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钷（Promethium），元(yuan)素(su)符號為Pm，原子序數為61，是一種(zhong)(zhong)具有(you)放射(she)性(xing)的(de)鑭系稀土元(yuan)素(su)之一。已知有(you)17種(zhong)(zhong)同(tong)(tong)位素(su)和4種(zhong)(zhong)同(tong)(tong)質異能素(su)。其中(zhong)最重要的(de)是從鈾裂(lie)變產物中(zhong)提取或用中(zhong)子照射(she)146Nd制得(de)的(de)147Pm（半衰(shuai)期(qi)2.64年）。

研究簡史

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

發現年代：1945年

發現過程：1945年馬林茨基(ji)、格倫丁寧和克里爾（C.Coryell），從裂變產物(wu)的殘(can)余物(wu)中(zhong)分離制得。

1902年(nian)(nian)，捷克化(hua)學家博胡斯拉(la)夫(fu)布勞納發現的(de)(de)(de)(de)(de)所有(you)相鄰的(de)(de)(de)(de)(de)鑭系元(yuan)(yuan)素(su)(su)釹和(he)釤(shan)之(zhi)(zhi)間的(de)(de)(de)(de)(de)差異(yi)是(shi)(shi)最大的(de)(de)(de)(de)(de)，作(zuo)為結論，他(ta)建議有(you)一(yi)(yi)個元(yuan)(yuan)素(su)(su)有(you)它們(men)之(zhi)(zhi)間的(de)(de)(de)(de)(de)中間性質。這一(yi)(yi)預(yu)測在1914年(nian)(nian)由(you)亨利(li)(li)·莫斯利(li)(li)所證實(shi)，同(tong)時他(ta)發現有(you)幾(ji)個原子序數(shu)并沒有(you)相對應的(de)(de)(de)(de)(de)元(yuan)(yuan)素(su)(su)，分別為43，61，72，75，85，87。隨著(zhu)對元(yuan)(yuan)素(su)(su)表中族與(yu)族之(zhi)(zhi)間知(zhi)識的(de)(de)(de)(de)(de)差距，所以開始(shi)進行預(yu)測地球和(he)自然環境中的(de)(de)(de)(de)(de)稀(xi)有(you)元(yuan)(yuan)素(su)(su)。利(li)(li)用(yong)巴西礦(kuang)物獨居石的(de)(de)(de)(de)(de)分級結晶分離一(yi)(yi)硝酸鹽(yan)的(de)(de)(de)(de)(de)稀(xi)土元(yuan)(yuan)素(su)(su)后,它們(men)得到(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)溶(rong)液主(zhu)要含有(you)釤(shan)。此溶(rong)液得到(dao)X-ray的(de)(de)(de)(de)(de)光譜屬于釤(shan)和(he)元(yuan)(yuan)素(su)(su)61。為了(le)紀(ji)念他(ta)們(men)的(de)(de)(de)(de)(de)城市，他(ta)們(men)命(ming)名的(de)(de)(de)(de)(de)元(yuan)(yuan)素(su)(su)61為“florentium"。該研究結果發表在1926年(nian)(nian)，但科學家們(men)聲稱的(de)(de)(de)(de)(de)實(shi)驗(yan)是(shi)(shi)在1924年(nian)(nian)。

此外，在1926年，一組(zu)科學(xue)家從伊利諾伊大學(xue)Urbana-Champaign分校，史(shi)密斯霍普金(jin)斯和萊(lai)昂英特(te)馬(ma)公布的(de)(de)元素(su)(su)61的(de)(de)發(fa)現(xian)(xian)。他們把它命(ming)名為"illinium"。這些(xie)發(fa)現(xian)(xian)被(bei)指出(chu)是錯誤的(de)(de)，因為在所謂元素(su)(su)61的(de)(de)光譜上的(de)(de)線(xian)跟釹是相(xiang)同(tong)的(de)(de)，這些(xie)線(xian)被(bei)發(fa)現(xian)(xian)是一些(xie)雜質（鋇(bei)，鉻和鉑）組(zu)成(cheng)的(de)(de)。

