Promethium
Promethium ist ein silberweißes radioaktives Schwermetall; das 4. Element der Gruppe der Lanthanoide. Das langlebigste Isotop hat eine Halbwertszeit von 17,7 Jahren. Die Verbindungen leiten sich von der Oxidationsstufe III ab. Das Metall lässt sich aus Abbränden der Kernreaktoren gewinnen, wobei nach entsprechender Aufarbeitung Promethiumoxid, Pm2O3, mit Calcium reduziert wird. Verwendet wird Promethium u. a. als β-Strahlenquelle.
Eigenschaften des Elements
| Einordnung in das Periodensystem der Elemente und Eigenschaften | Atombau |
| Ordnungszahl: 61 | 61 Protonen 61 Elektronen |
| 6. Periode | 6 besetzte Elektronenschalen |
| Gruppe der Lanthanoide | 3 (7) Außenelektronen |
| Elektronenkonfiguration im Grundzustand | Xe 6s24f5 |
| Elektronegativität | 1,1 |
| Ionisierungsenergie in eV | 5,55 |
| häufigste Oxidationszahlen | III |
| Atommasse des Elements in u | 145 |
| Atomradius in 10- 1 0m | 1,81 |
| Ionenradius in 10- 1 0m | 1,06 (+3) |
| Aggregatzustand im Normalzustand | fest |
Stoffkonstanten und Häufigkeit des Vorkommens in der Natur
Dichte in  bei 25 °C | 7,220 |
| Härte nach Mohs und Brinell | |
Schallgeschwindigkeit in  | |
| Schmelztemperatur in °C | 1030 |
spezifische Schmelzwärme in  | 86,9 |
| Siedetemperatur in °C | 2730 |
| spezifische Verdampfungswärme in | |
Standardentropie S0 in  | |
Wärmeleitfähigkeit in  bei 27 °C | 15,1 |
spezifische Wärmekapazität in  | |
Volumenausdehnungskoeffizient in 10- 3  | |
spez. elektrischer Widerstand in  | 0,75 |
| Anteil in der Erdhülle in % (Atmosphäre, Wasser, Erdkruste bis 10 km Tiefe) | 1,5 · 10- 1 9 |
Alle Isotope sind radioaktiv.
Isotope des Elements
| Ordnungszahl Z | Massen- zahl A | Atommasse in u | Häufigkeit in % | Art der Strahlung und Energie in MeV | Halbwertszeit |
| 61 | 147 | 146,915 | künstlich | β  : 0,2 | 2,5 a |
| 149 | 148,918 | künstlich | β : 1,1 | 53 h | |
| 151 | 150,921 | künstlich | β : 0,8 | 28 h |
Energieniveauschema
Weitere Eigenschaften
Promethium ist ein Schwermetall, das silberweiß glänzend und radioaktiv ist. Es besitzt eine mittlere Schmelz- und Siedetemperatur. In seinen Verbindungen bildet es ausschließlich die Oxidationsstufe III aus. Aufgrund seiner Normalpotenziale ist Promethium ein ziemlich unedles Metall. Es weist ähnliche chemische und physikalische Eigenschaften, wie Neodym und Samarium auf. Es bildet eine Reihe von gefärbten Verbindungen.
Entdeckung
Der tschechische Chemiker BOHUSLAV BRAUNER (1855-1935) wies 1902 darauf hin, dass zwischen Neodym und Samarium wahrscheinlich ein Element fehlte. Das leitete Brauner aus dem großen Unterschied in den Atommassen der Elemente ab. Bis 1945 gab es einige Wissenschaftler, die meinten, das Element 61 entdeckt zu haben. Aber erst 1945/46 gelang es der amerikanischen Forschergruppe um JACOB A. MARINSKY, in Uranspaltprodukten aus Kernreaktoren die beiden Isotope Pm und das um zwei Massen schwerere Pm-Isotop nachzuweisen und zu isolieren. Erst wurde es Prometheum genannt, doch 1950 änderte die IUPAC den Namen in Promethium um und gab ihm das chemische Symbol «Pm».
Vorkommen/Herstellung
Promethium steht an 91. Stelle der Elementhäufigkeit und zählt zu den seltensten Elementen auf der Erde. Das Element findet sich in geringsten Spuren in Form des Isotops Pm in uranhaltigen Mineralen. Wahrscheinlich handelt es sich dabei um ein Produkt der natürlichen Kernspaltung von U. Die Herstellung von Promethium aus Uranmineralen ist nicht möglich. Bei der Aufarbeitung von Brennelement-Spaltprodukten fällt Promethium in Form des Oxids in kg-Mengen an. Das Oxid wird in das Chlorid umgewandelt und anschließend mit Calcium zum metallischen Promethium reduziert. Es kann auch durch Neutronenbestrahlung von Neodym oder Samarium hergestellt werden.
Verwendung
Die Isotope Pm, Pm und Pm sind relativ langlebig und dienen zur Herstellung von Radioisotop-Batterien. Diese werden z. B. für Herzschrittmacher, als Wärmequelle, als Indikatoren für Dickenmessungen eingesetzt.
Wichtige Verbindungen
Das Halogenid PmCl3 mit violetter Farbe.
Bau
Promethium kristallisiert in einem hexangonal-dichtesten Atomgitter.
