Знаменитая таблица Дмитрия Менделеева в момент обнародования (1869 год) не имела такого стройного и строгого вида как сейчас. И дело вовсе не в дизайне. Таблица приобрела классический вид в 1871 году.
Но в ней зияло большое количество дыр. Пустых мест, предназначенных для неоткрытых еще элементов, которые гипотетически должны были существовать.
Русский химик предсказал их открытие, рассчитал атомную массу и описал возможный внешний вид и свойства. Тем самым, Менделеев указал направление поиска.
Пустые места заполнялись исследователями уже без участия Дмитрия Ивановича.
Одними из последних открывались и изучались так называемые лантаноиды, которых оказалось так много, что их вынесли в отдельную строку под таблицей.
Вещества эти радиоактивные с очень малым периодом полураспада, а потому - весьма неуловимые из-за неустойчивости и редкости.
Относительно недавно в ячейку под номером 61 встали буквы “Pm”. Прелюбопытнейший, скажу я вам, редкоземельный лантаноид.
НАЗВАН В НАЗИДАНИЕ
Этот элемент при жизни Менделеева известен не был.
Что существует “свято место” между неодимом и самарием впервые предсказал в 1902 году чешский химик Богуслав Браунер. Но несмотря на усилия многих исследователей элемент никак не удавалось открыть с помощью методов аналитической химии.
Не случайно, думается. Ведь это очень короткоживущий радиоактивный элемент, который в природе встречается в мизерных количествах. А поскольку распадается он стремительно - “застукать” его практически невозможно.
Тем не менее, в 1926 году итальянские химики Лоренцо Фернандес и Луиджи Ролла заявляли, что обнаружили элемент с 61 протоном. Назвали они его конечно же флоренцием. Поскольку сами жили во Флоренции.
В том же году в университете Иллинойса (США) параллельно то же самое открытие вроде бы сделали Смит Хопкинс и Лен Интема. Они предложили именовать новый элемент в честь родного штата иллиниумом. Однако свои открытия эти ученые на практике не подтвердили, поскольку не сумели выделить чистый элемент.
Официально 61 элемент открыли в только в 1945 году в Национальной лаборатории Окриджа (штат Теннеси). Джейкоб Марински, Лоуренс Гленденин и Чарльз Кориэлл получили простое вещество путем разложения и анализа продуктов деления уранового топлива, облученного в графитовом реакторе.
Правда результаты научной работы были засекречены, поскольку имели отношение к американской программе создания и модернизации ядерного оружия.
Именно поэтому мир узнал об открытии 61-го лишь 2 года спустя. Не в 1945 году, а в 1947-м.
Название для этого “отхода” распада урана придумала жена Кориэлла. Элемент получил имя Прометий.
Логика, правда, у женщины была несколько своеобразной и неожиданной. Грэйс Мэри рассуждала примерно так: Прометей - из племени предшественников олимпийских древнегреческих богов. Этот титан, как известно, слывет среди людей благодетелем, поскольку по легенде передал человечеству запретный огонь. Да еще и показал технологии его использования.
Не думаю, однако, будто Прометей радел о счастье и лучшей жизни людей. Его занимало, как бы посильнее насолить Зевсу, свергнувшему титанов с Олимпа. За что Громовержец приковал отступника к скале и велел орлу ежедневно прилетать и выклевывать страдальцу печень.
Впрочем, вы хорошо знаете эту историю.
Но в истории с 61-м, именно наказание за опрометчивость заставило Грэйс назвать элемент в честь титана. В назидание.
Открытие прометия совпало с началом гонки ядерных вооружений. Тема была острой и тревожной. И похоже, женщина пыталась метафорически предупредить - за неосторожное обращение с ядерной энергией (“запретным огнём”) последует наказание.
Как бы там ни было, в 1950 году специальная комиссия утвердила название “Прометий”.
КАКОЙ ОН, ЭТОТ “СЕВЕРНЫЙ ОЛЕНЬ”
Элементарный прометий - светло-серый металл, который существует в двух аллотропных формах (двух модификациях). Химические свойства обеих схожи с химическими свойствами остальных лантаноидов.
Тем не менее, в чистом виде этот металл в природе не сыщешь. Стабильных изотопов вообще не существует. Ни одного! И это единственный такой лантаноид.
