Изотопи на прометиумот

Прометиум (₆₁Pm)
	Спектрални линии на прометиумот
Општи својства
Име и симбол	прометиум (Pm)
Изглед	метален
Прометиумот во периодниот систем
	неодиум ← прометиум → самариум
Атомски број	61
Стандардна атомска тежина (Ar)	[145]
Категорија	лантаноид
Група и блок	група б.б., f-блок
Периода	VI периода
Електронска конфигурација	[Xe] 4f5 6s2
по обвивка	2, 8, 18, 23, 8, 2
Физички својства
Фаза	цврста
Точка на топење	1315 K (1042 °C)
Точка на вриење	3273 K (3000 °C)
Густина близу с.т.	7,26 г/см3
Топлина на топење	7,13 kJ/mol
Топлина на испарување	289 kJ/mol
Атомски својства
Оксидациони степени	3, 2 (благо базен оксид)
Електронегативност	Полингова скала: 1,13 (?)
Енергии на јонизација	I: 540 kJ/mol ; II: 1050 kJ/mol ; II: 2150 kJ/mol
Атомски полупречник	емпириски: 183 пм
Ковалентен полупречник	199 пм
	Спектрални линии на прометиум
Разни податоци
Кристална структура	двојно шестаголна збиена (дшаз)
Топлинско ширење	9,0 µм/(m·K) (при с.т.)
Топлинска спроводливост	17,9 W/(m·K)
Електрична отпорност	проц. 0,75 µΩ·m (при с.т.)
Магнетно подредување	парамагнетно
Модул на растегливост	α-облик: проц. 46 GPa
Модул на смолкнување	α-облик: проц. 18 GPa
Модул на збивливост	α-облик: проц. 33 GPa
Поасонов сооднос	α-облик: проц. 0.28
CAS-број	7440-12-2
Историја
Откриен	Ву Ѓенсјунг, Емилио Сегре, Ханс Бете (1942)
Првпат издвоен	Чарлс Корјел, Џејкоб Марински, Лоренс Гленденин, Харолд Рихтер (1945)
Именуван од	Грејс Мери Корјел (1945)
Најстабилни изотопи
	Главна статија: Изотопи на прометиумот
	преглед; разговор; уреди; \| наводи \| Википодатоци

Прометиумот (₆₁Pm) — вештачки елемент, освен во трагови како производ на спонтано цепење од ₂₃₈U и ²³⁵U и алфа-распад од ₁₅₁Eu, и затоа не може да се даде стандардна атомска тежина. Како и сите вештачки елементи, тој нема стабилни изотопи. За прв пат е синтетизиран во 1945 година.

Карактеризирани се 41 радиоизотопи, од кои најстабилни се ¹⁴⁵Pm со полураспад од 17,7 години, ¹⁴⁶Pm со полураспад од 5,53 години и ¹⁴⁷Pm со полураспад од 2,6234 години. Сите преостанати радиоактивни изотопи имаат полураспад помал од 365 дена, а поголемиот дел од нив имаат полураспад помал од 30 секунди. Овој елемент има и 18 мета состојби со најстабилни ^148mPm (t_1/2 41,29 дена), ^152m2 Pm (t_1/2 13,8 минути) и ^152mPm (t_1/2 7,52 минути).

Изотопите на прометиум се движат по маса од 126 до 166. Примарниот режим на распаѓање за ¹⁴⁶Pm и полесни изотопи е електронски зафат, а примарниот режим за потешки изотопи е бета-распад. Примарните распадни производи пред ¹⁴⁶Pm се изотопи на неодимиумот, а примарните производи потоа се изотопи на самариумот.

