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钷（Promethium），元素符(fu)號為Pm，原(yuan)子序(xu)數(shu)為61，是一種(zhong)具(ju)有(you)放(fang)射性的鑭系稀土元素之一。已知有(you)17種(zhong)同位素和(he)4種(zhong)同質異(yi)能素。其中最(zui)重要的是從鈾裂變產物(wu)中提取或用中子照射146Nd制得的147Pm（半(ban)衰期(qi)2.64年(nian)）。

研究簡史

發(fa)現人：馬林茨基（J.A.Marinky）、格倫丁寧（L.E.Glendenin）和克里爾（C.Coryell）

發現年(nian)代(dai)：1945年(nian)

發(fa)現(xian)過程(cheng)：1945年馬(ma)林茨基、格倫丁寧和克里爾（C.Coryell），從裂變產物的殘余(yu)物中分離(li)制得。

1902年，捷克化學家博胡斯拉夫布勞納(na)發現的(de)(de)(de)(de)所(suo)有(you)(you)相(xiang)鄰的(de)(de)(de)(de)鑭系元(yuan)素釹和釤(shan)之(zhi)間(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)差異是最大的(de)(de)(de)(de)，作為結(jie)論，他(ta)(ta)建(jian)議(yi)有(you)(you)一個(ge)元(yuan)素有(you)(you)它(ta)們(men)(men)之(zhi)間(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)中間(jian)(jian)性(xing)質。這一預測(ce)在1914年由亨利·莫斯利所(suo)證實，同時他(ta)(ta)發現有(you)(you)幾(ji)個(ge)原子(zi)序(xu)數并沒有(you)(you)相(xiang)對應的(de)(de)(de)(de)元(yuan)素，分別為43，61，72，75，85，87。隨著對元(yuan)素表中族與族之(zhi)間(jian)(jian)知識的(de)(de)(de)(de)差距，所(suo)以開(kai)始進行(xing)預測(ce)地球和自(zi)然環境中的(de)(de)(de)(de)稀(xi)有(you)(you)元(yuan)素。利用(yong)巴西礦物獨(du)居石的(de)(de)(de)(de)分級結(jie)晶(jing)分離一硝酸鹽的(de)(de)(de)(de)稀(xi)土元(yuan)素后,它(ta)們(men)(men)得到的(de)(de)(de)(de)溶液(ye)(ye)主要含有(you)(you)釤(shan)。此(ci)溶液(ye)(ye)得到X-ray的(de)(de)(de)(de)光譜屬(shu)于釤(shan)和元(yuan)素61。為了紀念(nian)他(ta)(ta)們(men)(men)的(de)(de)(de)(de)城市，他(ta)(ta)們(men)(men)命名的(de)(de)(de)(de)元(yuan)素61為“florentium"。該(gai)研究結(jie)果發表在1926年，但(dan)科學家們(men)(men)聲稱的(de)(de)(de)(de)實驗(yan)是在1924年。

此外，在1926年，一(yi)組科學家從伊利諾伊大學Urbana-Champaign分校，史密斯霍(huo)普金斯和萊昂(ang)英特(te)馬(ma)公布(bu)的(de)(de)元素61的(de)(de)發(fa)現。他們把它命名為"illinium"。這些(xie)發(fa)現被指出是錯誤的(de)(de)，因為在所(suo)謂元素61的(de)(de)光(guang)譜上的(de)(de)線(xian)跟釹是相同的(de)(de)，這些(xie)線(xian)被發(fa)現是一(yi)些(xie)雜質(zhi)（鋇，鉻和鉑）組成的(de)(de)。

1939年(nian)，加(jia)州(zhou)大學用60英寸回旋(xuan)加(jia)速器制(zhi)造钷，但它沒有實現(xian)。

1945年(nian)，美(mei)國田(tian)納西(xi)州橡樹嶺克林(lin)頓實驗(yan)室的(de)研究人(ren)員馬林(lin)茨基(ji)、格倫丁寧和(he)克里(li)爾在(zai)鈾裂變(bian)產物中(zhong)發現了61號(hao)元素。他們應用了新的(de)離(li)子色層(ceng)分離(li)法把它分離(li)出來，并(bing)研究了它。新元素并(bing)命名(ming)為promethium，元素符號(hao)定為Pm，名(ming)稱(cheng)來自希臘神話(hua)中(zhong)偷取火種給人(ren)類的(de)英雄普羅米修(xiu)斯（Prometheus）。1949年(nian)國際純粹和(he)應用化(hua)學聯合(he)會接受(shou)了這一名(ming)稱(cheng)。

