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钷（Promethium），元素符號為Pm，原(yuan)子序數(shu)為61，是一(yi)種(zhong)具有(you)放射(she)(she)性的鑭系(xi)稀土元素之(zhi)一(yi)。已知有(you)17種(zhong)同位素和4種(zhong)同質(zhi)異能(neng)素。其中最重要的是從鈾裂變產(chan)物中提取或用中子照(zhao)射(she)(she)146Nd制得的147Pm（半衰期(qi)2.64年）。

研究簡史

發現人：馬林(lin)茨基（J.A.Marinky）、格倫丁寧（L.E.Glendenin）和(he)克里爾（C.Coryell）

發現年(nian)代：1945年(nian)

發現過程(cheng)：1945年(nian)馬林茨基、格倫丁(ding)寧和(he)克里爾(er)（C.Coryell），從裂(lie)變(bian)產(chan)物的殘余物中分離制(zhi)得。

1902年，捷克(ke)化學家博胡斯拉夫布(bu)勞納發現的(de)(de)所(suo)(suo)有(you)(you)相鄰的(de)(de)鑭系元(yuan)素釹(nv)和(he)釤之(zhi)間(jian)(jian)的(de)(de)差(cha)異是(shi)最大的(de)(de)，作為結論，他建議有(you)(you)一(yi)個(ge)元(yuan)素有(you)(you)它(ta)們(men)之(zhi)間(jian)(jian)的(de)(de)中間(jian)(jian)性質。這一(yi)預(yu)(yu)測在1914年由亨利(li)·莫(mo)斯利(li)所(suo)(suo)證實，同時他發現有(you)(you)幾個(ge)原子序數并沒有(you)(you)相對(dui)應(ying)的(de)(de)元(yuan)素，分別為43，61，72，75，85，87。隨著(zhu)對(dui)元(yuan)素表(biao)中族(zu)與族(zu)之(zhi)間(jian)(jian)知識的(de)(de)差(cha)距(ju)，所(suo)(suo)以(yi)開始進行預(yu)(yu)測地球和(he)自(zi)然環(huan)境中的(de)(de)稀有(you)(you)元(yuan)素。利(li)用巴西(xi)礦物獨居石(shi)的(de)(de)分級結晶(jing)分離一(yi)硝酸鹽(yan)的(de)(de)稀土元(yuan)素后,它(ta)們(men)得到(dao)的(de)(de)溶液(ye)主要含有(you)(you)釤。此溶液(ye)得到(dao)X-ray的(de)(de)光譜屬于釤和(he)元(yuan)素61。為了紀念他們(men)的(de)(de)城市，他們(men)命名的(de)(de)元(yuan)素61為“florentium"。該研(yan)究結果發表(biao)在1926年，但科(ke)學家們(men)聲稱(cheng)的(de)(de)實驗是(shi)在1924年。

此(ci)外，在1926年，一組科學(xue)家從伊利(li)諾伊大(da)學(xue)Urbana-Champaign分校，史(shi)密(mi)斯(si)霍普金斯(si)和萊昂英特(te)馬公(gong)布的(de)(de)元(yuan)(yuan)素61的(de)(de)發現(xian)。他(ta)們把它命名為(wei)"illinium"。這些(xie)發現(xian)被指(zhi)出是錯(cuo)誤的(de)(de)，因為(wei)在所謂元(yuan)(yuan)素61的(de)(de)光譜上(shang)的(de)(de)線跟(gen)釹(nv)是相(xiang)同的(de)(de)，這些(xie)線被發現(xian)是一些(xie)雜質（鋇(bei)，鉻(ge)和鉑）組成(cheng)的(de)(de)。

1939年，加(jia)(jia)州大(da)學用60英寸回旋加(jia)(jia)速器制造钷，但它沒有實現。

1945年，美(mei)國田納西州橡樹嶺克林頓實驗室的研(yan)究人員(yuan)馬林茨(ci)基(ji)、格倫丁寧(ning)和克里爾在鈾裂變(bian)產物中發現了(le)(le)(le)61號元素(su)。他(ta)們應(ying)用了(le)(le)(le)新的離子色層分離法把(ba)它分離出(chu)來，并研(yan)究了(le)(le)(le)它。新元素(su)并命名(ming)(ming)為promethium，元素(su)符號定為Pm，名(ming)(ming)稱來自希臘神(shen)話中偷取(qu)火種給人類的英(ying)雄(xiong)普羅米修斯(si)（Prometheus）。1949年國際(ji)純粹和應(ying)用化學聯(lian)合會接(jie)受(shou)了(le)(le)(le)這一(yi)名(ming)(ming)稱。

