البروميثيوم
بروميثيوم
Promethium -
الـبروميثيوم
جمال العبد الله
البروميثيوم Promethium عنصر كيميائي رمزه Pm وعدده الذري 61 من سلسلة اللانتانيدات lanthanides في الجدول الدوري، وهو العنصر الوحيد بين هذه المجموعة الذي ليس له أي نظير مستقر.
بدأ اكتشاف البروميثيوم باقتراح من قبل الكيميائي التشيكي برونر Brauner .B عام 1902 بوجود عنصر ما بين النيوديميوم Nd والسماريوم Sm، والذي أكده الفيزيائي الإنكليزي موزلي H. Moseley عام 1914.
وفي عام 1945 قام العلما مارنسكي J. A. Marinsky وغليندنن L. E. Glendenin وكوريل C. D. Coryell بتوصيف البروميثيوم كيميائياً لأول مرة، حيث اعتمدوا في تحضيره على تفاعل الانشطار النووي لليورانيوم والقذف النتروني للنيوديميوم 146.
الخصائص الفيزيائية والكيميائية والإشعاعية للبروميثيوم
يتمتع معدن البروميثيوم بالعديد من الخصائص المرتبطة بموقعه بين اللانتانيدات، وبالتحديد بين النيوديميوم والسماريوم، ومن ثم فإن درجة حرارة انصهاره (1042 ºس)، ولونه في حالته الصلبة زهري أو أحمر، وطاقة تأينه الأولى أكبر مما هي عليه للنيوديميوم وأصغر منها للسماريوم. للبروميثيوم بنية سداسية متراصة يمكن أن تتحول إلى بنية مكعبة مركزية وذلك بالتسخين حتى الدرجة 890 ºس.
نظائر البروميثيوم المعروفة جميعها مشعَّة، ممّا جعل من الصعب الحصول على معلومات كاملة حول صفاته الكيميائية.
أملاح البروميثيوم مع الكلور والنترات والكبريتات منحلة في الما ، في حين لا ينحل هدروكسيل البروميثيوم 
في الما . من جهة ثانية تعد أكسالات البروميثيوم
الأقل انحلالاً مقارنة بأكسالات اللانتانيدات الأخرى. للبروميثيوم كغيره من اللانتانيدات درجة أكسدة واحدة ثابتة (+3)، ولا يوجد في الحالة الثنائية أو الرباعية ومن الصعب جداً أكسدة إيونه (شاردته) الثلاثي أو إرجاعه.
يعرف للبروميثيوم سبعة عشر نظيراً، جميعها مشعة، ولا يوجد بشكل طبيعي على سطح الكرة الأرضية. يتفكك البروميثيوم مُصدراً أشعة بتا التي يمكن بدورها التفاعل مع العناصر الثقيلة مُصدرة أشعة إكس X مما يوجب الحذر الشديد عند التعامل مع هذا العنصر. ويلخص الجدول (1) أهم خصائصه الفيزيائية.
| |||||||||
| الجدول (1) بعض خصائص البروميثيوم الفيزيائية |
إن البروميثيوم -145 أكثر نظائر البروميثيوم استقراراً (عمرنصفه 
يساوي 7 .17 سنة) وله نشاطية نوعية بحدود 940 كوري بالغرام (35 ترليون بكرل بالغرام تقريباً)، في حين يعد البروميثيوم 147، ذو عمرنصف 2.6 سنة، من أهم نظائر البروميثيوم وأكثرها استخداماً.
مصادره في الطبيعة والصناعة واستعمالاته
استخدم فلوريد البروميثيوم عام 1963 لتحضير البروميثيوم، وذلك باستخدام الليثيوم بحسب التفاعل (1):
ويتم تحضير البروميثيوم -حتى اليوم- من المنتجات الثانوية لتفاعلات انشطار اليورانيوم أو باستخدام القذف النتروني لنظير النيوديميوم 146 معطياً النيوديميوم 147 الذي يتفكك بدوره مصدراً أشعة بتا ومتحولاً إلى بروميثيوم 147.
يتم إنتاج البروميثيوم 147 على نطاق واسع مقارنة بالنظائر الأخرى، كونه النظير الوحيد المستخدم في التطبيقات الصناعية، تعتمد طريقة إنتاجه على قذف اليورانيوم 235 بالنترونات الحرارية أو قذف اليورانيوم 238 بالنترونات السريعة.
كان مخبر أوك رِدج الوطني Oak Ridge National Laboratory في الولايات المتحدة الأمريكية -حتى الستينيات من القرن العشرين- رائداً في مجال إنتاج البروميثيوم بطاقة تصل إلى 650 غراماً في العام، أما الآن فتعد روسيا أهم الدول المصنعة للبروميثيوم 147 على نطاق واسع.
يقتصر استعمال البروميثيوم بصورة كبيرة على استخدامه في الأبحاث العلمية، أما في الجانب التطبيقي فيعد البروميثيوم 147 من أهم النظائر المستخدمة في التطبيقات الصناعية. ويتم استخدامه في صناعة طلا ات متألقة، وهي مواد متفَسفِرة phosphors، مثال ذلك الطلا المكوّن من أكسيد البروميثيوم مع كبريتيد الزنك؛ إذ إن البروميثيوم ومركباته تتألق وتصدر ضو اً أخضر فاتحاً أو أزرق. وتفيد ضروب الطلا هذه في العديد من الاستخدامات مثل الساعات والدلائل الضوئية. وقد استخدم البروميثيوم في البطاريات الذرية، ويعد واعداً في مجال استخدامه مصدراً للطاقة أو للحرارة في المحطات الفضائية.
مراجع للاستزادة: - D. L. Clark, S. S. Hecker, Gordon D. Jarvinen and M. P. Neu, The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements, Springer, 2011. - N. N. Greenwood, A. Earnshaw, Chemistry of the Elements, Butterworth-Heinemann Ltd, 1997. - Ch.T. Lynch, Handbook of Materials Science: General Properties, CRC Press, Inc., 1988. - P. Patnaik, Dean’s Analytical Chemistry Handbook, McGraw-Hill, 2004. - B. K. Sharma, A. Sharma, Nuclear and Radiation Chemistry, Goel Publishing House, 2001. |
- التصنيف : الكيمياء والفيزياء - النوع : الكيمياء والفيزياء - المجلد : المجلد الخامس مشاركة :
اخترنا لكم
المجلدات الصادرة عن موسوعة العلوم والتقانات
