Élément chimique · fiche de référence

61Pm

Prométhium

Le prométhium est l’élément 61 (Pm), situé en période 6, groupe — et dans le bloc f. À température ambiante, son état de référence est solide. Sa configuration électronique est [Xe] 4f5 6s2.

Numéro atomique61

Poids atomique standardAucun poids atomique standard

Groupe—

Période6

Blocf

Configuration électronique[Xe] 4f5 6s2

Structure électronique

Ce qui gouverne sa chimie

Les lanthanides correspondent au remplissage progressif de la sous-couche 4f. Leur chimie est souvent dominée par l’état d’oxydation +3, tandis que les orbitales f partiellement remplies donnent à plusieurs d’entre eux des propriétés magnétiques et optiques remarquables.

Les électrons 4f étant relativement protégés par les couches externes, les lanthanides voisins ont des comportements chimiques très proches. Leur séparation industrielle est donc beaucoup plus difficile que celle d’éléments appartenant à des groupes très différents.

Formes chimiques

Composés, ions et matériaux

Les lanthanides se rencontrent couramment sous forme d’ions +3 dans des oxydes, halogénures et complexes. Leurs composés ont des chimies proches, tandis que les différences d’occupation des orbitales f produisent des propriétés magnétiques et luminescentes caractéristiques.

Comportement physique

État et changements de phase

À température ambiante, l’état de référence est solide. La masse volumique indiquée est 7,26 g/cm³. Le point de fusion est 1 315 K (1 042 °C). Le point d’ébullition est 3 273 K (3 000 °C). La pression, la pureté et la structure cristalline peuvent modifier les valeurs mesurées.

Présence et applications

Présence, formes et usages

Le prométhium n’a aucun isotope stable et n’existe naturellement qu’à l’état de traces. Ses usages sont donc très spécialisés : certaines sources bêta et recherches sur les matériaux radioactifs l’emploient, mais il n’a pas d’usage courant à grande échelle.

Dans la pratique

Exemples d’utilisations concrètes

générateurs nucléaires

La désintégration radioactive du prométhium peut être convertie en énergie électrique dans quelques dispositifs spécialisés de longue durée.

recherche scientifique

Le prométhium est produit, isolé ou mesuré surtout pour étudier la structure atomique, les noyaux et les tendances périodiques plutôt que pour un usage commercial massif.

peintures luminescentes

Des composés radioactifs ou luminescents ont été utilisés historiquement pour rendre des marquages visibles dans l’obscurité ; plusieurs anciennes formulations ne sont plus acceptables.

Position périodique

Ce que montrent les éléments voisins

Le prométhium est en période 6. Dans la série du bloc f affichée ici, il se place entre le néodyme et le samarium. Cette séquence permet de le comparer directement aux éléments voisins du bloc f.

Données de référence

Propriétés physiques et atomiques

Classificationlanthanide

État à température ambiantesolide

Électrons par couche2 · 8 · 18 · 23 · 8 · 2

Masse volumique7,26 g/cm³

Point de fusion1 315 K (1 042 °C)

Point d’ébullition3 273 K (3 000 °C)

Électronégativité de Pauling—

Première énergie d’ionisation539kJ/mol

Affinité électronique12,45 kJ/mol

Les valeurs décrivent l’élément ou l’atome neutre lorsque cela s’applique. Les propriétés physiques peuvent dépendre de l’allotrope, de la pression et des conditions de mesure.

Histoire

Découverte et identification

La découverte du prométhium est associée à Chien Shiung Wu. L’identification de l’élément, son isolement sous forme pure et l’attribution ultérieure de son numéro atomique ne correspondent pas nécessairement au même moment historique.

Isotopes et poids atomique

Ce que signifie la valeur du tableau

Le prométhium n’a pas de poids atomique standard. Il n’existe pas de composition isotopique terrestre caractéristique permettant de définir une moyenne pondérée stable.

Le prométhium ne possède aucun isotope stable. Ses isotopes sont radioactifs ; leur demi-vie et leur mode de désintégration deviennent donc importants dès que l’on mesure, manipule ou utilise l’élément.

Précautions

Manipulation et exposition

Les risques associés au prométhium dépendent de la forme chimique, de la dose et de la voie d’exposition. Le prométhium élémentaire, ses ions et ses composés peuvent avoir des effets biologiques très différents : il faut consulter les données de sécurité de la substance réellement manipulée.