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钷（Promethium），元素(su)(su)符號為Pm，原子序(xu)數為61，是一種具有放射性(xing)的(de)(de)鑭系稀土元素(su)(su)之一。已(yi)知有17種同(tong)位素(su)(su)和4種同(tong)質異能素(su)(su)。其中(zhong)最重(zhong)要的(de)(de)是從鈾裂變產物(wu)中(zhong)提取或用中(zhong)子照射146Nd制(zhi)得的(de)(de)147Pm（半衰期(qi)2.64年）。

研究簡史

發現人：馬林茨基（J.A.Marinky）、格倫丁(ding)寧（L.E.Glendenin）和克里爾（C.Coryell）

發(fa)現年代：1945年

發現過程：1945年馬林茨基、格倫(lun)丁寧和(he)克里爾(er)（C.Coryell），從裂變產物的殘余物中(zhong)分離制得。

1902年(nian)，捷克化(hua)學家博胡斯拉夫布勞納(na)發(fa)(fa)現的(de)(de)(de)所(suo)有(you)(you)相鄰的(de)(de)(de)鑭系元素(su)(su)(su)釹(nv)和(he)釤(shan)(shan)之(zhi)間的(de)(de)(de)差(cha)異是最大的(de)(de)(de)，作為(wei)結(jie)論，他建(jian)議有(you)(you)一(yi)個元素(su)(su)(su)有(you)(you)它(ta)們之(zhi)間的(de)(de)(de)中(zhong)間性質。這一(yi)預測(ce)(ce)在(zai)1914年(nian)由亨利·莫斯利所(suo)證實，同時他發(fa)(fa)現有(you)(you)幾個原(yuan)子序數并沒(mei)有(you)(you)相對應的(de)(de)(de)元素(su)(su)(su)，分(fen)別為(wei)43，61，72，75，85，87。隨(sui)著(zhu)對元素(su)(su)(su)表中(zhong)族(zu)與族(zu)之(zhi)間知識的(de)(de)(de)差(cha)距，所(suo)以開始進(jin)行預測(ce)(ce)地球和(he)自然環(huan)境中(zhong)的(de)(de)(de)稀有(you)(you)元素(su)(su)(su)。利用(yong)巴西礦物獨(du)居石的(de)(de)(de)分(fen)級結(jie)晶分(fen)離一(yi)硝(xiao)酸鹽的(de)(de)(de)稀土元素(su)(su)(su)后,它(ta)們得到的(de)(de)(de)溶(rong)液(ye)(ye)主(zhu)要含有(you)(you)釤(shan)(shan)。此溶(rong)液(ye)(ye)得到X-ray的(de)(de)(de)光譜屬于釤(shan)(shan)和(he)元素(su)(su)(su)61。為(wei)了紀念(nian)他們的(de)(de)(de)城市，他們命(ming)名的(de)(de)(de)元素(su)(su)(su)61為(wei)“florentium"。該研究(jiu)結(jie)果發(fa)(fa)表在(zai)1926年(nian)，但科學家們聲稱的(de)(de)(de)實驗是在(zai)1924年(nian)。

此外，在1926年，一(yi)組科學家從伊利諾伊大學Urbana-Champaign分(fen)校，史密(mi)斯霍普金斯和萊(lai)昂英特馬公(gong)布的(de)(de)元素61的(de)(de)發現(xian)。他們把(ba)它命名為"illinium"。這些(xie)發現(xian)被指出是錯誤的(de)(de)，因為在所謂(wei)元素61的(de)(de)光譜上的(de)(de)線跟釹是相(xiang)同的(de)(de)，這些(xie)線被發現(xian)是一(yi)些(xie)雜質（鋇(bei)，鉻和鉑）組成(cheng)的(de)(de)。

1939年(nian)，加州大學用60英寸回(hui)旋加速器制造钷，但它沒(mei)有實現。

1945年，美國田納西州橡樹嶺克林(lin)頓實驗室的(de)(de)研(yan)究(jiu)人員馬林(lin)茨基(ji)、格倫丁(ding)寧和克里爾在鈾裂變產物中發現了(le)61號元(yuan)素(su)。他們應用了(le)新(xin)的(de)(de)離子色(se)層(ceng)分(fen)離法把它分(fen)離出來，并研(yan)究(jiu)了(le)它。新(xin)元(yuan)素(su)并命名(ming)為promethium，元(yuan)素(su)符號定為Pm，名(ming)稱來自希臘神(shen)話中偷取(qu)火(huo)種給(gei)人類的(de)(de)英雄普羅(luo)米(mi)修斯(si)（Prometheus）。1949年國際(ji)純粹和應用化學聯合會(hui)接受(shou)了(le)這一名(ming)稱。