钷是繼(ji)锝之后，人工(gong)(gong)制(zhi)得的(de)(de)(de)第二個化學元素。在天然(ran)(ran)礦(kuang)物(wu)中(zhong)(zhong)尋找61號元素的(de)(de)(de)工(gong)(gong)作(zuo)，花(hua)費了科(ke)學家(jia)們不(bu)少的(de)(de)(de)時間和精力，但最(zui)后都無功(gong)而(er)返(fan)。后來(lai)在“同位素統計規(gui)則”的(de)(de)(de)指導下，科(ke)學家(jia)們放棄了從(cong)天然(ran)(ran)礦(kuang)石(shi)中(zhong)(zhong)尋找，而(er)走向(xiang)核(he)反應的(de)(de)(de)產(chan)物(wu)中(zhong)(zhong)。（然(ran)(ran)而(er)，微量的(de)(de)(de)钷的(de)(de)(de)確以核(he)裂變的(de)(de)(de)結果出現在鈾礦(kuang)石(shi)中(zhong)(zhong)，但總量少于礦(kuang)石(shi)的(de)(de)(de)每百萬(wan)噸1微克。）

1947年，馬林斯基（J.A.Marinsky）、格倫丹(dan)寧（L.E.Glendenin）和科里爾(er)（C.E.Coryell）從鈾(you)的(de)裂變產物中(zhong)(zhong)發現(xian)了61號元素，用希臘神話中(zhong)(zhong)的(de)神名普羅米修斯（Prometheus）命名為钷（Promethium）。

一直到(dao)1948年，才制得(de)可以看(kan)得(de)見并(bing)可稱重(zhong)的氯化钷(po)（PmCl3，黃(huang)色）和硝酸钷(po)（Pm(NO3)3）各3毫克。1965年從6000噸鈾礦中(zhong)取得(de)350毫克钷(po)，是(shi)鈾自動分(fen)裂的產物（一說(shuo)為1986年M.阿特(te)雷普(pu)微（M.Attrep）從剛(gang)果瀝青鈾礦中(zhong)分(fen)離出钷(po)，含量甚微，每(mei)千克礦物中(zhong)僅含4×10-15克）。這樣地殼中(zhong)也找到(dao)了它。

1972年在天然鈾礦提取物中發現了147Pm（半衰期2.64年），從此Pm不(bu)再是人造(zao)元素。

迄今(jin)已合成28個钷的(de)同位素，钷-147的(de)壽命是2.6234年，β輻射(she)弱，因(yin)而被(bei)用來制造(zao)像藥片(pian)一樣大(da)小的(de)原子電(dian)池。由于這(zhe)種能源很(hen)安全，而且(qie)作用的(de)時間長，具有(you)钷-147的(de)電(dian)池首先應用在助聽器和輕便的(de)無線(xian)電(dian)接受(shou)器中(zhong)。

理化性質

物理性質

第一電離能5.55eV。放射性(xing)元素，半衰期(qi)最長的(de)為145Pm，18年，147Pm半衰期(qi)為2.64年。雖然有較長的(de)半衰期(qi)，但是很難大量積累它。物理性(xing)質(zhi)和(he)化學性(xing)質(zhi)與釹和(he)釕(liao)相(xiang)似(si)。其同(tong)位素不穩定。原子(zi)豐度(du)(du)和(he)宇宙體重原子(zi)豐度(du)(du)無。

常見化合價 3

電負性 1.13

外圍電子排布(bu) 4f56s2

核外電子排布 2，8，18，23，8，2

同位素及放射線 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(dian)離能 535kJ/mol

第二電離能 1052kJ/mol

第三電離能 2150kJ/mol

原(yuan)子半徑 2.62埃

離子半徑 0.979埃

共價(jia)半徑 1.63埃

化學性質

原子量 145

晶體(ti)結構 晶胞(bao)為六方晶胞(bao)

