鋦(化學元素)

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

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

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，也就是發現鎇的同一時期里，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]

氧化態：

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。

晶胞參數：

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

物理性質

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 :

導熱係數/W/cmK: 0.1

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和鋦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32兆電子伏特的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。