1939年，加(jia)州大學用60英寸回旋加(jia)速(su)器制(zhi)造钷(po)，但它沒(mei)有實現。

1945年，美國(guo)田納西州(zhou)橡樹嶺克(ke)林頓(dun)實驗室的研(yan)究人(ren)員(yuan)馬林茨基、格倫丁寧(ning)和(he)(he)克(ke)里爾在(zai)鈾(you)裂變產(chan)物中發現了61號(hao)元素。他們應用了新的離子色層分離法把(ba)它分離出來(lai)，并研(yan)究了它。新元素并命名(ming)為promethium，元素符號(hao)定為Pm，名(ming)稱來(lai)自希臘(la)神話中偷取火種(zhong)給人(ren)類的英雄普羅米(mi)修(xiu)斯（Prometheus）。1949年國(guo)際(ji)純粹和(he)(he)應用化學聯(lian)合會接受了這一名(ming)稱。

钷(po)是繼锝之后(hou)，人工制得的(de)(de)第(di)二個化學(xue)元(yuan)(yuan)素(su)。在(zai)天然礦(kuang)(kuang)物(wu)中(zhong)尋(xun)找(zhao)61號元(yuan)(yuan)素(su)的(de)(de)工作，花費了科(ke)學(xue)家們不少(shao)的(de)(de)時間和精(jing)力，但最后(hou)都無功而返。后(hou)來在(zai)“同位素(su)統計規(gui)則”的(de)(de)指導下，科(ke)學(xue)家們放棄了從天然礦(kuang)(kuang)石(shi)中(zhong)尋(xun)找(zhao)，而走向核反應的(de)(de)產物(wu)中(zhong)。（然而，微(wei)量的(de)(de)钷(po)的(de)(de)確以(yi)核裂變(bian)的(de)(de)結果出現(xian)在(zai)鈾礦(kuang)(kuang)石(shi)中(zhong)，但總量少(shao)于礦(kuang)(kuang)石(shi)的(de)(de)每百萬(wan)噸1微(wei)克。）

1947年，馬(ma)林斯基（J.A.Marinsky）、格倫(lun)丹寧(ning)（L.E.Glendenin）和科里爾（C.E.Coryell）從(cong)鈾的(de)裂變產物中(zhong)發現了61號元素(su)，用希臘神話(hua)中(zhong)的(de)神名普羅(luo)米修斯（Prometheus）命名為钷（Promethium）。

一直到1948年，才制得可(ke)以看(kan)得見并可(ke)稱重的氯化(hua)钷（PmCl3，黃色）和硝酸钷（Pm(NO3)3）各3毫克(ke)。1965年從6000噸鈾(you)礦(kuang)中(zhong)(zhong)取得350毫克(ke)钷，是(shi)鈾(you)自動分(fen)裂的產物（一說為1986年M.阿特雷普微（M.Attrep）從剛果瀝(li)青鈾(you)礦(kuang)中(zhong)(zhong)分(fen)離出钷，含量(liang)甚微，每千克(ke)礦(kuang)物中(zhong)(zhong)僅(jin)含4×10-15克(ke)）。這樣地殼中(zhong)(zhong)也(ye)找(zhao)到了它。

1972年在天然鈾礦(kuang)提(ti)取物(wu)中發現了147Pm（半衰期(qi)2.64年），從此Pm不(bu)再是(shi)人造元素。

迄今已合成28個(ge)钷的同位(wei)素，钷-147的壽命是2.6234年，β輻射弱，因而(er)被(bei)用(yong)來(lai)制(zhi)造像藥片一樣大小的原子電池(chi)。由于這種(zhong)能源很安全，而(er)且作用(yong)的時間長，具有钷-147的電池(chi)首先應用(yong)在助(zhu)聽器和輕便的無線電接受器中。

理化性質

物理性質

第一(yi)電離能5.55eV。放(fang)射性(xing)(xing)(xing)元素，半衰(shuai)期(qi)最長的(de)(de)為145Pm，18年，147Pm半衰(shuai)期(qi)為2.64年。雖(sui)然有較長的(de)(de)半衰(shuai)期(qi)，但是很難大量積累它(ta)。物理性(xing)(xing)(xing)質和化學性(xing)(xing)(xing)質與釹和釕(liao)相似。其同位素不穩定(ding)。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(wei)電子(zi)排布 4f56s2