原子體積(ji) 22.39cm3/mol

電(dian)離能(neng)(kJ/mol) M - M+ 535.9

M+ - M2+ 1052

M2+ - M3+ 2150

M3+ - M4+ 3970

制備方法

在核(he)反應(ying)堆中人工方法制得。

應用領域

（1）可作熱源。為真空探測和人造(zao)衛(wei)星提供輔助能量。

（2）Pm-147放(fang)出能(neng)量低的β射線，用于制造钷電池。作(zuo)為導(dao)彈(dan)制導(dao)儀(yi)器及鐘表的電源(yuan)。此種電池體積小，能(neng)連續使用數年之(zhi)久。此外，钷還用于便(bian)攜式(shi)X-射線儀(yi)、制備熒光粉、度量厚度以及航標燈(deng)中(zhong)。

（3）主要用于示蹤的(de)(de)研究。用來制造核能電池(chi)；如同(tong)筆尖大小(xiao)的(de)(de)"原(yuan)子電池(chi)"，可(ke)用于導彈儀器、手表和收(shou)音機(ji)的(de)(de)電源(yuan)，是摻(chan)入硫(liu)化鋅(xin)的(de)(de)夜光(guang)粉原(yuan)料。

（4）用量作測(ce)厚(hou)度儀器的射線源

（5）刻度和校正儀表、工(gong)業(ye)厚(hou)度計(ji)：用于鋼鐵制造、塑料工(gong)業(ye)和造紙工(gong)業(ye)。

（6）電離源(yuan)：用于電子捕(bu)獲(huo)鑒定器、靜電消除器等(deng)。

（7）用作同位素熱源。

危害及防護

對于(yu)147Pm密(mi)封源來講(jiang)，在正常使(shi)用或(huo)操作的條(tiao)件下(xia)不存在環境影(ying)響問題，或(huo)環境影(ying)響很(hen)小。但在密(mi)封源包殼破裂、放射源失控等情況下(xia)可能對環境造成一定污染。

147Pm為(wei)β輻射(she)(she)體，在(zai)衰變過程中，除(chu)釋(shi)放出(chu)β粒子外(wai)，還能釋(shi)放一定能量(liang)的γ射(she)(she)線。因(yin)此(ci)147Pm源可引(yin)發γ外(wai)照射(she)(she)；事故工(gong)況下，147Pm泄漏可對人體形成β射(she)(she)線外(wai)照射(she)(she)，或經呼吸道、消化道及完整皮膚及傷口進入(ru)人體引(yin)發內照射(she)(she)。

診斷治療

147Pm促排：

（1）氨羧型絡合劑：DTPA、三亞乙(yi)(yi)基(ji)四(si)胺六乙(yi)(yi)酸(suan)（TTHA）、乙(yi)(yi)二胺四(si)乙(yi)(yi)酸(suan)（EDTA）和喹(kui)胺酸(suan)等，促排效果(guo)最(zui)好。

（2）H-73-10是我國合成(cheng)的(de)(de)新(xin)型螯合劑，能顯(xian)著降低(di)147Pm在肝、骨(gu)中(zhong)的(de)(de)滯留(liu)量，增加147Pm在尿中(zhong)的(de)(de)排出率(lv)。

（3）N-雙羧(suo)甲(jia)(jia)(jia)基(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)氨(an)(an)(an)基(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)乙(yi)(yi)酰(xian)對氨(an)(an)(an)基(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)水楊酸、3-N,N-雙羧(suo)甲(jia)(jia)(jia)基(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)氨(an)(an)(an)甲(jia)(jia)(jia)基(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)-5-乙(yi)(yi)氧(yang)羰(tang)基(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)鄰苯(ben)二酚(fen)和N,N-雙羧(suo)甲(jia)(jia)(jia)基(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)氨(an)(an)(an)基(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)乙(yi)(yi)酰(xian)半胱氨(an)(an)(an)酸。三(san)種新促排劑能(neng)明顯(xian)增(zeng)高(gao)尿、糞147Pm排出(chu)量，其中以(yi)N,N-雙羧(suo)甲(jia)(jia)(jia)基(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)氨(an)(an)(an)基(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)乙(yi)(yi)酰(xian)半胱氨(an)(an)(an)酸效果最佳(jia)。