原子序数 61 · 镧系元素
钷 Pm
别名: Promethium
钷(Pm)是第61号元素,也是唯一没有稳定同位素的镧系元素。由于它在自然界中几乎完全不存在,它在周期表中的位置空了几十年,直到在核反应堆的裂变产物中被发现。这也是它的原子质量以方括号写作[145]的原因。
主要性质
| 原子序数 | 61 |
|---|---|
| 原子量 | [145] (无稳定同位素,方括号内为代表性同位素的质量数) |
| 分类 | 镧系元素 |
| 族 | 镧系/锕系(无族序号) |
| 周期 | 6 |
| 区 | f |
| 物态(25 °C,1 atm) | 固态 |
| 熔点 | 1315 K (1041.8 °C) |
| 沸点 | 3273 K (2999.8 °C) |
| 密度 | 7.26 g/cm³ |
| 电负性(鲍林标度) | — |
| 原子半径(范德华半径) | 236 pm |
| 第一电离能 | 5.55 eV |
| 电子亲和能 | — |
| 氧化态 | +3 |
| 发现 | 1945 |
电子排布
- 简写
- [Xe]6s2 4f5
- 完整
- 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 4f5 5s2 5p6 6s2
- 各电子层电子数
- 2 · 8 · 18 · 23 · 8 · 2
轨道表示式
在周期表中的位置
发现历史
1913年亨利·莫塞莱把X射线光谱与原子序数联系起来之后,化学家们清楚地看到钕(60)和钐(62)之间有一个空缺。20世纪20年代,美国和意大利的研究小组分别宣布发现了“illinium”和“florentium”,但两者都无法重复;这种元素在他们的稀土样品中根本没有可检测的含量。
真正的发现发生在田纳西州橡树岭的克林顿实验室。1945年,雅各布·马林斯基、劳伦斯·格伦德宁和查尔斯·科里尔用离子交换色谱法分离铀的裂变产物,鉴定出了61号元素的同位素。由于战时保密,发现的公布推迟到了1947年。
名称由来
名称是为了纪念希腊神话中从众神那里盗取火种赐予人类的泰坦普罗米修斯(Prometheus)。一般认为这个名字是由发现者之一的妻子格蕾丝·玛丽·科里尔提出的,意在同时唤起核能的力量与危险——而正是核能过程制造出了这种元素。中文“钷”以金字旁加“叵”字,取其读音(pǒ)。
主要用途
其应用规模很小,而且十分专门:
- 核电池:钷-147温和的β辐射曾在β伏特电池中被转化为电能,这种电池一度为某些心脏起搏器以及航天和军用设备供电。
- 夜光涂料:在一些表盘和仪表标记中,它取代了镭,利用其β粒子使荧光粉发光。
- 厚度计:工业上根据透过的β辐射量来测量纸张、塑料薄膜和箔材的厚度。
这些用途大多已被其他同位素或非放射性技术所取代。
同位素
钷没有稳定同位素。寿命最长的是钷-145,半衰期约17.7年。最常用的是半衰期约2.6年的钷-147,它从乏燃料中回收,或用中子照射钕制得。钷和锝(43号)是夹在稳定邻居之间的不稳定元素的两个经典例子,这一奇特现象可以用原子核的壳层结构来解释。
日常生活中
你几乎不可能接触到钷。在地壳中,它只通过铀的自发裂变以痕量形成,因此任何时刻存在的总量都极少。含钷的旧式夜光仪表或测量仪不应拆开,也不应与生活垃圾一起丢弃;它们应按放射性废物妥善处理。
小知识
- 钷是唯一连一种稳定同位素都没有的镧系元素。
- 这一发现于1945年完成,但由于战时安全原因,直到1947年才公开。
- 有报告称在少数特殊恒星的光谱中发现了归属于钷的吸收线,由于钷衰变得很快,这令天文学家困惑不解。
同类元素 (镧系元素)
数据来源 · 性质:PubChem Periodic Table(美国 NIH/NLM 公开数据)· 原子量:CIAAW 2024 简化标准原子量 · 名称:Wikidata(CC0),韩文名称遵循大韩化学会。获取日期 2026-09-23。