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钷（Promethium），元(yuan)素符(fu)號為Pm，原子序數為61，是(shi)一種(zhong)具(ju)有放射性的(de)鑭系稀土元(yuan)素之一。已知有17種(zhong)同位素和4種(zhong)同質異能素。其中最重要的(de)是(shi)從鈾裂(lie)變產物中提取或(huo)用(yong)中子照射146Nd制得的(de)147Pm（半衰期2.64年）。

研究簡史

發(fa)現人：馬(ma)林茨基（J.A.Marinky）、格(ge)倫丁寧（L.E.Glendenin）和克里爾(er)（C.Coryell）

發(fa)現年代：1945年

發現過程：1945年馬林茨基、格倫丁寧和克里爾（C.Coryell），從裂變產(chan)物(wu)的殘余物(wu)中分離制得(de)。

1902年，捷(jie)克化學(xue)(xue)家博胡斯(si)拉夫布勞(lao)納發現(xian)的(de)(de)(de)所(suo)有(you)相(xiang)鄰的(de)(de)(de)鑭系元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)釹和(he)釤之(zhi)間的(de)(de)(de)差(cha)異是最大的(de)(de)(de)，作為結(jie)論(lun)，他建議有(you)一(yi)個元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)有(you)它們之(zhi)間的(de)(de)(de)中間性質。這一(yi)預(yu)測(ce)在(zai)1914年由(you)亨利(li)·莫斯(si)利(li)所(suo)證實，同時他發現(xian)有(you)幾個原子(zi)序數并(bing)沒有(you)相(xiang)對(dui)應的(de)(de)(de)元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)，分別(bie)為43，61，72，75，85，87。隨著對(dui)元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)表(biao)中族與族之(zhi)間知識的(de)(de)(de)差(cha)距(ju)，所(suo)以開(kai)始(shi)進行預(yu)測(ce)地球和(he)自然(ran)環境中的(de)(de)(de)稀有(you)元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)。利(li)用巴西礦物(wu)獨居石的(de)(de)(de)分級結(jie)晶分離(li)一(yi)硝酸(suan)鹽(yan)的(de)(de)(de)稀土元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)后(hou),它們得(de)(de)到(dao)的(de)(de)(de)溶液(ye)(ye)主要含有(you)釤。此溶液(ye)(ye)得(de)(de)到(dao)X-ray的(de)(de)(de)光譜(pu)屬于釤和(he)元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)61。為了紀(ji)念他們的(de)(de)(de)城市，他們命名的(de)(de)(de)元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)61為“florentium"。該(gai)研究(jiu)結(jie)果發表(biao)在(zai)1926年，但科學(xue)(xue)家們聲稱的(de)(de)(de)實驗是在(zai)1924年。

此外，在(zai)1926年，一(yi)組科(ke)學(xue)家從伊利(li)諾伊大學(xue)Urbana-Champaign分校，史密斯霍普(pu)金斯和(he)萊昂英特馬(ma)公布的元素61的發(fa)現(xian)。他們把它命(ming)名為"illinium"。這(zhe)些(xie)發(fa)現(xian)被(bei)指出是(shi)(shi)錯誤的，因(yin)為在(zai)所謂元素61的光譜上(shang)的線跟釹是(shi)(shi)相(xiang)同的，這(zhe)些(xie)線被(bei)發(fa)現(xian)是(shi)(shi)一(yi)些(xie)雜質（鋇(bei)，鉻和(he)鉑）組成的。

