钷（Promethium），元素符號(hào)為Pm，原子序數(shù)為61，是一種具有放射性的鑭系稀土元素之一。已知有17種同位素和4種同質(zhì)異能素。其中最重要的是從鈾裂變產(chǎn)物中提取或用中子照射146Nd制得的147Pm（半衰期2.64年）。

研究簡史

發(fā)現(xiàn)人：馬林茨基（J.A.Marinky）、格倫丁寧（L.E.Glendenin）和克里爾（C.Coryell）

發(fā)現(xiàn)年代：1945年

發(fā)現(xiàn)過程：1945年馬林茨基、格倫丁寧和克里爾（C.Coryell），從裂變產(chǎn)物的殘余物中分離制得。

1902年，捷克化學(xué)家博胡斯拉夫布勞納發(fā)現(xiàn)的所有相鄰的鑭系元素釹和釤之間的差異是最大的，作為結(jié)論，他建議有一個(gè)元素有它們之間的中間性質(zhì)。這一預(yù)測(cè)在1914年由亨利·莫斯利所證實(shí)，同時(shí)他發(fā)現(xiàn)有幾個(gè)原子序數(shù)并沒有相對(duì)應(yīng)的元素，分別為43，61，72，75，85，87。隨著對(duì)元素表中族與族之間知識(shí)的差距，所以開始進(jìn)行預(yù)測(cè)地球和自然環(huán)境中的稀有元素。利用巴西礦物獨(dú)居石的分級(jí)結(jié)晶分離一硝酸鹽的稀土元素后,它們得到的溶液主要含有釤。此溶液得到X-ray的光譜屬于釤和元素61。為了紀(jì)念他們的城市，他們命名的元素61為“florentium"。該研究結(jié)果發(fā)表在1926年，但科學(xué)家們聲稱的實(shí)驗(yàn)是在1924年。

此外，在1926年，一組科學(xué)家從伊利諾伊大學(xué)Urbana-Champaign分校，史密斯霍普金斯和萊昂英特馬公布的元素61的發(fā)現(xiàn)。他們把它命名為"illinium"。這些發(fā)現(xiàn)被指出是錯(cuò)誤的，因?yàn)樵谒^元素61的光譜上的線跟釹是相同的，這些線被發(fā)現(xiàn)是一些雜質(zhì)（鋇，鉻和鉑）組成的。

1939年，加州大學(xué)用60英寸回旋加速器制造钷，但它沒有實(shí)現(xiàn)。

1945年，美國田納西州橡樹嶺克林頓實(shí)驗(yàn)室的研究人員馬林茨基、格倫丁寧和克里爾在鈾裂變產(chǎn)物中發(fā)現(xiàn)了61號(hào)元素。他們應(yīng)用了新的離子色層分離法把它分離出來，并研究了它。新元素并命名為promethium，元素符號(hào)定為Pm，名稱來自希臘神話中偷取火種給人類的英雄普羅米修斯（Prometheus）。1949年國際純粹和應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)接受了這一名稱。

钷是繼锝之后，人工制得的第二個(gè)化學(xué)元素。在天然礦物中尋找61號(hào)元素的工作，花費(fèi)了科學(xué)家們不少的時(shí)間和精力，但最后都無功而返。后來在“同位素統(tǒng)計(jì)規(guī)則”的指導(dǎo)下，科學(xué)家們放棄了從天然礦石中尋找，而走向核反應(yīng)的產(chǎn)物中。（然而，微量的钷的確以核裂變的結(jié)果出現(xiàn)在鈾礦石中，但總量少于礦石的每百萬噸1微克。）

1947年，馬林斯基（J.A.Marinsky）、格倫丹寧（L.E.Glendenin）和科里爾（C.E.Coryell）從鈾的裂變產(chǎn)物中發(fā)現(xiàn)了61號(hào)元素，用希臘神話中的神名普羅米修斯（Prometheus）命名為钷（Promethium）。