钷(po)是繼锝之后，人工制得的(de)(de)(de)第二(er)個化(hua)學(xue)元素。在(zai)天然(ran)礦(kuang)(kuang)物中尋找61號元素的(de)(de)(de)工作(zuo)，花費了(le)科(ke)(ke)學(xue)家們(men)不少的(de)(de)(de)時(shi)間和精力，但最后都無(wu)功(gong)而(er)返。后來在(zai)“同位素統計規則(ze)”的(de)(de)(de)指導下(xia)，科(ke)(ke)學(xue)家們(men)放(fang)棄了(le)從天然(ran)礦(kuang)(kuang)石中尋找，而(er)走向(xiang)核(he)反應的(de)(de)(de)產物中。（然(ran)而(er)，微量的(de)(de)(de)钷(po)的(de)(de)(de)確以核(he)裂變的(de)(de)(de)結果出現在(zai)鈾礦(kuang)(kuang)石中，但總(zong)量少于礦(kuang)(kuang)石的(de)(de)(de)每百(bai)萬(wan)噸1微克。）

1947年，馬林斯基(ji)（J.A.Marinsky）、格倫丹(dan)寧(ning)（L.E.Glendenin）和科里(li)爾（C.E.Coryell）從鈾的裂變(bian)產物中(zhong)發現(xian)了61號元素(su)，用希臘神話中(zhong)的神名(ming)普(pu)羅米修斯（Prometheus）命名(ming)為(wei)钷（Promethium）。

一直到1948年(nian)(nian)，才(cai)制得可(ke)以(yi)看得見并(bing)可(ke)稱重的(de)(de)氯化钷(po)（PmCl3，黃色）和硝酸钷(po)（Pm(NO3)3）各3毫克(ke)。1965年(nian)(nian)從(cong)6000噸鈾(you)礦中(zhong)取得350毫克(ke)钷(po)，是鈾(you)自動分裂的(de)(de)產物（一說(shuo)為(wei)1986年(nian)(nian)M.阿特雷普微(wei)（M.Attrep）從(cong)剛果瀝青鈾(you)礦中(zhong)分離出钷(po)，含量甚微(wei)，每千克(ke)礦物中(zhong)僅(jin)含4×10-15克(ke)）。這(zhe)樣地(di)殼(ke)中(zhong)也找到了(le)它。

1972年在天然(ran)鈾礦提取(qu)物中發現了147Pm（半衰(shuai)期2.64年），從此Pm不再是人(ren)造元素。

迄今已合成28個钷的(de)同位素，钷-147的(de)壽(shou)命(ming)是(shi)2.6234年，β輻射弱，因而被用(yong)來制造像藥片一樣(yang)大小的(de)原(yuan)子電(dian)池(chi)。由于(yu)這種(zhong)能源很安全，而且作用(yong)的(de)時間長(chang)，具有(you)钷-147的(de)電(dian)池(chi)首先應用(yong)在(zai)助聽器和輕便的(de)無線電(dian)接受器中。

理化性質

物理性質

第一電(dian)離能(neng)5.55eV。放射(she)性(xing)元素，半(ban)衰(shuai)期(qi)最長(chang)的(de)為145Pm，18年(nian)，147Pm半(ban)衰(shuai)期(qi)為2.64年(nian)。雖(sui)然有較長(chang)的(de)半(ban)衰(shuai)期(qi)，但是很難大量積累它。物(wu)理(li)性(xing)質和化學性(xing)質與釹和釕相似。其同(tong)位素不穩定。原子(zi)豐度和宇宙體重原子(zi)豐度無。

常見化合價 3

電負性 1.13

外圍電子排布 4f56s2

核外電子(zi)排布 2，8，18，23，8，2

同位素及放射線(xian) 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

第二電離能 1052kJ/mol

第三電離能 2150kJ/mol

原子半徑 2.62埃(ai)

