عنصر كيميائي · صفحة مرجعية
61Pm

بروميثيوم

بروميثيوم عنصر كيميائي عدده الذري 61 ورمزه Pm. يقع في الدورة 6، المجموعة — ضمن القطاع f. حالته المرجعية عند درجة حرارة الغرفة هي صلب، وتوزيعه الإلكتروني [Xe] 4f5 6s2.

العدد الذري61
الكتلة الذرية القياسيةلا توجد كتلة ذرية قياسية
المجموعة—
الدورة6
القطاعf
التوزيع الإلكتروني[Xe] 4f5 6s2
البنية الإلكترونية

ما الذي يتحكم في كيميائه؟

ينتمي بروميثيوم إلى اللانثانيدات، حيث يجري امتلاء تحت المستوى 4f تدريجياً. تكون حالة الأكسدة +3 شائعة، بينما تمنح إلكترونات f غير المزدوجة كثيراً من عناصر السلسلة خواص مغناطيسية وطيفية مميزة.

التوزيع الإلكتروني لـبروميثيوم هو [Xe] 4f5 6s2. إلكترونات 4f محجوبة نسبياً بالإلكترونات الخارجية، ولذلك تتشابه كيمياء اللانثانيدات المتجاورة، مع فروق دقيقة في نصف القطر والتوزيع الإلكتروني تؤثر في الفصل والأطياف والمغناطيسية.

الأشكال الكيميائية

المركبات والأيونات والمواد

يُكوّن بروميثيوم غالباً أيونات في حالة الأكسدة +3 ضمن الأكاسيد والهاليدات والمعقدات التناسقية. تتشابه كيمياؤه مع اللانثانيدات المجاورة، بينما تضيف إلكترونات f فروقاً مهمة في المغناطيسية والأطياف واللون.

السلوك الفيزيائي

الحالة وتحولات الطور

الحالة المرجعية عند درجة حرارة الغرفة هي صلب. الكثافة المدرجة هي 7.26 g/cm³. نقطة الانصهار هي 1 315 K (1 042 °C). نقطة الغليان هي 3 273 K (3 000 °C). يمكن أن تغير الضغوط والنقاوة والبنية البلورية والمتآصلات القيم المقاسة، لذلك تبقى شروط القياس جزءاً مهماً من قراءة البيانات الفيزيائية.

الوجود والاستخدامات

أين يوجد بروميثيوم وكيف يُستخدم؟

عملياً يظهر بروميثيوم في تطبيقات مرتبطة بـبطاريات نووية، بحث علمي وطلاء مضيء. وقد تأتي الخاصية المستغلة من العنصر النقي أو سبيكة أو مركب أو نظير محدد، لذلك تبقى الصورة الكيميائية مهمة عند تفسير الاستخدام الحقيقي.

عملياً

أمثلة على استخدامات حقيقية

بطاريات نووية

يمكن لتحلل النظائر المشعة من بروميثيوم أن يوفر حرارة أو قدرة كهربائية لفترات طويلة في أجهزة متخصصة.

بحث علمي

يُنتج بروميثيوم أو يُعزل أو يُقاس أساساً في الأبحاث التي تختبر الاتجاهات الذرية والنووية والدورية، وليس للاستخدام التجاري واسع النطاق.

طلاء مضيء

استُخدمت مركبات مشعة أو مضيئة تحتوي على بروميثيوم تاريخياً لصنع علامات تُرى في الظلام، لكن كثيراً من التركيبات القديمة لم تعد مقبولة بسبب مخاطر السلامة.

الموقع الدوري

ماذا تخبرنا العناصر المجاورة؟

يقع بروميثيوم في الدورة 6 ضمن سلسلة القطاع f. العناصر المجاورة المعروضة هي: براسيوديميوم؛ نيوديميوم؛ ساماريوم؛ يوروبيوم. وتساعد المقارنة على امتداد السلسلة في تتبع التغير التدريجي في نصف القطر والتوزيع الإلكتروني وحالات الأكسدة والخواص المغناطيسية أو البصرية.

بيانات مرجعية

الخواص الفيزيائية والذرية

التصنيفلانثانيد
الحالة عند درجة حرارة الغرفةصلب
الأغلفة الإلكترونية2 · 8 · 18 · 23 · 8 · 2
الكثافة7.26 g/cm³
نقطة الانصهار1 315 K (1 042 °C)
نقطة الغليان3 273 K (3 000 °C)
الكهرسلبية على مقياس باولنغ—
طاقة التأين الأولى539kJ/mol
الألفة الإلكترونية12.45 kJ/mol

تصف القيم العنصر أو الذرة المتعادلة حيثما ينطبق ذلك. وقد تعتمد البيانات الفيزيائية على المتآصل والضغط والنقاوة وظروف القياس.

التاريخ

الاكتشاف والتعرّف

يرتبط اكتشاف بروميثيوم بأعمال تشين شيونغ وو. ولم تحدث الملاحظة الأولى والعزل النقي وتحديد العدد الذري الحديث بالضرورة في الوقت نفسه، لذلك يتكون تاريخ العنصر من عدة مراحل متتابعة.

النظائر والكتلة الذرية

كيف يغير تركيب النظائر القيم؟

لا توجد لـبروميثيوم كتلة ذرية قياسية واحدة لأن تركيب نظائره الطبيعية لا يعطي متوسطاً ثابتاً مناسباً، أو لأن العنصر لا يملك وفرة طبيعية مستقرة يمكن تعريفها بهذه الطريقة.

لا يملك بروميثيوم نظائر مستقرة. نظائره مشعة، ولذلك تصبح أعمار النصف وأنماط الاضمحلال بيانات أساسية في القياس والبحث والتطبيقات.

السلامة

المناولة والتعرض

تعتمد مخاطر بروميثيوم على الصورة الكيميائية والجرعة وطريق التعرض. قد تختلف التأثيرات الحيوية والبيئية للعنصر الحر وأيوناته ومركباته اختلافاً كبيراً، ولذلك يجب الرجوع إلى بيانات سلامة المادة المحددة.