钷是繼锝之后，人(ren)工制得(de)的(de)(de)第二個化學元(yuan)素(su)。在(zai)(zai)天然礦物(wu)中(zhong)(zhong)尋找61號元(yuan)素(su)的(de)(de)工作，花費了科(ke)學家(jia)們不少(shao)的(de)(de)時間和精力，但最(zui)后都無(wu)功而返。后來在(zai)(zai)“同位素(su)統計(ji)規則”的(de)(de)指(zhi)導(dao)下，科(ke)學家(jia)們放(fang)棄(qi)了從天然礦石(shi)中(zhong)(zhong)尋找，而走向核(he)(he)反(fan)應的(de)(de)產物(wu)中(zhong)(zhong)。（然而，微(wei)量(liang)的(de)(de)钷的(de)(de)確(que)以核(he)(he)裂(lie)變(bian)的(de)(de)結果出現在(zai)(zai)鈾礦石(shi)中(zhong)(zhong)，但總量(liang)少(shao)于礦石(shi)的(de)(de)每(mei)百(bai)萬噸1微(wei)克。）

1947年，馬林斯(si)基（J.A.Marinsky）、格(ge)倫(lun)丹寧（L.E.Glendenin）和科里爾（C.E.Coryell）從鈾的裂變產物中發現了61號元素(su)，用希臘(la)神(shen)話(hua)中的神(shen)名普(pu)羅米(mi)修斯(si)（Prometheus）命(ming)名為(wei)钷（Promethium）。

一(yi)直(zhi)到1948年(nian)，才制得可以看得見并可稱重的氯化(hua)钷（PmCl3，黃色）和硝酸钷（Pm(NO3)3）各3毫克(ke)。1965年(nian)從6000噸鈾(you)(you)礦(kuang)中(zhong)取得350毫克(ke)钷，是(shi)鈾(you)(you)自動分(fen)裂的產物（一(yi)說為1986年(nian)M.阿特(te)雷普(pu)微(wei)（M.Attrep）從剛果(guo)瀝青(qing)鈾(you)(you)礦(kuang)中(zhong)分(fen)離出(chu)钷，含量甚微(wei)，每千克(ke)礦(kuang)物中(zhong)僅含4×10-15克(ke)）。這樣地殼中(zhong)也找(zhao)到了它。

1972年(nian)(nian)在天然(ran)鈾礦(kuang)提取物中(zhong)發現了147Pm（半衰期(qi)2.64年(nian)(nian)），從此Pm不再(zai)是人造元素。

迄(qi)今已合(he)成28個钷的(de)同位素，钷-147的(de)壽命(ming)是2.6234年，β輻射弱(ruo)，因而(er)被用來制(zhi)造像藥片一樣大小的(de)原(yuan)子電池。由于這種(zhong)能源很安全，而(er)且作用的(de)時(shi)間長，具有钷-147的(de)電池首先應用在助(zhu)聽器(qi)和輕便的(de)無線電接受器(qi)中。

理化性質

物理性質

第一電離能(neng)5.55eV。放射(she)性元素，半(ban)衰(shuai)期(qi)最(zui)長(chang)的為(wei)145Pm，18年，147Pm半(ban)衰(shuai)期(qi)為(wei)2.64年。雖然(ran)有較長(chang)的半(ban)衰(shuai)期(qi)，但是很難大(da)量積累它。物理(li)性質和化學性質與釹和釕(liao)相(xiang)似(si)。其同位素不穩定。原(yuan)子豐(feng)度和宇宙體重原(yuan)子豐(feng)度無。

常見化合價 3

電負性 1.13

外圍電子排布 4f56s2

核外(wai)電子排(pai)布(bu) 2，8，18，23，8，2

同(tong)位素(su)及放射線 Pm-143[265y]；Pm-144[360d]；Pm-145[17.7y]；Pm-146[5.53y]；Pm-147(放β[2.62y])；Pm-148[5.37d]；Pm-148m[41.3d]；Pm-149[2.21d]；Pm-151[1.18d]

第一電離能 535kJ/mol

第二電(dian)離(li)能(neng) 1052kJ/mol

第三電離能 2150kJ/mol

原子半(ban)徑 2.62埃(ai)

