البروميثيوم Promethium – الخواص الفيزيائية والكيميائية

ما هو عنصر البروميثيوم Promethium؟

– البروميثيوم Promethium هو عنصر من عناصر الجدول الدوري: العدد الذري = 61 ، العدد الكتلي = 145

– الرمز الكيميائي لعنصر البروميثيوم يرمز له بالرمز: ¹⁴⁵Pm₆₁

– التوزيع الإلكتروني له:  Xe]₅₄ 6s² 4f⁵]

– البروميثوم هو عنصر ذو نشاط إشعاعي يتميز بعدم استقرار بنية نوى ذراته.

– لا وجود له في باطن الأرض.

– مدة حياته قصيرة نسبياً ولذلك فقد تحتم اختفاؤه من سطح الأرض منذ زمن طويل.

– البروميثيوم هو أندر عناصر اللانثانيدات.

– أي بروميثوم كان موجودًا في صخور الأرض تلاشى منذ مليارات السنين.

– لذلك يتم إنتاج البروميثيوم بشكل مصطنع في المفاعلات النووية.

– نظرًا لكونه شديد النشاط الإشعاعي، يتم استخدامه في بعض الصواريخ، لأنه يحول هذا النشاط الإشعاعي إلى طاقة كهربائية.

اكتشافه ووجوده في الطبيعة Discovery of Promethium

– اكتشف من قبل (مارينسكي)، (غليندين) و (كوريل) في أمريكا سنة 1947م.

– اشتق اسمه من اليونانية أحد الأرباب الأسطوريين وهو (Prometheus)

– لم ينتج إلا في المفاعلات النووية، حيث تم اكتشافه بين المواد التي تجمعها تسمية النفايات النووية.

تحضير البروميثيوم Preparation of Promethium

– اقترحت عدة طرق من أجل الحصول على كميات قليلة من البروميثيوم للاستعمال نصف صناعي.

– أبسط طرق تحضير هذا العنصر يقوم على استخراجه من المفاعلات النووية.

مركبات البروميثيوم Promethium Compound

(1) أكسيد البروميثيوم

– يفقد البرومثيوم بريقه في الهواء، كما يحترق فيه بسهولة مشكلاً أكسيد البرومثيوم الثلاثي Pm₂O₃ حسب التفاعل التالي:

 4Pm + 3O₂ → 2PmO₃

– يكون الأكسيد الناتج على شكل مسحوق ومقاوم للحرارة وعديم الذوبان في الماء، لكنه ينحل في الأحماض مشكلاً الشاردة ⁺Pm³

(2) هاليدات البروميثيوم

– إن أهم مركب هالوجيني للبرومثيوم هو ثلاثي فلوريد البرومثيوم PmF₃ ويحضر بإضافة HF أو ^–F إلى محاليل ⁺Pm³

– كما يستخدم هذا التفاعل للكشف عن شوارد البرومثيوم.

(3) هيدروكسيد البروميثيوم

– عند إضافة الهيدروكسيل (OH) إلى محاليل ⁺Pm³ تترسب الهيدروكسيدات Pm(OH)₃

– كما يتصف هذا المركب بخواص قاعدية.

الخواص الكيميائية لعنصر البروميثيوم Chemical properties of Promethium

(1) التفاعل مع الماء

– يتفاعل البرومثيوم مع الماء البارد محرراً الهيدروجين كما بالمعادلة الآتية:

2Pm + 6H₂O → 2Pm(OH)₃ + 3H₂

(2) التفاعل مع الهيدروجين

– يتفاعل البرومثيوم مع الهيدروجين عند درجة (300 – 400) سيلزيوس كما بالتفاعل التالي:

2Pm + 3H₂ → 2PmH₃ 

(3) التفاعل مع الكربون

– يتفاعل البرومثيوم مع الكربون في درجة مرتفعة من الحرارة وبالتسخين أيضاً كما بالمعادلة الآتية:

Pm + 2C → PmC₂ 

(4) التفاعل مع النيتروجين

– يتفاعل البرومثيوم مع النيتروجين في الهواء كما بالمعادلة الآتية:

2Pm + N2 → 2PmN

(5) التفاعل مع الأحماض

– ينحل البرومثيوم في الأحماض العادية باستثناء HF و H₂SO₄ وذلك لصعوبة انحلال فلوريداتها وفوسفاتها كما بالمعادلة الآتية:

2Pm + 3H₂SO₄ → Pm (SO₄)₃ + 3H₂

استخدامات البروميثيوم Uses of Promethium

(1) استعمال البروميثيوم متحداً مع التنغستن لتكوين منابع ضوئية متلألئة.

(2) يستخدم البروميثيوم المشع لتوليد الطاقة الكهربائية.

– إن عنصر البروميثيوم يؤلف أبسط وأصغر مولد كهربائي يمكن تصوره، حيث لا يزيد حجمه على رأس الدبوس ويمكن تأليفه بتغطية قطعة صغيرة جداً من البروميثيوم بعازل يحاط بغلاف معدني، فيظهر النشاط الإشعاعي للبروميثيوم بتحول نيترون في قلب النواة إلى بروتون، ويوافق هذه الظاهرة إصدار إلكترون، ويعني ذلك أن قطعة البروميثيوم الصغيرة تصبح منبعا للإلكترونات، تنتقل هذه الإلكترونات فتشحن الغلاف كهربائيا وتؤلف بذلك القطب السالب لبطارية يصبح قطبها الموجب البرومثيوم.

(3) إضافة البروميثيوم تجعل بعض الدهانات تتوهج في الظلام.

– المراجع: 

• دراسة كيميائية تحليلية مفصلة لعناصر الجدول الدوري / الأستاذ الدكتور حسن بوزيّان أستاذ بقسم الكيمياء بالمدرسة العليا للأساتذة / الجزء الأول / أبريل 2017 / الجزائر.
• The periodic table book – A visual Encyclopedia of elements written by Tom Jackson – consultant Jack Challoner – Great Britain 2017