鋦(化學元素)

鋦(化學元素)

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鋦(Curium)金屬元素,原子序數為96,元素符號Cm。是一種放射性人造元素。呈銀白色,有延展性。由人工核反應獲得。在化合物中呈正三價。在一般社會生活中極不常見,在放射化學實驗及特殊的同位素能源中使用較為廣泛。1944年,美國加州大學伯克利分校教授西博格帶領團隊在伯克利發現鋦元素。

基本介紹

  • 中文名:鋦
  • 外文名:Curium
  • 紀念居里夫婦
  • 實質:人造金屬元素s
  • 元素類型錒系元素
  • 化學符號:Cm
  • 發現年代:1944年
  • 發現者:西博格、詹姆斯和吉奧索
發現簡史,礦藏分布,物理性質,化學性質,套用領域,製備方法,危害性及防護,危害簡介,體內代謝,損傷效應,治療,

發現簡史

為紀念居里夫婦皮埃爾·居里Pierre Curie和瑪麗·居里Marie Curie)而命名。
鋦元素的命名為了紀念居里夫婦鋦元素的命名為了紀念居里夫婦
發現人:西博格(G.T.Seaporg)、詹姆斯(R.A.Jamse)和吉奧索(A.Ghiorso) 發現年代:1944年
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。
1944年,也就是發現的同一時期里,西博格和他的同事們用高能量α粒子轟擊鈽的同位素鈽-239,得到96號元素。為了紀念居里夫婦,就命名這個元素為curium元素符號定為Cm。

礦藏分布

鋦在地球上沒有單質或化合物礦藏存在,只能人工來合成。

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。室溫下為雙一六方密堆積;較高溫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]
Main Cm+3
Other Cm+2, Cm+4
原子體積:(立方厘米/摩爾)
18.28
晶體結構晶胞為六方晶胞。
a = 349.6 pm
b = 349.6 pm
c = 1133.1 pm
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[9700
電子親合和能: 0 KJ·mol-1
第一電離能: 588 KJ·mol-1 第二電離能: 0 KJ·mol-1 第三電離能: 0 KJ·mol-1
單質密度: 13.511 g/cm3單質熔點: 1340.0 ℃ 單質沸點: 約3000 ℃
原子半徑: 0 埃 離子半徑: 埃 共價半徑: 0 埃
狀態:人造放射性元素。
熔 點(℃): 1067
沸 點(℃): 3110
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 :

化學性質

金屬鋦易溶於普通的無機酸中,多是三價化合物。化學性質與稀土元素極相似,有多種同位素。主要的有242Cm、244Cm、247Cm、248Cm等。
研究過的鋦的固體化合物主要有鹵化物氫化物和氧化物。
同位素 半衰期
242Cm 106d
243Cm 29.1y
244Cm 18.1y
245Cm 8500y
246Cm 4730y
247Cm 1.56x10^7y
248Cm 3.40x10^5y
250Cm 9000y

套用領域

鋦僅有的幾個用途都與它極強的放射性有關:攜帶型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。因鋦是放射性金屬,輻射能量很大。常用作人造衛星和宇宙飛船中用來不斷提供熱量的熱源。
用途最大的鋦同位素是鋦242鋦244,主要用作同位素能源;鋦244還是在高通量反應堆中製造超鋦元素的原料。

製備方法

通過用氦核轟擊鈽原子製得。鋦的放射性如此強烈,以至於在黑暗中會閃閃發光。
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α粒子轟擊鈽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。

危害性及防護

危害簡介

鋦-242是重要的超杯核素, 最早由西博格( GT.Seaborg) 等人於1944年人工製成。隨著核工業發展,鋦的產量及套用與日俱增。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。
UNSCEAR2000報導,車諾比核事故在1996年估算的242Cm釋放活性總量約為0.9PBq。242Cm為α放射性核素,主要通過食入、吸入、皮膚及傷口途徑造成內污染。

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。
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)分布。鋦自血液中的清除速度相當快,在靜脈注入後0.25~1h,血液鋦含量占注入量的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,與白蛋白的結合量占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號出版物認為鈽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。

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,並發生質的改變;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。

治療

加速排除:DTPA是加速排出242Cm的首選藥物,促排效果顯著。但DTPA對難溶性鋦化合物(二氧化鋦)的促排效果是很差的。沉積在體內的鋦幾乎全部在骨骼內,而且它們由骨骼中的排除非常緩慢。

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