钷(英语:Promethium),是一种化学元素,其化学符号为Pm,原子序数为61,属于镧系元素,也是稀土元素之一。钷是镧系及稀土元素中唯一一个没有稳定同位素的元素,其所有同位素都具有放射性,其中寿命最长的是钷-145,半衰期约17.7年。由于缺乏长寿命的同位素,钷在自然界中极为稀有,同一时间在地壳中自然存在的钷只有大约500-600克。原子序小于83(铋)的元素中只有钷和锝没有稳定的同位素,钷也是前84种元素中(钋以前)最不稳定的元素。如同大多数稀土元素,钷只表现出一种稳定的氧化态,即+3。
Quick Facts 外观, 概况 ...
钷 61Pm
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外观 |
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金属光泽 |
概况 |
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名称·符号·序数 | 钷(promethium)·Pm·61 |
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元素类别 | 镧系元素 |
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族·周期·区 | 不适用·6·f |
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标准原子质量 | [145] |
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电子排布 | [氙] 4f5 6s2 2, 8, 18, 23, 8, 2
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历史 |
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发现 | 雅各布·A·马林斯基、劳伦斯·E·格兰丹宁、查尔斯·D·科耶尔(1945年) |
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命名 | 葛蕾丝·玛丽·科耶尔(Grace Mary Coryell)(1945年) |
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物理性质 |
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物态 | 固态 |
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密度 | (接近室温) 7.26 g·cm−3 |
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熔点 | 1315 K,1042 °C,1908 °F |
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沸点 | 3273 K,3000 °C,5432 °F |
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熔化热 | 7.13 kJ·mol−1 |
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汽化热 | 289 kJ·mol−1 |
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原子性质 |
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氧化态 | +3 (中等碱性的氧化物) |
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电负性 | ? 1.13(鲍林标度) |
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电离能 | 第一:540 kJ·mol−1
第二:1050 kJ·mol−1
第三:2150 kJ·mol−1 |
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原子半径 | 183 pm |
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共价半径 | 199 pm |
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钷的原子谱线 |
杂项 |
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晶体结构 | 六方晶系 |
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磁序 | 顺磁性[1] |
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电阻率 | (r.t.) est. 0.75 µ Ω·m |
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热导率 | 17.9 W·m−1·K−1 |
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热膨胀系数 | (r.t.) (α, 晶体) est. 11 µm/(m·K) |
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杨氏模量 | (α 式) est. 46 GPa |
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剪切模量 | (α 式) est. 18 GPa |
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体积模量 | (α 式) est. 33 GPa |
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泊松比 | (α 式) est. 0.28 |
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CAS号 | 7440-12-2 |
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同位素 |
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主条目:钷的同位素
同位素
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丰度
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半衰期(t1/2)
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衰变
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方式
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能量(MeV)
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产物
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145Pm
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人造
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17.7 年
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ε
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0.164
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145Nd
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α
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2.322
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141Pr
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146Pm
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人造
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5.53 年
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ε
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1.472
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146Nd
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β−
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1.542
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146Sm
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147Pm
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痕量
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2.6234 年
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β−
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0.224
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147Sm
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149Pm
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痕量
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53.08 小时
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β−
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1.072
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149Sm
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Close
1902年,博胡斯拉夫·布劳纳提出有一种当时未知的元素,其性质介于已知元素钕(60)和钐(62)之间;1914年,亨利·莫塞莱证实了这一点,他测量了当时所有已知元素的原子序数,发现原子序数61的位置是空缺的。1926年,有两个小组(一组意大利人和一组美国人)分别声称分离出了61号元素的样品;这两个“发现”很快被证明是错误的。[2] [3]
1945年,在橡树岭国家实验室,通过对石墨反应堆中照射的铀燃料之裂变产物进行分离与分析,首次发现并确认61号元素的存在。发现者提出了 "Prometheum" 这个名字(后来拼写改为Promethium),来源于希腊神话中从奥林匹斯山盗取火种并将火种带给人类的泰坦普罗米修斯,象征着“人类智慧的大胆和可能的被滥用”。第一件钷金属的样本直到1963年才被制造出来。
钷在自然界中有两种可能的来源:天然铕-151的α衰变(产生钷-147)和铀的自发裂变(产生各种同位素)。尽管钷-145是最稳定的钷同位素,但钷的实际应用只局限于钷-147的化合物,这些化合物被用于夜光漆、核电池和厚度量测装置。由于天然钷极为稀少,通常是通过用热中子轰击铀-235(浓缩铀)来合成钷-147。