Что скрывал прометий? Свойства редкоземельного химического элемента исследовали через 80 лет после его открытия

С подробностями — Mirage News; Sci.News.
Прометий был открыт в 1945 году в Национальной лаборатории Ок-Ридж Министерства энергетики США (Department of Energy’s Oak Ridge National Laboratory, ORNL), которая в то время называлась Лаборатории Клинтона (Clinton Laboratories).
Здесь же его и производят сейчас в микроскопических количествах. Прометий настолько редкий, что в земной коре в настоящее время его количество оценивается в полкилограмма. Элемент относится к лантаноидам, его порядковый номер в таблице Менделеева — 61.
Лантаноиды — элементы с ­57-го по 71 номер в Периодической таблице — важные составляющие многих современных технологий, от лазеров до препаратов для диагностики и лечения рака, используют его и в долгоживущих ядерных батарейках.
Однако недостаток знаний о прометии был значительным пробелом в науке. Свое название прометий получил в честь героя древнегреческой мифологии, добывшего для людей огонь. Химики, сообщившие сейчас в журнале Nature о его ранее неизвестных свойствах, работают в той же Ок-Риджской лаборатории, где он был получен.
Основные авторы исследования — Илья Поповс (Ilja Popovs), Санта Янсоне-Попова (Santa Jansone-Popova) и Алекс Иванов (Alex Ivanov). Они сделали химический комплекс прометия, что позволило впервые охарактеризовать его в растворе.
По словам Ильи Поповса, сложности в изучении этого элемента связаны с тем, что у него нет стабильных изотопов, и потому прометий был последним открытым лантаноидом и самым трудным для изучения.
«Существуют тысячи публикаций по химии лантаноидов — без упоминания прометия. Ученым приходилось предполагать большинство его свойств. Теперь мы можем исследовать некоторые из них», — говорит Санта Янсоне-Попова.
Для изучения свойств прометия ученые из ORNL связали радиоактивный прометий-147 с особыми органическими молекулами, называемыми дигликоламидными лигандами. Затем, используя рентгеновскую спектроскопию, они впервые определили длину химической связи прометия с соседними атомами.
Одним из самых значительных результатов исследования стало первое доказательство лантаноидного сжатия в растворе для всего ряда лантаноидов, включая прометий. Лантаноидное сжатие — это явление, при котором ионные радиусы элементов с 57-го по 71 номер уменьшаются с увеличением атомного номера.
«Это поразительно с научной точки зрения. Когда у нас появились все данные, меня поразило, что сжатие химической связи ускоряется вдоль этого ряда атомов, но после прометия значительно замедляется», — отметил Алекс Иванов. Это важный этап в понимании химических связей лантаноидов и их структурных изменений по мере продвижения вдоль Периодической таблицы.

Марина АСТВАЦАТУРЯН