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钷（Promethium），元素符號為Pm，原(yuan)子(zi)序數為61，是(shi)一種具有放(fang)射性的(de)鑭系稀土元素之(zhi)一。已知有17種同(tong)位素和4種同(tong)質異能素。其中最重要的(de)是(shi)從鈾裂變(bian)產物中提取(qu)或用(yong)中子(zi)照(zhao)射146Nd制得(de)的(de)147Pm（半衰期2.64年）。

研究簡史

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

發現(xian)年代(dai)：1945年

發(fa)現過程(cheng)：1945年馬林茨基、格倫(lun)丁寧和克里爾（C.Coryell），從(cong)裂變(bian)產物的殘余(yu)物中分離制得。

1902年，捷(jie)克化學家博(bo)胡(hu)斯拉夫(fu)布勞納發(fa)現的(de)(de)(de)所(suo)有相鄰的(de)(de)(de)鑭(lan)系元(yuan)素(su)釹和(he)釤之間的(de)(de)(de)差異是最大的(de)(de)(de)，作為結論(lun)，他建議有一(yi)個元(yuan)素(su)有它們(men)(men)(men)之間的(de)(de)(de)中(zhong)間性質。這一(yi)預(yu)測在1914年由亨利(li)·莫斯利(li)所(suo)證實(shi)，同時他發(fa)現有幾個原子序數并沒有相對(dui)(dui)應的(de)(de)(de)元(yuan)素(su)，分別(bie)為43，61，72，75，85，87。隨著對(dui)(dui)元(yuan)素(su)表中(zhong)族(zu)與族(zu)之間知識的(de)(de)(de)差距，所(suo)以開始進(jin)行預(yu)測地(di)球和(he)自(zi)然環境中(zhong)的(de)(de)(de)稀有元(yuan)素(su)。利(li)用巴西礦(kuang)物(wu)獨居石的(de)(de)(de)分級結晶(jing)分離(li)一(yi)硝(xiao)酸鹽的(de)(de)(de)稀土元(yuan)素(su)后(hou),它們(men)(men)(men)得到的(de)(de)(de)溶(rong)液主要含有釤。此(ci)溶(rong)液得到X-ray的(de)(de)(de)光譜屬于釤和(he)元(yuan)素(su)61。為了紀念他們(men)(men)(men)的(de)(de)(de)城(cheng)市，他們(men)(men)(men)命名的(de)(de)(de)元(yuan)素(su)61為“florentium"。該研究結果發(fa)表在1926年，但科學家們(men)(men)(men)聲(sheng)稱的(de)(de)(de)實(shi)驗是在1924年。

此外，在(zai)(zai)1926年，一組科(ke)學家從(cong)伊(yi)利諾伊(yi)大學Urbana-Champaign分校，史密斯霍普金斯和(he)萊昂英(ying)特馬公(gong)布的(de)(de)元(yuan)素61的(de)(de)發(fa)現(xian)。他們把(ba)它命名為"illinium"。這些發(fa)現(xian)被指(zhi)出是錯誤的(de)(de)，因為在(zai)(zai)所(suo)謂元(yuan)素61的(de)(de)光譜上的(de)(de)線跟(gen)釹是相同的(de)(de)，這些線被發(fa)現(xian)是一些雜質（鋇，鉻和(he)鉑）組成的(de)(de)。

1939年，加(jia)(jia)州大學用60英寸(cun)回旋加(jia)(jia)速器制造钷，但(dan)它沒有實現(xian)。

1945年(nian)，美國田納西州(zhou)橡樹嶺克林頓(dun)實驗室的(de)研究人(ren)員(yuan)馬林茨基、格倫丁寧和克里爾(er)在鈾裂變(bian)產物(wu)中(zhong)(zhong)發現了(le)61號元(yuan)素。他們應用了(le)新的(de)離子色層(ceng)分離法把(ba)它分離出(chu)來，并研究了(le)它。新元(yuan)素并命(ming)名為(wei)promethium，元(yuan)素符號定為(wei)Pm，名稱來自希臘神話中(zhong)(zhong)偷(tou)取火種給人(ren)類的(de)英(ying)雄普羅米修(xiu)斯（Prometheus）。1949年(nian)國際(ji)純(chun)粹(cui)和應用化(hua)學聯合會接受了(le)這一(yi)名稱。