Список на изотопи

Нуклид^[3] ^{[б 1]}	Z	N	Изотопна маса (Da)^[4] ^{[б 2]}^{[б 3]}	Полураспад ^{[б 4]}	Распаден облик ^{[б 5]}	Изведен изотоп ^{[б 6]}^{[б 7]}	Спин и парност ^{[б 8]}^{[б 4]}	Изотопска застапеност
Нуклид^[3] ^{[б 1]}	Енергија на возбуда^{[б 4]}			Полураспад ^{[б 4]}	Распаден облик ^{[б 5]}	Изведен изотоп ^{[б 6]}^{[б 7]}	Спин и парност ^{[б 8]}^{[б 4]}	Изотопска застапеност
¹²⁸Pm	61	67	127.94823(32)#	1.0(3) s	β⁺ (?%)	¹²⁸Nd	4+#
¹²⁸Pm	61	67	127.94823(32)#	1.0(3) s	β⁺, п (?%)	¹²⁷Pr	4+#
¹²⁹Pm	61	68	128.94291(32)#	2.4(9) s	β⁺	¹²⁹Nd	5/2+#
¹³⁰Pm	61	69	129.94045(22)#	2.6(2) s	β⁺ (?%)	¹³⁰Nd	(5+, 6+, 4+)
¹³⁰Pm	61	69	129.94045(22)#	2.6(2) s	β⁺, p (?%)	¹²⁹Pr	(5+, 6+, 4+)
¹³¹Pm	61	70	130.93583(22)#	6.3(8) s	β⁺	¹³¹Nd	(11/2−)
¹³²Pm	61	71	131.93384(16)#	6.2(6) s	β⁺	¹³²Nd	(3+)
¹³²Pm	61	71	131.93384(16)#	6.2(6) s	β⁺, p (5×10⁻⁵%)	¹³¹Pr	(3+)
¹³³Pm	61	72	132.929782(54)	13.5(21) s	β⁺	¹³³Nd	(3/2+)
^133mPm	129.7(7) keV			8# s			(11/2−)
¹³⁴Pm	61	73	133.928326(45)	22(1) s	β⁺	¹³⁴Nd	(5+)
^134m1Pm	50(50)# keV^{[n 1]}			~5 s	β⁺	¹³⁴Nd	(2+)
^134m2Pm	120(50)# keV			20(1) μs	ИП	¹³⁴Pm	(7−)
¹³⁵Pm	61	74	134.924785(89)	49(3) s	β⁺	¹³⁵Nd	(3/2+, 5/2+)
^135mPm	240(100)# keV			40(3) s	β⁺	¹³⁵Nd	(11/2−)
¹³⁶Pm	61	75	135.923596(74)	107(6) s	β⁺	¹³⁶Nd	7+#
^136m1Pm^{[n 1]}	100(120) keV			90(35) s	β⁺	¹³⁶Nd	2+#
^136m2Pm	42.7(2) keV			1.5(1) μs	ИП	¹³⁶Pm	7−#
¹³⁷Pm	61	76	136.920480(14)	2# min			5/2−#
^137mPm	160(50) keV			2.4(1) min	β⁺	¹³⁷Nd	11/2−
¹³⁸Pm	61	77	137.919576(12)	3.24(5) min	β⁺	¹³⁸Nd	3−#
¹³⁹Pm	61	78	138.916799(15)	4.15(5) min	β⁺	¹³⁹Nd	(5/2)+
^139mPm	188.7(3) keV			180(20) ms	ИП	¹³⁹Pm	(11/2)−
¹⁴⁰Pm	61	79	139.916036(26)	9.2(2) s	β⁺	¹⁴⁰Nd	1+