一直到1948年，才制得可以看得見并可稱重的氯化钷（PmCl3，黃色）和硝酸钷（Pm(NO3)3）各3毫克。1965年從6000噸鈾礦中取得350毫克钷，是鈾自動(dòng)分裂的產(chǎn)物（一說為1986年M.阿特雷普微（M.Attrep）從剛果瀝青鈾礦中分離出钷，含量甚微，每千克礦物中僅含4×10-15克）。這樣地殼中也找到了它。

1972年在天然鈾礦提取物中發(fā)現(xiàn)了147Pm（半衰期2.64年），從此Pm不再是人造元素。

迄今已合成28個(gè)钷的同位素，钷-147的壽命是2.6234年，β輻射弱，因而被用來制造像藥片一樣大小的原子電池。由于這種能源很安全，而且作用的時(shí)間長，具有钷-147的電池首先應(yīng)用在助聽器和輕便的無線電接受器中。

理化性質(zhì)

物理性質(zhì)

第一電離能5.55eV。放射性元素，半衰期最長的為145Pm，18年，147Pm半衰期為2.64年。雖然有較長的半衰期，但是很難大量積累它。物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)與釹和釕相似。其同位素不穩(wěn)定。原子豐度和宇宙體重原子豐度無。

常見化合價(jià) 3

電負(fù)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

原子半徑 2.62埃

離子半徑 0.979埃

共價(jià)半徑 1.63埃

化學(xué)性質(zhì)

原子量 145

晶體結(jié)構(gòu) 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

在核反應(yīng)堆中人工方法制得。

應(yīng)用領(lǐng)域

（1）可作熱源。為真空探測(cè)和人造衛(wèi)星提供輔助能量。

（2）Pm-147放出能量低的β射線，用于制造钷電池。作為導(dǎo)彈制導(dǎo)儀器及鐘表的電源。此種電池體積小，能連續(xù)使用數(shù)年之久。此外，钷還用于便攜式X-射線儀、制備熒光粉、度量厚度以及航標(biāo)燈中。

（3）主要用于示蹤的研究。用來制造核能電池；如同筆尖大小的"原子電池"，可用于導(dǎo)彈儀器、手表和收音機(jī)的電源，是摻入硫化鋅的夜光粉原料。

（4）用量作測(cè)厚度儀器的射線源

（5）刻度和校正儀表、工業(yè)厚度計(jì)：用于鋼鐵制造、塑料工業(yè)和造紙工業(yè)。

（6）電離源：用于電子捕獲鑒定器、靜電消除器等。

（7）用作同位素?zé)嵩础?/p>

危害及防護(hù)

對(duì)于147Pm密封源來講，在正常使用或操作的條件下不存在環(huán)境影響問題，或環(huán)境影響很小。但在密封源包殼破裂、放射源失控等情況下可能對(duì)環(huán)境造成一定污染。

147Pm為β輻射體，在衰變過程中，除釋放出β粒子外，還能釋放一定能量的γ射線。因此147Pm源可引發(fā)γ外照射；事故工況下，147Pm泄漏可對(duì)人體形成β射線外照射，或經(jīng)呼吸道、消化道及完整皮膚及傷口進(jìn)入人體引發(fā)內(nèi)照射。

診斷治療

147Pm促排：

（1）氨羧型絡(luò)合劑：DTPA、三亞乙基四胺六乙酸（TTHA）、乙二胺四乙酸（EDTA）和喹胺酸等，促排效果最好。

（2）H-73-10是我國合成的新型螯合劑，能顯著降低147Pm在肝、骨中的滯留量，增加147Pm在尿中的排出率。

（3）N-雙羧甲基氨基乙酰對(duì)氨基水楊酸、3-N,N-雙羧甲基氨甲基-5-乙氧羰基鄰苯二酚和N,N-雙羧甲基氨基乙酰半胱氨酸。三種新促排劑能明顯增高尿、糞147Pm排出量，其中以N,N-雙羧甲基氨基乙酰半胱氨酸效果最佳。