ప్రొమేథియం

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.

ప్రొమేథియం, ₀₀Pm

ప్రొమేథియం
Pronunciation	/proʊˈmiːθiəm/ ​(proh-MEE-thee-əm)
Appearance	metallic
Mass number	[145]
ప్రొమేథియం in the periodic table
Hydrogen Helium Lithium Beryllium Boron Carbon Nitrogen Oxygen Fluorine Neon Sodium Magnesium Aluminium Silicon Phosphorus Sulfur Chlorine Argon Potassium Calcium Scandium Titanium Vanadium Chromium Manganese Iron Cobalt Nickel Copper Zinc Gallium Germanium Arsenic Selenium Bromine Krypton Rubidium Strontium Yttrium Zirconium Niobium Molybdenum Technetium Ruthenium Rhodium Palladium Silver Cadmium Indium Tin Antimony Tellurium Iodine Xenon Caesium Barium Lanthanum Cerium Praseodymium Neodymium Promethium Samarium Europium Gadolinium Terbium Dysprosium Holmium Erbium Thulium Ytterbium Lutetium Hafnium Tantalum Tungsten Rhenium Osmium Iridium Platinum Gold Mercury (element) Thallium Lead Bismuth Polonium Astatine Radon Francium Radium Actinium Thorium Protactinium Uranium Neptunium Plutonium Americium Curium Berkelium Californium Einsteinium Fermium Mendelevium Nobelium Lawrencium Rutherfordium Dubnium Seaborgium Bohrium Hassium Meitnerium Darmstadtium Roentgenium Copernicium Ununtrium Flerovium Ununpentium Livermorium Ununseptium Ununoctium - ↑ Pm ↓ Np నియోడిమియం ← ప్రొమేథియం → సమేరియం
Group	మూస:Infobox element/symbol-to-group/format
Period	period 6
Block	f-block
Electron configuration	[Xe] 4f5 6s2
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
Spectral lines of ప్రొమేథియం
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
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 v e
Category: ప్రొమేథియం view talk edit | references

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.

భౌతిక లక్షణాలు

ప్రొమేథియం పరమాణువులో 61 ఎలక్ట్రాన్‌లు ఉంటాయి. ఇది ఆకృతీకరణ [ Xe ] 4f⁵ 6s² లో అమర్చబడి ఉంటుంది. 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. 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; అదేవిధంగా, మరిగే బిందువు, అయానిక్ (Pm³⁺) వ్యాసార్థం, మోనోఅటామిక్ వాయువు ఏర్పడే ప్రామాణిక ఉష్ణం సమారియం కంటే ఎక్కువ, నియోడైమియం కంటే తక్కువగా ఉంటాయి.

ఐసోటోపులు

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. 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.

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. 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. 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.

ప్రొమేథియం-147 మినహా చాలా ప్రొమేథియం పరిశోధనల కోసం మాత్రమే ఉపయోగపడుతుంది. ప్రొమేథియం-147 మిల్లీగ్రాముల పరిమాణంలో ఆక్సైడ్ లేదా క్లోరైడ్‌గా దొరుకుతుంది. ఈ ఐసోటోపు గామా కిరణాలను విడుదల చేయదు. దాని రేడియేషనుకు పదార్థంలో సాపేక్షంగా తక్కువ లోతుకు చొచ్చుకుపోతుంది. మిగతా వాటికంటే ఎక్కువ అర్ధ-జీవితకాలం ఉంటుంది.

కొన్ని సిగ్నల్ లైట్లలో వాడే ప్రకాశించే పెయింటులో ఉండే భాస్వరం, ప్రొమేథియం-147 ద్వారా విడుదలయ్యే బీటా రేడియేషన్‌ను గ్రహించి, కాంతిని విడుదల చేస్తుంది. ఈ ఐసోటోపు, ఇతర ఆల్ఫా ఉద్గారకాల లాగా భాస్వరాన్ని క్షీణింపజేయదు. అందువల్ల కాంతి ఉద్గారం కొన్ని సంవత్సరాలపాటు స్థిరంగా ఉంటుంది. 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. మొదటి ప్రొమేథియం-ఆధారిత బ్యాటరీ 1964లో తయారు చేసారు. "షీల్డింగ్‌తో సహా దాదాపు 2 క్యూబిక్ అంగుళాల వాల్యూమ్ నుండి కొన్ని మిల్లీవాట్ల శక్తిని" ఉత్పత్తి చేసింది.

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.