钷是繼锝之后(hou)，人工制(zhi)得的(de)(de)第二個化學(xue)元素(su)。在天然礦(kuang)物中尋(xun)找(zhao)61號元素(su)的(de)(de)工作，花費了科(ke)學(xue)家們不少的(de)(de)時(shi)間和精力，但(dan)最后(hou)都(dou)無功而返。后(hou)來在“同(tong)位素(su)統計規(gui)則”的(de)(de)指(zhi)導(dao)下，科(ke)學(xue)家們放棄(qi)了從天然礦(kuang)石(shi)中尋(xun)找(zhao)，而走向(xiang)核反應的(de)(de)產(chan)物中。（然而，微(wei)(wei)量(liang)(liang)的(de)(de)钷的(de)(de)確以核裂變的(de)(de)結果出現(xian)在鈾礦(kuang)石(shi)中，但(dan)總量(liang)(liang)少于礦(kuang)石(shi)的(de)(de)每百萬噸(dun)1微(wei)(wei)克。）

1947年(nian)，馬林斯(si)基（J.A.Marinsky）、格倫丹寧（L.E.Glendenin）和科(ke)里爾（C.E.Coryell）從(cong)鈾的裂變(bian)產物中發現了61號元素，用(yong)希臘神話中的神名普羅米修斯(si)（Prometheus）命名為钷（Promethium）。

一直到(dao)1948年，才制得可以看(kan)得見并可稱(cheng)重的氯化钷(po)(po)(po)（PmCl3，黃色）和硝酸钷(po)(po)(po)（Pm(NO3)3）各3毫(hao)克。1965年從6000噸鈾(you)礦中取得350毫(hao)克钷(po)(po)(po)，是鈾(you)自(zi)動分(fen)裂的產物（一說為1986年M.阿特雷(lei)普微（M.Attrep）從剛果瀝青鈾(you)礦中分(fen)離出钷(po)(po)(po)，含(han)量(liang)甚(shen)微，每(mei)千克礦物中僅含(han)4×10-15克）。這樣地殼(ke)中也找到(dao)了(le)它。

1972年(nian)在天然鈾(you)礦(kuang)提取(qu)物(wu)中發現了147Pm（半衰(shuai)期2.64年(nian)），從此Pm不再是人造元素。

迄(qi)今已(yi)合成28個钷的(de)同位素，钷-147的(de)壽命是2.6234年，β輻射(she)弱(ruo)，因(yin)而(er)被(bei)用(yong)來制造(zao)像藥片一樣大小的(de)原子(zi)電(dian)池。由于(yu)這種能(neng)源很安全，而(er)且作用(yong)的(de)時間(jian)長，具有钷-147的(de)電(dian)池首先應用(yong)在助聽器和輕便的(de)無(wu)線電(dian)接受器中。

理化性質

物理性質

第一電離能5.55eV。放射(she)性元素(su)，半(ban)衰(shuai)期(qi)最(zui)長(chang)的(de)為145Pm，18年(nian)，147Pm半(ban)衰(shuai)期(qi)為2.64年(nian)。雖然有較(jiao)長(chang)的(de)半(ban)衰(shuai)期(qi)，但(dan)是(shi)很難大(da)量積(ji)累(lei)它(ta)。物理性質和(he)化(hua)學性質與釹和(he)釕相似。其同位素(su)不穩定。原(yuan)子豐度和(he)宇宙體(ti)重原(yuan)子豐度無。

