్థిరమైన ప్రాసోడైమియం -141 ఏర్పడుతుంది. [3]
మూలకం యొక్క అత్యంత స్థిరమైన ఐసోటోపు ప్రొమేథియం-145. ఇది 940 Ci/g (35 TBq/g) ల స్పెసిఫిక్ యాక్టివిటీ ఉంటుంది. ఎలక్ట్రాన్ క్యాప్చర్ ద్వారా అర్ధ జీవితం 17.7 సంవత్సరాలు. [3] ఇందులో 84 న్యూట్రాన్లు ఉన్నందున ఇది ఆల్ఫా కణాన్ని (2 న్యూట్రాన్లను కలిగి ఉంటుంది) విడుదల చేసి 82తో ప్రసోడైమియం-141ని ఏర్పరుస్తుంది. అందువల్ల ప్రయోగాత్మకంగా గమనించిన ఆల్ఫా క్షయం కలిగిన ఏకైక ప్రోమెథియం ఐసోటోప్ ఇది. [4] ఆల్ఫా క్షయం కోసం దాని పాక్షిక అర్ధ జీవితం దాదాపు 6.3×109 సంవత్సరాలు, 145Pm న్యూక్లియస్ ఈ విధంగా క్షీణించే సాపేక్ష సంభావ్యత 2.8 ×10−7 %. 144 Pm, 146Pm, 147Pm వంటి అనేక ఇతర ప్రోమెథియం ఐసోటోప్లు కూడా ఆల్ఫా క్షయం కోసం సానుకూల శక్తిని విడుదల చేస్తాయి; అవి ఆల్ఫా క్షయం చెందుతాయని అంచనాలున్నాయి గానీ దాన్ని గమనించలేదు.
అప్లికేషన్లు
[మార్చు]ప్రొమేథియం-147 మినహా చాలా ప్రొమేథియం పరిశోధనల కోసం మాత్రమే ఉపయోగపడుతుంది. [5] ప్రొమేథియం-147 మిల్లీగ్రాముల పరిమాణంలో [6] ఆక్సైడ్ లేదా క్లోరైడ్గా దొరుకుతుంది. [5] ఈ ఐసోటోపు గామా కిరణాలను విడుదల చేయదు. దాని రేడియేషనుకు పదార్థంలో సాపేక్షంగా తక్కువ లోతుకు చొచ్చుకుపోతుంది. మిగతా వాటికంటే ఎక్కువ అర్ధ-జీవితకాలం ఉంటుంది. [6]
కొన్ని సిగ్నల్ లైట్లలో వాడే ప్రకాశించే పెయింటులో ఉండే భాస్వరం, ప్రొమేథియం-147 ద్వారా విడుదలయ్యే బీటా రేడియేషన్ను గ్రహించి, కాంతిని విడుదల చేస్తుంది. [5] ఈ ఐసోటోపు, ఇతర ఆల్ఫా ఉద్గారకాల లాగా భాస్వరాన్ని క్షీణింపజేయదు. [6] అందువల్ల కాంతి ఉద్గారం కొన్ని సంవత్సరాలపాటు స్థిరంగా ఉంటుంది. [6] మొదట్లో, రేడియం -226 ను ఈ ప్రయోజనం కోసం ఉపయోగించేవారు. అయితే తర్వాత దాని స్థానంలో ప్రోమెథియం-147, ట్రిటియం లు (హైడ్రోజన్-3) వచ్చాయి. న్యూక్లియర్ భద్రతా కారణాల దృష్ట్యా ట్రిటియం కంటే ప్రొమేథియం అనుకూలంగా ఉండవచ్చు.
అటామిక్ బ్యాటరీలలో, రెండు సెమీకండక్టర్ ప్లేట్ల మధ్య చిన్న ప్రొమేథియం మూలాన్ని శాండ్విచ్ చేసి, ప్రొమేథియం-147 విడుదల చేసే బీటా కణాలను విద్యుత్ ప్రవాహంగా మారుస్తారు. ఈ బ్యాటరీల జీవితకాలం దాదాపు ఐదు సంవత్సరాలు ఉంటుంది. [7] [5] మొదటి ప్రొమేథియం-ఆధారిత బ్యాటరీ 1964లో తయారు చేసారు. "షీల్డింగ్తో సహా దాదాపు 2 క్యూబిక్ అంగుళాల వాల్యూమ్ నుండి కొన్ని మిల్లీవాట్ల శక్తిని" ఉత్పత్తి చేసింది.
ముందుజాగ్రత్తలు
[మార్చు]జీవుల్లో ప్రొమేథియంకు పాత్ర ఏమీ లేదు. ప్రొమేథియం-147 బీటా క్షయం సమయంలో గామా కిరణాలను విడుదల చేస్తుంది. ఇది జీవరాశులకు ప్రమాదకరం. కొన్ని జాగ్రత్తలు పాటిస్తే చిన్న పరిమాణంలో ప్రోమెథియం-147తో పరస్పర చర్యలు ప్రమాదకరం కాదు. సాధారణంగా, చేతి తొడుగులు, పాదరక్షలు కవర్లు, కళ్ళజోళ్ళు, సులభంగా తొలగించగలిగే రక్షణ దుస్తుల బయటి పొరను ఉపయోగించాలి. [8]
మూలాలు
[మార్చు]- ↑ Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds, in Handbook of Chemistry and Physics 81st edition, CRC press.
- 1 2 3 4 Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemistry of the Elements (2nd ed.). Butterworth-Heinemann. p. 1233. ISBN 0080379419.
- 1 2 3 Audi, G.; Kondev, F. G.; Wang, M.; Huang, W. J.; Naimi, S. (2017). "The NUBASE2016 evaluation of nuclear properties" (PDF). Chinese Physics C. 41 (3): 030001. Bibcode:2017ChPhC..41c0001A. doi:10.1088/1674-1137/41/3/030001.
{{cite journal}}: CS1 maint: article number as page number (link) - ↑ Lavrukhina & Pozdnyakov 1966, p. 114.
- 1 2 3 4 Emsley 2011, p. 428.
- 1 2 3 4 Lavrukhina & Pozdnyakov 1966, p. 118.
- ↑ promethium.
- ↑ Stuart Hunt & Associates Lt. "Radioactive Material Safety Data Sheet" (PDF). the original (PDF) నుండి 2021-09-15 న ఆర్కైవు చెయ్యబడింది. ఒరిజినల్ పేజీని చూసిన తేదీ: 2012-02-10.
- వనరులు
- Emsley, John (2011). Nature's Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements. Oxford University Press. pp. 428–430. ISBN 978-0-19-960563-7.
- Lavrukhina, Avgusta Konstantinovna; Pozdnyakov, Aleksandr Aleksandrovich (1966). Аналитическая химия технеция, прометия, астатина и франция (Analytical Chemistry of Technetium, Promethium, Astatine, and Francium) (in రష్యన్). Nauka.
- 2013, E.R. Scerri,A tale of seven elements, Oxford University Press, Oxford, ISBN 9780195391312