^140mPm	429(28) keV			5.95(5) min	β⁺	¹⁴⁰Nd	8−
¹⁴¹Pm	61	80	140.913555(15)	20.90(5) min	β⁺	¹⁴¹Nd	5/2+
^141m1Pm	628.62(7) keV			630(20) ns	ИП	¹⁴¹Pm	11/2−
^141m2Pm	2530.75(17) keV			>2 μs	ИП	¹⁴¹Pm	(23/2+)
¹⁴²Pm	61	81	141.912891(25)	40.5(5) s	β⁺ (77.1%)	¹⁴²Nd	1+
¹⁴²Pm	61	81	141.912891(25)	40.5(5) s	ЕЗ (22.9%)	¹⁴²Nd	1+
^142m1Pm	883.17(16) keV			2.0(2) ms	ИП	¹⁴²Pm	(8)−
^142m2Pm	2828.7(6) keV			67(5) μs	ИП	¹⁴²Pm	(13−)
¹⁴³Pm	61	82	142.9109381(32)	265(7) d	ЕЗ	¹⁴³Nd	5/2+
¹⁴³Pm	61	82	142.9109381(32)	265(7) d	β⁺ (<5.7×10⁻⁶%)	¹⁴³Nd	5/2+
¹⁴⁴Pm	61	83	143.9125962(31)	363(14) d	EC	¹⁴⁴Nd	5−
¹⁴⁴Pm	61	83	143.9125962(31)	363(14) d	β⁺ (<8×10⁻⁵%)	¹⁴⁴Nd	5−
^144m1Pm	840.90(5) keV			780(200) ns	ИП	¹⁴⁴Pm	(9)+
^144m2Pm	8595.8(22) keV			~2.7 μs	ИП	¹⁴⁴Pm	(27+)
¹⁴⁵Pm	61	84	144.9127557(30)	17.7(4) y	EC	¹⁴⁵Nd	5/2+
¹⁴⁵Pm	61	84	144.9127557(30)	17.7(4) y	α (2.8×10⁻⁷%)	¹⁴¹Pr	5/2+
¹⁴⁶Pm	61	85	145.9147022(46)	5.53(5) y	ЕЗ (66.0%)	¹⁴⁶Nd	3−
¹⁴⁶Pm	61	85	145.9147022(46)	5.53(5) y	β⁻ (34.0%)	¹⁴⁶Sm	3−
¹⁴⁷Pm^{[n 2]}	61	86	146.9151449(14)	2.6234(2) y	β⁻	¹⁴⁷Sm	7/2+	Траги^{[n 3]}
¹⁴⁸Pm	61	87	147.9174811(61)	5.368(7) d	β⁻	¹⁴⁸Sm	1−
^148mPm	137.9(3) keV			41.29(11) d	β⁻ (95.8%)	¹⁴⁸Sm	5−, 6−
^148mPm	137.9(3) keV			41.29(11) d	ИП (4.2%)	¹⁴⁸Pm	5−, 6−
¹⁴⁹Pm^{[n 2]}	61	88	148.9183415(23)	53.08(5) h	β⁻	¹⁴⁹Sm	7/2+
^149mPm	240.214(7) keV			35(3) μs	ИП	¹⁴⁹Pm	11/2−
¹⁵⁰Pm	61	89	149.920990(22)	2.698(15) h	β⁻	¹⁵⁰Sm	(1−)
¹⁵¹Pm^{[n 2]}	61	90	150.9212166(49)	28.40(4) h	β⁻	¹⁵¹Sm	5/2+
¹⁵²Pm	61	91	151.923505(28)	4.12(8) min	β⁻	¹⁵²Sm	1+
^152mPm	140(90) keV^{[n 1]}			7.52(8) min	β⁻	¹⁵²Sm	4(−)
¹⁵³Pm	61	92	152.9241563(97)	5.25(2) min	β⁻	¹⁵³Sm	5/2−
¹⁵⁴Pm	61	93	153.926713(27)	2.68(7) min	β⁻	¹⁵⁴Sm	(4+)