離子半徑 0.979埃

共價半徑(jing) 1.63埃

化學性質

原子量 145

晶(jing)(jing)(jing)體結構(gou) 晶(jing)(jing)(jing)胞為六方晶(jing)(jing)(jing)胞

原子體積(ji) 22.39cm3/mol

電離(li)能(kJ/mol) M - M+ 535.9

M+ - M2+ 1052

M2+ - M3+ 2150

M3+ - M4+ 3970

制備方法

在核反應堆(dui)中人工(gong)方法制得。

應用領域

（1）可作熱源。為真(zhen)空探測和人造衛星提供輔助能量(liang)。

（2）Pm-147放出能量(liang)低(di)的β射(she)線，用(yong)于(yu)(yu)制(zhi)造钷(po)電(dian)池。作為導(dao)彈制(zhi)導(dao)儀器及(ji)鐘表的電(dian)源。此(ci)種(zhong)電(dian)池體積(ji)小，能連續使(shi)用(yong)數年之久。此(ci)外(wai)，钷(po)還(huan)用(yong)于(yu)(yu)便攜式X-射(she)線儀、制(zhi)備熒光(guang)粉(fen)、度量(liang)厚度以(yi)及(ji)航標燈中。

（3）主要用于(yu)示蹤(zong)的研究。用來制造核能電池(chi)；如同筆尖大小(xiao)的"原子電池(chi)"，可用于(yu)導彈儀器(qi)、手(shou)表(biao)和收音機的電源，是摻入硫化鋅的夜光粉原料(liao)。

（4）用量(liang)作測(ce)厚度儀器的(de)射線源(yuan)

（5）刻度(du)和校正儀表、工業(ye)厚度(du)計：用(yong)于(yu)鋼鐵制造(zao)、塑料工業(ye)和造(zao)紙(zhi)工業(ye)。

（6）電(dian)離(li)源：用于電(dian)子捕獲鑒(jian)定器(qi)、靜電(dian)消除器(qi)等。

（7）用(yong)作同位素熱(re)源。

危害及防護

對(dui)于147Pm密封源來(lai)講，在(zai)(zai)正常使用或(huo)操作(zuo)的條件下不存在(zai)(zai)環(huan)(huan)境(jing)影(ying)響問題，或(huo)環(huan)(huan)境(jing)影(ying)響很小(xiao)。但在(zai)(zai)密封源包殼破裂、放射源失(shi)控等情況(kuang)下可(ke)能對(dui)環(huan)(huan)境(jing)造成(cheng)一定污染。

147Pm為β輻(fu)射(she)(she)(she)體(ti)，在衰變過程中，除(chu)釋(shi)放出β粒子外(wai)，還能(neng)釋(shi)放一定能(neng)量(liang)的γ射(she)(she)(she)線(xian)。因此147Pm源可引(yin)(yin)發(fa)(fa)γ外(wai)照(zhao)射(she)(she)(she)；事故工況下，147Pm泄漏可對人體(ti)形成(cheng)β射(she)(she)(she)線(xian)外(wai)照(zhao)射(she)(she)(she)，或經呼吸道、消化道及(ji)完整皮膚及(ji)傷口進(jin)入人體(ti)引(yin)(yin)發(fa)(fa)內照(zhao)射(she)(she)(she)。

診斷治療

147Pm促排(pai)：

（1）氨羧型絡合劑：DTPA、三亞乙(yi)基四胺六乙(yi)酸(suan)（TTHA）、乙(yi)二胺四乙(yi)酸(suan)（EDTA）和(he)喹胺酸(suan)等，促排效果最好(hao)。

（2）H-73-10是我國合(he)成的新型螯合(he)劑，能顯(xian)著降低147Pm在肝、骨中的滯(zhi)留量(liang)，增加147Pm在尿(niao)中的排出率。

（3）N-雙(shuang)羧(suo)(suo)甲(jia)基(ji)氨基(ji)乙(yi)(yi)酰(xian)(xian)對(dui)氨基(ji)水楊酸(suan)、3-N,N-雙(shuang)羧(suo)(suo)甲(jia)基(ji)氨甲(jia)基(ji)-5-乙(yi)(yi)氧羰基(ji)鄰苯二酚(fen)和(he)N,N-雙(shuang)羧(suo)(suo)甲(jia)基(ji)氨基(ji)乙(yi)(yi)酰(xian)(xian)半(ban)胱(guang)氨酸(suan)。三種新(xin)促排劑能明顯增高尿、糞147Pm排出(chu)量，其中以N,N-雙(shuang)羧(suo)(suo)甲(jia)基(ji)氨基(ji)乙(yi)(yi)酰(xian)(xian)半(ban)胱(guang)氨酸(suan)效果最(zui)佳。