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鋦
(化學元素)
鎖定
鋦發現簡史
發現過程:1944年由西博格、詹姆斯和吉奧索用人工方法合成製得。1947年,維爾納(L.B.Werner)和珀爾曼(I.Perlman)用中子照射241Am製得較重要的242Cm。
鋦礦藏分佈
鋦在地球上沒有單質或化合物礦藏存在,只能人工來合成。
鋦物理性質
銀白色金屬。在空氣中銀白色金屬光澤會變暗。銀白色的放射性人造金屬元素,有延展性。鋦有兩種同素異形體,其密度分別是13.51g/cm3和19.26g/cm3。室温下為雙一六方密堆積;較高温度時為面心立方結構。熔點為1340±40℃。
元素名稱:鋦
元素原子量:[247]
氧化態:
Main Cm+3
Other Cm+2, Cm+4
原子體積:(立方厘米/摩爾)
18.28
晶胞參數:
a = 349.6pm
b = 349.6pm
c = 1133.1pm
α = 90°
β = 90°
γ = 120°
元素類型:金屬
相對原子質量:247.07
常見化合價:+3,+4
電負性:1.3
外圍電子排布:5f7 6d1 7s2
核外電子排布:2,8,18,32,25,9,2
同位素及放射線:Cm-241[32.8d] Cm-242[162.8d] Cm-243[29.1y] Cm-244[18.1y] Cm-245[8500y] Cm-246[4760y] Cm-247(放 α[15600000y]) Cm-248[348000y] Cm-249[1.1h] Cm-250[9700y]
電子親合和能: 0KJ·mol-1
單質密度: 13.511g/cm3 單質熔點:1340.0℃ 單質沸點:約3000℃
狀態:人造放射性元素。
密度(g/cc,300K):13.5
比 熱/J/gK:
蒸發熱/KJ/mol:
熔化熱/KJ/mol:15
導電率/106/cm:
鋦化學性質
同位素 半衰期
242Cm 106d
243Cm 29.1y
244Cm 18.1y
245Cm 8500y
246Cm 4730y
247Cm 1.56x107y
248Cm 3.40x105y
250Cm 9000y
鋦製備方法
鋦,原子序數96,因紀念著名科學家居里夫婦而得名。1944年美國科學家西博格、詹姆斯等用32兆電子伏特的α粒子轟擊鈈239時發現鋦242,現已發現質量數為238~251的全部鋦同位素。鋦的發現先於95號元素鎇。
原則上,鈈以後的超鈾元素金屬可以由好幾種不同的方法制得,但其中有兩種方法在製備微克量到克量金屬時被認為是最成功的。一種是氧化物被鑭或釷金屬還原,再利用所制金屬的揮發性使其揮發並冷凝下來製得;一種是三氟化物或四氟化物被鋰金屬還原,利用過量還原劑鋰及另一產物氟化鋰的揮發性除去鋰和氟化鋰而製得。它們各有優缺點,具體選擇哪種方法主要取決於所製備金屬的揮發性及量的多少。如要製備20mg以下的鋦金屬最好用氟化物還原(三氟化物或四氟化物)方法,若要製備較大量的鋦金屬則可選用氧化物還原方法。
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鋦應用領域
鋦僅有的幾個用途都與它很強的放射性有關:便攜式α粒子源和放射性同位素熱電偶發電機。後者利用放射性衰變所產生的熱能向儀器提供電力。這些儀器必須在遠離人類和其他電源的條件下長期工作,例如太空探測器。
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因鋦是放射性金屬,輻射能量很大。常用作人造衞星和宇宙飛船中用來不斷提供熱量的熱源。
鋦危害性及防護
鋦危害簡介
鋦-242是重要的超鈈元素, 最早由西博格( GT.Seaborg) 等人於1944年人工製成。隨着核工業發展,鋦的產量及應用與日俱增。鋦是儀輻射體, 比放高、毒性大。一旦進入人體內,長期存留, 不易排出。按國際放射防護委員會推薦, 它們在人體內的最大容許積存量均為0.05微居里。為了保證從事開放性操作的工作人員身體健康, 除了減少放射性核素造成內污染外, 還必須經常對工作人員進行內照射常規監測, 估算每個工作人員體內放射性物質積存量, 以便及時採取相應的措施,防止工作人員體內放射性物質積存量超過最大容許積存量
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鋦體內代謝
(1)吸收。
①呼吸道吸收。有關鋦在人肺組織中的轉運資料極為罕見。從1例事故性吸入244CmO2和AmO2的內污染案例來看,244CmO2由肺臟的半廓清期為28d。ICRP第48號出版物指出,基於鋦由肺臟的清除速度快,所有化合物M類的半廓清期約為數十天
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②胃腸道吸收。關於鋦在人胃腸道吸收的資料極罕見。動物資料表明,鋦由胃腸道的吸收率介於3×10−5~4×10−3。
(2)分佈。鋦自血液中的清除速度相當快,在靜脈注入後0.25~1h,血液鋦含量佔注入量的21%,而在注入後2.5~10h,則降低到注入量的1%。在血液中,鋦主要存在於血漿內,其中,半數以上與球蛋白結合,與白蛋白的結合量佔5%~7%。自血液清除後的鋦主要沉積在骨骼和肝臟。
(3)排除。鋦自人體內的主要排除途徑是腸道和腎臟。由胃腸道攝入人體內的鋦,因其吸收率很低,大部分自腸道排除。ICRP第48號出版物認為鈈在人體內的代謝參數既適用於鎇,也適用於鋦,即進入血液的鋦,有10%直接排除出體外,50%沉積在骨骼,30%沉積在肝臟,其餘10%沉積在其他器官組織中。鋦自骨骼和肝臟的生物半排期分別為50a和20a。
鋦損傷效應
動物實驗資料表明,鋦對機體的損傷效應與鎇相同。靜脈注入可溶性鋦後,造血系統遭受嚴重破壞,外周血中的紅細胞數明顯減少,白細胞除數量顯著減少外,併發生質的改變;同時還可見到未成熟的白細胞,嗜多染紅細胞及有核紅細胞等。在肝臟中,肝細胞變性、壞死,毛細血管擴張、充血,以及肝小葉邊緣區膽管增生。腎臟損傷表現為在血循環被破壞的基礎上,發展為進行性腎小管壞死,尤以近曲細管和遠曲細管相連部位更甚;在管腔內可見透明管型及顆粒管型;腎小球血管袢早期擴張充血;進而出現蛋白浸潤,腎小球均質化。長期沉積在體內的鋦,晚期可誘發各種腫瘤,如肺癌、骨肉瘤及乳腺癌等
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鋦治療
- 參考資料
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- 1. 王箴. 化工詞典[M]. 化學工業出版社, 2000.
- 2. Theodore Gray, Nick Mann.視覺之旅:神奇的化學元素.北京市崇文區夕照寺街14號:人民郵電出版社,2011:221
- 3. 趙敏, 李雲龍. 尿中鎇、鋦的測定[J]. 輻射防護, 1980(2):3-11.
- 4. 王恆德. 切爾諾貝利核事故及其後果[J]. 輻射防護通訊, 2000(Z1):38-41.
- 5. 樸昱曦. TRPO流程分離錒系元素物流轉型和固化[D]. 遼寧石油化工大學, 2012.
- 6. 環境保護部.國家污染物環境健康風險名錄——物理分冊.北京:中國環境科學出版社,2012
- 7. 鋦 .化學+[引用日期2024-04-12]