常見化合價 3

電負性 1.13

外(wai)圍電(dian)子排布 4f56s2

核外電子(zi)排布 2，8，18，23，8，2

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

第一電離能(neng) 535kJ/mol

第二(er)電離能 1052kJ/mol

第三電(dian)離能 2150kJ/mol

原子半徑 2.62埃

離子半徑 0.979埃

共價半(ban)徑 1.63埃

化學性質

原子量 145

晶體結構 晶胞為六方晶胞

原子體積 22.39cm3/mol

電離能(kJ/mol) M - M+ 535.9

M+ - M2+ 1052

M2+ - M3+ 2150

M3+ - M4+ 3970

制備方法

在核反(fan)應堆中人工(gong)方(fang)法(fa)制得。

應用領域

（1）可(ke)作(zuo)熱源。為真空探測和人造衛(wei)星提(ti)供輔(fu)助能(neng)量。

（2）Pm-147放出能(neng)(neng)量低的β射線，用(yong)(yong)于制(zhi)造钷電池。作(zuo)為導彈(dan)制(zhi)導儀器及(ji)鐘表的電源。此種(zhong)電池體積小，能(neng)(neng)連(lian)續使用(yong)(yong)數年之久。此外(wai)，钷還用(yong)(yong)于便(bian)攜式X-射線儀、制(zhi)備熒光(guang)粉、度(du)(du)量厚(hou)度(du)(du)以及(ji)航(hang)標燈中。

（3）主要用(yong)于(yu)示蹤的研究。用(yong)來(lai)制造(zao)核(he)能(neng)電(dian)池；如同筆尖大小的"原子(zi)電(dian)池"，可(ke)用(yong)于(yu)導(dao)彈(dan)儀器、手表(biao)和收音機的電(dian)源，是摻入硫(liu)化鋅的夜(ye)光粉(fen)原料(liao)。

（4）用量(liang)作測厚度儀器的射線源(yuan)

（5）刻度和(he)(he)校正儀表、工(gong)業(ye)厚度計(ji)：用于鋼鐵制造(zao)(zao)、塑料工(gong)業(ye)和(he)(he)造(zao)(zao)紙工(gong)業(ye)。

（6）電離源：用(yong)于電子捕獲鑒定(ding)器、靜(jing)電消(xiao)除器等(deng)。

（7）用作同位素熱(re)源。

危害及防護

對于147Pm密封(feng)源來講，在正常(chang)使(shi)用(yong)或操作的條件(jian)下(xia)不(bu)存在環境(jing)影(ying)響問題，或環境(jing)影(ying)響很小。但(dan)在密封(feng)源包殼(ke)破裂、放(fang)射源失控等情況下(xia)可能對環境(jing)造成一定污染。

147Pm為β輻射體(ti)，在衰(shuai)變過(guo)程(cheng)中，除釋放(fang)出β粒子(zi)外，還能釋放(fang)一定能量的γ射線。因此147Pm源可(ke)引發γ外照(zhao)射；事故(gu)工(gong)況下(xia)，147Pm泄漏可(ke)對人體(ti)形成β射線外照(zhao)射，或經呼吸道、消化道及(ji)完整皮膚(fu)及(ji)傷口進(jin)入人體(ti)引發內照(zhao)射。

診斷治療

147Pm促排：

（1）氨羧型(xing)絡合劑：DTPA、三(san)亞(ya)乙(yi)(yi)基(ji)四胺(an)六乙(yi)(yi)酸（TTHA）、乙(yi)(yi)二胺(an)四乙(yi)(yi)酸（EDTA）和喹胺(an)酸等，促排效果最好。

（2）H-73-10是我國合成的新(xin)型螯(ao)合劑(ji)，能(neng)顯(xian)著降低(di)147Pm在肝、骨中的滯(zhi)留量(liang)，增(zeng)加147Pm在尿(niao)中的排出率。

（3）N-雙(shuang)羧甲基(ji)(ji)(ji)氨(an)基(ji)(ji)(ji)乙(yi)酰對氨(an)基(ji)(ji)(ji)水(shui)楊酸、3-N,N-雙(shuang)羧甲基(ji)(ji)(ji)氨(an)甲基(ji)(ji)(ji)-5-乙(yi)氧羰(tang)基(ji)(ji)(ji)鄰苯二(er)酚(fen)和(he)N,N-雙(shuang)羧甲基(ji)(ji)(ji)氨(an)基(ji)(ji)(ji)乙(yi)酰半胱(guang)氨(an)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(shuang)羧甲基(ji)(ji)(ji)氨(an)基(ji)(ji)(ji)乙(yi)酰半胱(guang)氨(an)酸效(xiao)果(guo)最(zui)佳。