^154mPm^{[n 1]}	−230(50) keV			1.73(10) min	β⁻	¹⁵⁴Sm	(1−)
¹⁵⁵Pm	61	94	154.9281370(51)	41.5(2) s	β⁻	¹⁵⁵Sm	(5/2−)
¹⁵⁶Pm	61	95	155.9311141(13)	27.4(5) s	β⁻	¹⁵⁶Sm	4+
^156mPm	150.30(10) keV			2.3(20) s	ИП (98%)	¹⁵⁶Pm	1+#
^156mPm	150.30(10) keV			2.3(20) s	β⁻ (2%)	¹⁵⁶Sm	1+#
¹⁵⁷Pm	61	96	156.9331213(75)	10.56(10) s	β⁻	¹⁵⁷Sm	(5/2−)
¹⁵⁸Pm	61	97	157.93654695(95)	4.8(5) s	β⁻	¹⁵⁸Sm	(0+,1+)#
^158mPm	150(50)# keV			>16 μs	ИП	¹⁵⁸Pm	5+#
¹⁵⁹Pm	61	98	158.939286(11)	1,648+0,43 0,42 s^[5]	β⁻	¹⁵⁹Sm	(5/2−)
^159mPm	1465.0(5) keV			4.42(17) μs	ИП	¹⁵⁹Pm	17/2+#
^159mPm	1465.0(5) keV			4.42(17) μs	β⁻, n (<0.6%)^[5]	¹⁵⁸Sm	17/2+#
¹⁶⁰Pm	61	99	159.9432153(22)	874+16 12 ms^[5]	β⁻	¹⁶⁰Sm	6−#
¹⁶⁰Pm	61	99	159.9432153(22)	874+16 12 ms^[5]	β⁻, n (<0.1%)^[5]	¹⁵⁹Sm	6−#
^160mPm	191(11) keV			>700 ms			1−#
¹⁶¹Pm	61	100	160.9462298(97)	724+20 12 ms^[5]	β⁻ (98.91%)	¹⁶¹Sm	(5/2−)
¹⁶¹Pm	61	100	160.9462298(97)	724+20 12 ms^[5]	β⁻, n (1.09%)^[5]	¹⁶⁰Sm	(5/2−)
^161mPm	965.9(9) keV			890(90) ns	ИП	¹⁶¹Pm	(13/2+)
¹⁶²Pm	61	101	161.95057(32)#	467+38 18 ms^[5]	β⁻ (98.21%)	¹⁶²Sm	2+#
¹⁶²Pm	61	101	161.95057(32)#	467+38 18 ms^[5]	β⁻, n (1.79%)^[5]	¹⁶¹Sm	2+#
¹⁶³Pm	61	102	162.95388(43)#	362+42 30 ms^[5]	β⁻ (95%)	¹⁶³Sm	5/2−#
¹⁶³Pm	61	102	162.95388(43)#	362+42 30 ms^[5]	β⁻, n (5.00%)^[5]	¹⁶²Sm	5/2−#
¹⁶⁴Pm	61	103	163.95882(43)#	280+38 33 ms^[5]	β⁻ (93.82%)	¹⁶⁴Sm	5−#
¹⁶⁴Pm	61	103	163.95882(43)#	280+38 33 ms^[5]	β⁻, n (6.18%)^[5]	¹⁶³Sm	5−#
¹⁶⁵Pm	61	104	164.96278(54)#	297+111 101 ms^[5]	β⁻ (86.74%)	¹⁶⁵Sm	5/2−#
¹⁶⁵Pm	61	104	164.96278(54)#	297+111 101 ms^[5]	β⁻, n (13.26%)^[5]	¹⁶⁴Sm	5/2−#
¹⁶⁶Pm	61	105		228+131 112 ms^[5]	β⁻	¹⁶⁶Sm
¹⁶⁶Pm	61	105		228+131 112 ms^[5]	β⁻, n (<52%)^[5]	¹⁶⁵Sm
прегледај