1939年(nian)，加(jia)州大學用(yong)60英(ying)寸(cun)回(hui)旋加(jia)速(su)器制造(zao)钷，但它沒有實現。

1945年，美國田(tian)納西州(zhou)橡樹嶺克林頓(dun)實驗(yan)室的(de)研究(jiu)人員馬林茨基(ji)、格倫丁(ding)寧(ning)和克里爾在鈾裂變產物中發現了(le)(le)61號(hao)元素(su)。他們應用了(le)(le)新的(de)離(li)子色層分離(li)法把它(ta)分離(li)出來(lai)，并(bing)研究(jiu)了(le)(le)它(ta)。新元素(su)并(bing)命名為promethium，元素(su)符號(hao)定為Pm，名稱(cheng)來(lai)自希臘(la)神話中偷(tou)取(qu)火種給(gei)人類的(de)英雄(xiong)普羅米修斯（Prometheus）。1949年國際(ji)純粹和應用化學聯合會接受了(le)(le)這一(yi)名稱(cheng)。

钷是繼锝之后，人工制(zhi)得的第二個化學(xue)元素。在天(tian)然礦(kuang)物中(zhong)尋找61號元素的工作，花費了(le)(le)科(ke)學(xue)家們(men)(men)不少的時間和精力，但最后都無功而(er)返(fan)。后來在“同位素統(tong)計規則(ze)”的指導下，科(ke)學(xue)家們(men)(men)放棄了(le)(le)從天(tian)然礦(kuang)石(shi)中(zhong)尋找，而(er)走向核反應的產(chan)物中(zhong)。（然而(er)，微(wei)量的钷的確以核裂變的結果(guo)出(chu)現在鈾礦(kuang)石(shi)中(zhong)，但總量少于礦(kuang)石(shi)的每(mei)百萬(wan)噸1微(wei)克。）

1947年，馬林斯基（J.A.Marinsky）、格倫丹(dan)寧（L.E.Glendenin）和科(ke)里爾（C.E.Coryell）從鈾(you)的裂變產物中發(fa)現了61號元素，用希(xi)臘神(shen)(shen)話中的神(shen)(shen)名(ming)普(pu)羅(luo)米修斯（Prometheus）命名(ming)為钷（Promethium）。

一(yi)直到(dao)1948年，才(cai)制(zhi)得可(ke)以看得見(jian)并可(ke)稱(cheng)重的氯(lv)化钷(po)（PmCl3，黃色）和硝酸钷(po)（Pm(NO3)3）各3毫克。1965年從6000噸(dun)鈾礦中(zhong)取得350毫克钷(po)，是鈾自動分裂的產物（一(yi)說為1986年M.阿特(te)雷(lei)普(pu)微（M.Attrep）從剛果瀝青(qing)鈾礦中(zhong)分離出(chu)钷(po)，含量甚(shen)微，每千克礦物中(zhong)僅含4×10-15克）。這樣地(di)殼中(zhong)也(ye)找到(dao)了它。

1972年在天然鈾(you)礦提取物(wu)中發現了147Pm（半衰期2.64年），從此Pm不再(zai)是(shi)人(ren)造元素。

迄今已合成28個钷的(de)同位素，钷-147的(de)壽命是(shi)2.6234年，β輻射弱，因而被用(yong)來制造像(xiang)藥片一樣大小的(de)原(yuan)子電池。由于這種(zhong)能源很安(an)全，而且(qie)作用(yong)的(de)時間長，具有钷-147的(de)電池首先應用(yong)在(zai)助聽器(qi)和輕便的(de)無(wu)線(xian)電接(jie)受器(qi)中。

理化性質

物理性質

第一電離能5.55eV。放射性元素，半(ban)(ban)衰期最長的(de)為145Pm，18年，147Pm半(ban)(ban)衰期為2.64年。雖然(ran)有較長的(de)半(ban)(ban)衰期，但是很難大量積累(lei)它。物理(li)性質(zhi)和(he)(he)化學性質(zhi)與釹和(he)(he)釕相似。其同(tong)位素不穩定。原子(zi)豐度(du)和(he)(he)宇宙體重原子(zi)豐度(du)無。

常見化合價 3

電負性 1.13

外圍電子排布 4f56s2

核外電子排布 2，8，18，23，8，2

同位素及(ji)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

第二電離能 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)體結構 晶(jing)胞(bao)為六方晶(jing)胞(bao)