核外電子(zi)排布 2，8，18，23，8，2

同位素(su)及放(fang)射(she)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 535kJ/mol

第(di)二電(dian)離(li)能 1052kJ/mol

第三電離能 2150kJ/mol

原子(zi)半徑 2.62埃

離子半徑(jing) 0.979埃(ai)

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(ji) 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(gong)方(fang)法制得(de)。

應用領域

（1）可作熱源。為真空探測(ce)和人(ren)造(zao)衛星(xing)提供(gong)輔助能量。

（2）Pm-147放(fang)出能(neng)量低(di)的β射線(xian)，用(yong)于制造钷電(dian)池。作為導彈(dan)制導儀器及(ji)鐘表的電(dian)源。此(ci)種電(dian)池體積小(xiao)，能(neng)連(lian)續使用(yong)數年之久。此(ci)外，钷還(huan)用(yong)于便攜式(shi)X-射線(xian)儀、制備(bei)熒光粉(fen)、度量厚度以及(ji)航標燈中。

（3）主要用(yong)于(yu)示蹤的(de)(de)研究。用(yong)來(lai)制造核能(neng)電(dian)池；如同筆尖大小的(de)(de)"原子電(dian)池"，可用(yong)于(yu)導彈儀器(qi)、手表和收音機的(de)(de)電(dian)源(yuan)，是摻入硫(liu)化鋅(xin)的(de)(de)夜光(guang)粉(fen)原料。

（4）用量作測厚度儀(yi)器的射線源

（5）刻(ke)度(du)和(he)校正儀(yi)表、工(gong)業厚度(du)計(ji)：用于鋼鐵制造、塑(su)料(liao)工(gong)業和(he)造紙工(gong)業。

（6）電離(li)源：用(yong)于(yu)電子捕獲鑒(jian)定器、靜(jing)電消(xiao)除器等。

（7）用作同位素熱(re)源。

危害及防護

對于147Pm密封(feng)源來講，在(zai)(zai)正常使用(yong)或操作的條件下不存在(zai)(zai)環(huan)境影響問題，或環(huan)境影響很小。但在(zai)(zai)密封(feng)源包殼(ke)破裂、放射源失控(kong)等情況下可能對環(huan)境造(zao)成一定(ding)污染。

147Pm為β輻射(she)(she)體(ti)(ti)，在衰變過程中，除釋(shi)放出β粒子外(wai)，還能釋(shi)放一定(ding)能量的γ射(she)(she)線。因此147Pm源可引發γ外(wai)照射(she)(she)；事(shi)故工況下，147Pm泄漏(lou)可對人(ren)體(ti)(ti)形成β射(she)(she)線外(wai)照射(she)(she)，或經呼吸道、消(xiao)化道及完(wan)整(zheng)皮(pi)膚及傷口進入人(ren)體(ti)(ti)引發內照射(she)(she)。

診斷治療

147Pm促排：

（1）氨羧型(xing)絡(luo)合劑(ji)：DTPA、三亞乙基四(si)胺六乙酸(suan)(suan)（TTHA）、乙二胺四(si)乙酸(suan)(suan)（EDTA）和(he)喹胺酸(suan)(suan)等，促排效果最好。

（2）H-73-10是我(wo)國合(he)成(cheng)的新型螯合(he)劑，能顯著降低147Pm在肝、骨中(zhong)的滯(zhi)留(liu)量，增加147Pm在尿(niao)中(zhong)的排(pai)出率。

（3）N-雙(shuang)羧甲基(ji)氨(an)基(ji)乙(yi)酰(xian)(xian)對(dui)氨(an)基(ji)水楊酸、3-N,N-雙(shuang)羧甲基(ji)氨(an)甲基(ji)-5-乙(yi)氧(yang)羰基(ji)鄰苯二酚和N,N-雙(shuang)羧甲基(ji)氨(an)基(ji)乙(yi)酰(xian)(xian)半胱(guang)氨(an)酸。三種(zhong)新促排劑能明顯增(zeng)高尿、糞147Pm排出量，其中(zhong)以N,N-雙(shuang)羧甲基(ji)氨(an)基(ji)乙(yi)酰(xian)(xian)半胱(guang)氨(an)酸效果(guo)最佳。