↑ ^mPm – Возбуден јадрен изомер.
↑ ( ) – Неизвесноста (1σ) е дадена во концизен облик во загради по соодветните последни цифри.
↑ # – Атомска маса означена со #: вредноста и неизвесноста не се само изведени само од опитни податоци, туку барем делумно од трендови од масената површина (TMS).
↑ ^4,0 ^4,1 ^4,2 # – Вредностите означени со # не се само изведени од опитни податоци, туку барем делумно и од трендови во соседните нуклиди (TNN).
↑ Облици на распад:

EC: Електронски зафат

IT: Јадрен преод

p: Протонски распад
↑ Задебелен закосен симбол како изведен – Изведениот производ е речиси производ.
↑ Задебелен симбол како изведен – Изведениот производ е стабилен.
↑ ( ) спинова вредност – Означува спин со слаби зададени аргументи.

Стабилност на изотопи на прометиум

Прометиумот е еден од двата елементи од првите 82 елементи кој нема стабилни изотопи. Ова е ефект кој ретко се појавува на полуемпириската масена формула. Имено, прометиумот нема никакви бета-стабилни изотопи, како и за секој масен број, енергетски поволно е изотоп на прометиум да претрпи емисија на позитрон или бета-распаѓање, односно да формира изотоп на неодимиум или самариум кој има поголема енергија на врзување по нуклеон. Другиот елемент за кој се случува ова е техниум (Z = 43).

Прометиум-147

Прометиум-147 има полураспад од 2,62 години и е производ на цепење произведен во јадрени реактори преку бета распаѓање од неодимиум -147. Изотопите ¹⁴²Nd, ¹⁴³Nd, ¹⁴⁴Nd, ¹⁴⁵Nd, ¹⁴⁶Nd, ¹⁴⁸Nd и ¹⁵⁰Nd се сите стабилни во однос на бета распаѓањето, така што изотопите на прометиум со тие маси не можат да се произведат со бета распаѓање и затоа производите може директно да се произведат заедно, а не само значајни ланци на бета-распаѓање). ¹⁴⁹Pm и ¹⁵¹Pm имаат полураспад од само 53,08 и 28,40 часа, така што не се наоѓаат во потрошеното јадрено гориво кое се ладило со месеци или години. Природно се наоѓа главно од спонтано цепење на ураниум-238 и поретко од алфа распаѓање на европиум-151. ^[6]

Прометиум-147 се употребува како извор на бета честички и гориво за радиоизотопски термоелектричен генератор (RTG); неговата густина на моќност е околу 2 вати по грам. Измешан со фосфор, се користел за осветлување на врвовите на електричните прекинувачи на Apollo Lunar Module и насликани на контролните панели на Lunar Roving Vehicle. ^[7]

Белешки

↑ ^1,0 ^1,1 ^1,2 ^1,3 Редоследот на основната состојба и изомерот е непознат.
↑ ^2,0 ^2,1 ^2,2 Производи на цепење
↑ спонтан производ на ²³²Th, ²³⁵U, ²³⁸U и алфа ќерка на првобитниот ¹⁵¹Eu

Наводи

↑ http://www.owlnet.rice.edu/~msci301/ThermalExpansion.pdf
↑ Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds, in Handbook of Chemistry and Physics 81st edition, CRC press.
↑ Half-life, decay mode, nuclear spin, and isotopic composition is sourced in:
Kondev, F. G.; Wang, M.; Huang, W. J.; Naimi, S.; Audi, G. (2021). „The NUBASE2020 evaluation of nuclear properties“ (PDF). Chinese Physics C. 45 (3): 030001. doi:10.1088/1674-1137/abddae.
↑ Wang, Meng; Huang, W.J.; Kondev, F.G.; Audi, G.; Naimi, S. (2021). „The AME 2020 atomic mass evaluation (II). Tables, graphs and references*“. Chinese Physics C. 45 (3): 030003. doi:10.1088/1674-1137/abddaf.
↑ ^5,00 ^5,01 ^5,02 ^5,03 ^5,04 ^5,05 ^5,06 ^5,07 ^5,08 ^5,09 ^5,10 ^5,11 ^5,12 ^5,13 ^5,14 ^5,15 Kiss, G. G.; Vitéz-Sveiczer, A.; Saito, Y.; и др. (2022). „Measuring the β-decay properties of neutron-rich exotic Pm, Sm, Eu, and Gd isotopes to constrain the nucleosynthesis yields in the rare-earth region“. The Astrophysical Journal. 936 (107): 107. Bibcode:2022ApJ...936..107K. doi:10.3847/1538-4357/ac80fc. hdl:2117/375253.
↑ Belli, P.; Bernabei, R.; Cappella, F.; и др. (2007). „Search for α decay of natural Europium“. Nuclear Physics A. 789 (1–4): 15–29. Bibcode:2007NuPhA.789...15B. doi:10.1016/j.nuclphysa.2007.03.001.
↑ „Apollo Experience Report - Protection Against Radiation“ (PDF). NASA. Архивирано од изворникот (PDF) на 14 November 2014. Посетено на 9 December 2011.