Prométhium

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Prométhium
Néodyme ← Prométhium → Samarium —   61 Pm                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               ↑ Pm ↓ Np Table complète • Table étendue
Informations générales
Nom, symbole, numéro	Prométhium, Pm, 61
Série chimique	Lanthanides
Groupe, période, bloc	L/A, 6, f
Masse volumique	7,264 g·cm-3 (25 °C)[1]
Couleur	blanc argenté
No CAS	7440-12-2 [2]
No EINECS	231-121-9
Propriétés atomiques
Masse atomique	145 u
Rayon atomique (calc)	185 pm (205 pm)
Rayon de covalence	1,99 Å [3]
Configuration électronique	[Xe] 4f5 6s2
Électrons par niveau d’énergie	2, 8, 18, 23 ,8, 2
État(s) d’oxydation	3
Oxyde	basique
Structure cristalline	hexagonal
Propriétés physiques
État ordinaire	solide
Point de fusion	1 042 °C [1]
Point d’ébullition	3 000 °C (estimation)[1]
Énergie de fusion	86,7 kJ·mol-1
Volume molaire	20,23×10-6 m3·mol-1
Divers
Électronégativité (Pauling)	1,13
Chaleur massique	180 J·kg-1·K-1
Conductivité thermique	17,9 W·m-1·K-1
Énergies d’ionisation[4]
1re : 5,582 eV	2e : 10,90 eV
3e : 22,3 eV	4e : 41,1 eV
Isotopes les plus stables
iso AN Période MD Ed PD MeV 145Pm {syn.} 17,7 ans ε 0,163 145Nd 146Pm {syn.} 5,53 ans ε β- 1,472 1,542 146Nd 146Sm 147Pm {syn.} 2,6234 ans β- 0,224 147Sm
Précautions
Élément radioactif
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

Le prométhium, anciennement prométhéum, est un élément chimique, de symbole Pm et de numéro atomique 61. Avec le technétium, il est l'un des deux seuls éléments plus légers que le bismuth à n'avoir aucun isotope stable. Ce lanthanide est présent dans le milieu naturel à l'état de traces comme produit de fission spontanée de l'uranium 238 et de désintégration α de l'europium 151 : ces deux sources entretiendraient une masse totale de prométhium naturel sur Terre de 560 g et 12 g respectivement^[5]. Il est notamment présent dans le minerai d'uranium à hauteur de 4 g pour 10¹² tonnes de pechblende^[6]. On l'a identifié également parmi les raies spectrales de l'étoile HR 465 de la constellation d'Andromède, et peut-être aussi dans celles de l'étoile de Przybylski (HD 101065) et de l'étoile HD 965^[7].

Le nom de cet élément provient de Prométhée, un Titan de la mythologie grecque qui a volé le feu aux dieux.

[modifier] Caractéristiques notables

Le prométhium est un émetteur de particules bêta, il n'émet pas de rayonnement gamma. On ne connaît toujours pas bien les propriétés du prométhéum métallique, mais deux formes allotropiques existent. Les sels de prométhium, par exemple le mélange de ¹⁴⁷Pm₂O et de ZnS/Cu²⁺, sont faiblement luminescents dans le noir avec une lueur bleue ou verte causée par leur haute radioactivité.

[modifier] Applications

• Pas d'autre application courante que les composés luminescents du fait de sa radioactivité.
• À l'étude : son utilisation comme source de chaleur et donc d'électricité dans les applications spatiales. Également en tant que source de rayons X portable.

[modifier] Histoire

[modifier] Prédiction

L'existence du prométhium a d'abord été prédit par Bohuslav Brauner en 1902^[8]. Au cours de ses recherches sur les propriétés chimiques des terres rares, Il trouve des différences entre le néodyme et le samarium plus fortes qu'entre d'autres lanthanides voisins^[8]. Cette prédiction a été soutenue en 1914 par Henry Moseley qui, ayant découvert que le numéro atomique est une propriété des éléments expérimentalement mesurable, a constaté qu'aucun élément connu n'avait numéro atomique 61^[9]. Avec la connaissance de cette lacune dans le tableau périodique des éléments, plusieurs groupes ont commencé à rechercher l'élément 61 parmi les autres terres rares dans le milieu naturel.^[9].

[modifier] Florentium et Illinium

La première déclaration d'une découverte a été publiée par les scientifiques italiens Luigi Rolla et Lorenzo de Florence Fernandes. Après la séparation d'un concentré de nitrate de didyme issu de monazite brésilienne par cristallisation fractionnée, ils obtiennent une solution contenant principalement du samarium. Cette solution donne un spectre en rayons X attribué au samarium et à l'élément 61. En l'honneur de leur ville, ils nomment l'élément 61 Florentium. Les résultats ont été publiés en 1926, mais les scientifiques ont déclaré que les expériences avaient été effectuées en 1924^{[10],[11],[12],[13],[14],[15]}.

Également en 1926, un groupe de scientifiques de l'Université de l'Illinois à Urbana-Champaign, Smith Hopkins et Len Yntema publient la découverte de l'élément 61. Ils l'appelle illinium, d'après le nom de leur université^{[16],[17],[18]}.

Ces deux découvertes sont maintenant connues pour être erronées car il n'y a pas d'isotopes stables ou de longue demi-vie du prométhium, il n'y avait donc pas à trouver dans ces sources.

[modifier] Véritable promethium

Le prométhium a été produit et caractérisé pour la première fois en 1945, à l'Oak Ridge National Laboratory (ORNL), Tennessee, par Jacob A. Marinsky, Lawrence E. Glendenin et Charles D. Coryell en séparant et analysant les produits de fission de l'uranium irradié dans un réacteur graphite X-10 (en). Cependant, étant trop occupés par les recherches militaires liées à la Seconde Guerre mondiale, ils n'annoncent leur découverte qu'en 1947^[19]. Le nom prométhium est dérivé de Prométhée, un Titan de la mythologie grecque, qui vola le feu de l'Olympe et l'offrit à l'humanité. Ce nom a été suggéré par Grace Marie Coryell, l'épouse de Charles Coryell, qui estima qu'ils avaient volé le feu aux dieux.

En 1963, des techniques d'échange d'ions sont utilisées à l'ORNL pour préparer une dizaine de grammes de prométhéum à partir des déchets de réacteurs nucléaires^[20],[21].

Aujourd'hui, en 2012, le prométhium est encore récupéré comme sous-produit de fission de l'uranium. Il peut être également obtenu en bombardant du néodyme 164, ¹⁴⁶Nd, avec des neutrons ce qui le transforme en ¹⁴⁷Nd qui se désintègre par émission β^– , avec une demi-vie de 11 jours, en prométhium 147, ¹⁴⁷Pm.

[modifier] Divers

Une substance appelée Prométhium est utilisée dans l'univers fictif du jeu de figurines Warhammer 40,000 et fait office de carburant extrêmement inflammable.

Prométhium est le nom de la reine de l'Empire Mécanique dans l'univers de Leiji Matsumoto. Elle apparait dans la série Galaxy Express 999.

L'élément 61 est l'enjeu du roman "Lost Temple" de Tom Harper (Arrow Books, 2007). Dans le MMORPG Runescape, un métal du nom de prométhium peut être retrouvé.

[modifier] Voir aussi

• prométhéum sur le Wiktionnaire
• prométhium sur le Wiktionnaire

[modifier] Notes et références

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