離子(zi)半徑 0.979埃

共價(jia)半徑 1.63埃

化學性質

原子量 145

晶體(ti)結構(gou) 晶胞為六方晶胞

原子體(ti)積 22.39cm3/mol

電離能(neng)(kJ/mol) M - M+ 535.9

M+ - M2+ 1052

M2+ - M3+ 2150

M3+ - M4+ 3970

制備方法

在核反應堆中人工方法制得(de)。

應用領域

（1）可作熱源(yuan)。為真空探測和(he)人造衛星提(ti)供輔助能量。

（2）Pm-147放出能量(liang)低的β射線，用于制造钷電(dian)池。作為(wei)導(dao)彈制導(dao)儀器及鐘表的電(dian)源。此種(zhong)電(dian)池體(ti)積小，能連(lian)續使(shi)用數年(nian)之久。此外(wai)，钷還用于便攜(xie)式X-射線儀、制備熒光粉、度(du)量(liang)厚度(du)以及航標(biao)燈(deng)中。

（3）主(zhu)要用(yong)于示蹤的(de)(de)研究。用(yong)來制造(zao)核能電(dian)池；如同筆尖大(da)小的(de)(de)"原子(zi)電(dian)池"，可用(yong)于導彈儀器、手表和收音機的(de)(de)電(dian)源，是(shi)摻入硫化鋅的(de)(de)夜光粉原料(liao)。

（4）用(yong)量作測厚度儀(yi)器的射(she)線(xian)源

（5）刻度和校正儀表(biao)、工(gong)業厚度計：用于鋼鐵(tie)制造、塑料工(gong)業和造紙工(gong)業。

（6）電(dian)離(li)源：用于(yu)電(dian)子捕(bu)獲鑒定器、靜電(dian)消除器等。

（7）用作同(tong)位素(su)熱(re)源。

危害及防護

對于147Pm密(mi)(mi)封(feng)源(yuan)(yuan)來講，在正常使用或操作的條件下不存在環境(jing)(jing)影(ying)響問題，或環境(jing)(jing)影(ying)響很小(xiao)。但在密(mi)(mi)封(feng)源(yuan)(yuan)包殼破(po)裂、放射源(yuan)(yuan)失控等情況下可能對環境(jing)(jing)造成一(yi)定(ding)污染(ran)。

147Pm為β輻射體(ti)(ti)，在衰變過程中(zhong)，除釋放出β粒子外(wai)，還能(neng)釋放一(yi)定能(neng)量(liang)的γ射線。因此147Pm源可(ke)引發γ外(wai)照(zhao)(zhao)射；事故工況下，147Pm泄漏(lou)可(ke)對人(ren)(ren)體(ti)(ti)形成(cheng)β射線外(wai)照(zhao)(zhao)射，或經呼吸道(dao)、消(xiao)化(hua)道(dao)及完整(zheng)皮膚及傷口進入人(ren)(ren)體(ti)(ti)引發內照(zhao)(zhao)射。

診斷治療

147Pm促排：

（1）氨羧(suo)型(xing)絡合劑：DTPA、三亞乙基四胺六乙酸(suan)（TTHA）、乙二胺四乙酸(suan)（EDTA）和喹胺酸(suan)等，促排效(xiao)果最好。

（2）H-73-10是我國合(he)成(cheng)的新型螯合(he)劑，能(neng)顯著(zhu)降低147Pm在肝、骨中的滯(zhi)留量(liang)，增加147Pm在尿(niao)中的排出率(lv)。

（3）N-雙羧(suo)甲(jia)基(ji)(ji)(ji)氨基(ji)(ji)(ji)乙酰對氨基(ji)(ji)(ji)水楊酸、3-N,N-雙羧(suo)甲(jia)基(ji)(ji)(ji)氨甲(jia)基(ji)(ji)(ji)-5-乙氧羰基(ji)(ji)(ji)鄰苯二酚和N,N-雙羧(suo)甲(jia)基(ji)(ji)(ji)氨基(ji)(ji)(ji)乙酰半胱氨酸。三種新促排劑(ji)能明顯增高尿、糞147Pm排出量，其中以N,N-雙羧(suo)甲(jia)基(ji)(ji)(ji)氨基(ji)(ji)(ji)乙酰半胱氨酸效(xiao)果最佳。