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

在核反應堆中人工方(fang)法制(zhi)得。

應用領域

（1）可作熱源(yuan)。為(wei)真空探(tan)測和人造衛星提供輔助能量。

（2）Pm-147放出能量低的(de)β射線，用于制(zhi)造钷電池。作(zuo)為導(dao)彈制(zhi)導(dao)儀器(qi)及鐘表的(de)電源。此(ci)種電池體積小(xiao)，能連續(xu)使(shi)用數年之久。此(ci)外(wai)，钷還用于便攜式X-射線儀、制(zhi)備熒光粉、度(du)(du)量厚度(du)(du)以及航標燈中。

（3）主要用于示(shi)蹤的(de)研究。用來制造核(he)能(neng)電池；如(ru)同筆尖大小的(de)"原(yuan)子電池"，可用于導彈(dan)儀器、手表和收音機的(de)電源，是摻(chan)入硫化鋅的(de)夜光粉(fen)原(yuan)料。

（4）用(yong)量作測厚度(du)儀(yi)器的射線源

（5）刻(ke)度(du)和校正儀(yi)表、工(gong)業(ye)厚度(du)計：用(yong)于(yu)鋼鐵制造(zao)、塑料工(gong)業(ye)和造(zao)紙工(gong)業(ye)。

（6）電(dian)離源：用于電(dian)子捕(bu)獲鑒定器(qi)、靜電(dian)消除(chu)器(qi)等(deng)。

（7）用(yong)作同(tong)位素熱源。

危害及防護

對(dui)(dui)于147Pm密封源來講，在(zai)正常(chang)使用或(huo)操作(zuo)的條件下不存在(zai)環(huan)境(jing)影響(xiang)問(wen)題，或(huo)環(huan)境(jing)影響(xiang)很小。但在(zai)密封源包(bao)殼破裂、放射源失(shi)控等(deng)情況下可能對(dui)(dui)環(huan)境(jing)造成一定污染(ran)。

147Pm為β輻射(she)體，在衰變(bian)過程中，除釋放(fang)(fang)出β粒子(zi)外，還能釋放(fang)(fang)一定能量的(de)γ射(she)線。因此147Pm源可引發γ外照射(she)；事故工況(kuang)下，147Pm泄(xie)漏(lou)可對人體形(xing)成β射(she)線外照射(she)，或經呼吸道、消化(hua)道及完(wan)整皮(pi)膚及傷口進(jin)入人體引發內照射(she)。

診斷治療

147Pm促排：

（1）氨羧型絡合劑：DTPA、三亞乙基四胺(an)六乙酸（TTHA）、乙二胺(an)四乙酸（EDTA）和喹胺(an)酸等，促排(pai)效果最好。

（2）H-73-10是(shi)我國合成的新型(xing)螯合劑，能(neng)顯著降低147Pm在(zai)肝、骨中的滯(zhi)留量，增加147Pm在(zai)尿(niao)中的排出(chu)率。

（3）N-雙羧(suo)(suo)甲(jia)基(ji)(ji)(ji)氨(an)基(ji)(ji)(ji)乙(yi)酰(xian)對氨(an)基(ji)(ji)(ji)水(shui)楊酸、3-N,N-雙羧(suo)(suo)甲(jia)基(ji)(ji)(ji)氨(an)甲(jia)基(ji)(ji)(ji)-5-乙(yi)氧羰基(ji)(ji)(ji)鄰苯二酚(fen)和(he)N,N-雙羧(suo)(suo)甲(jia)基(ji)(ji)(ji)氨(an)基(ji)(ji)(ji)乙(yi)酰(xian)半胱(guang)氨(an)酸。三種新促排(pai)劑能明顯增高尿、糞147Pm排(pai)出量，其中以N,N-雙羧(suo)(suo)甲(jia)基(ji)(ji)(ji)氨(an)基(ji)(ji)(ji)乙(yi)酰(xian)半胱(guang)氨(an)酸效果最佳。