А нестабильных - насчитывается 38 штук.
Самый долгоживущий изотоп прометия - Pm-145. Он слабый бета-излучатель с периодом полураспада около 17,7 лет. У него нет гамма-излучения, однако его бета-лучи, когда попадают на элементы с большей атомной массой - могут провоцировать рентгеновское излучение.
Изотоп Pm-147 очень “шустрый”. Его период полураспада составляет 2,64 года и он сравнительно безопасен, потому что при его распаде не образуются гамма-лучи. Используется для производства радиоизотопных источников тока, где он применяется в виде окиси.
Кстати, соли прометия имеют весьма импозантные цвета: пурпурный, фиолетовый, фиолетово-коричневый, фиолетово-розовый, ярко розовый, ярко красный, пурпурно-розовый… Да еще и окружающий воздух окрашивают бледным сине-зеленым свечением. Прямо праздник для глаз! Хоть развешивай мензурки с растворами прометия на новогодней ёлке.
Элемент очень активный и охотно вступает в реакции почти со всеми другими элементами и веществами. Кроме воды, пожалуй.
В общем, этот “проворный” прометий никак не может “зафиксироваться”. Ученые за ним “не поспевали”, а потому долгое время не имели возможности изучить его свойства в моменте. Он 79 лет с момента открытия оставался малоизученным.
И вот, весной 2024 года были завершены сравнительные исследования “неуловимого” элемента с другими редкоземельными металлами. Ученые Окриджа нашли способ связать Pm и изучить в подробностях.
ПОДРОБНОСТИ, КОТОРЫЕ РАССМОТРЕЛИ
В университете Окриджа всегда помнили - заведение своеобразная родина прометия, а потому чувствовали ответственность за свое “дитя”.
Кстати, этот университет по прежнему остается крупнейшим производителем искусственного прометия. Химические и физические свойства которого точно не были определены.
На этот раз ученые объединили прометий с лигандом - молекулой PyDGA. Она была специально разработана для улавливания атомов металла.
С помощью лиганда получили комплексное соединение прометия с водородом в водной среде. И вот, в таком связанном виде Pm позволил ученым проанализировать свои свойства.
Был найден и использован специфичный метод анализа длин связей прометий - кислород, на основании которого впервые удалось сравнить свойства прометия с другими редкоземельными комплексами элементов.
А ЧТО, ПРОМЕТИЙ КАК-ТО ПРИМЕНЯЕТСЯ?
Применяется. Но только в очень узких сферах. Например, в атомных батареях для космических кораблей и управляемых ракет.
Или для измерения толщины материалов путем оценки количества излучения от источника прометия, которое проходит через образец.
В будущем он может быть использован в портативных источниках рентгеновского излучения, а также в качестве вспомогательных источников тепла или энергии для космических зондов и спутников.
До сих пор все изотопы прометия, кроме одного, представляли чисто научный интерес. А вот Pm-147 используется в промышленности.
На 60-70 годы прошлого века пришелся пик использования прометиевых батарей. Их применяли в радиоизотопных кардиостимуляторах, часах премиум класса и в космической промышленности до тех пор, пока им на замену не пришли литиевые.
Основное отличие этого элемента от собратьев-лантаноидов в том, что он практически не излучает гамма-лучи, смертельно опасные для организма человека. Прометий дает мягкое бета-излучение, которое легко блокируется при помощи тонкого слоя фосфора и корпуса батареи.
Сейчас прометий используется в основном при изготовлении люминофора. Это компонент для самосветящейся краски. Она применяется для подсветки приборов и нанесения надписей, которые светятся самопроизвольно, без расхода энергии. Когда то для изготовления люминофора использовали радий. Но когда осознали вред радиации - стали использовать прометий и тритий. Потому что эти элементы были признаны безопасными.
Теперь, после новых исследований свойств 61-го элемента, возможно, области применения прометия расширятся.
Благодарю вас за 👍, который вы ставите публикациям. А комментарии под статьей помогают найти интересные темы.
Спасибо, что помогаете каналу развиваться.
Не забывайте подписаться на канал - наши читатели узнаю́т больше, когда вникают в Суть явлений
