锔

化学元素

锔（Curium）金属元素，原子序数为96，元素符号Cm。是一种放射性人造元素。呈银白色，有延展性。由人工核反应获得。在化合物中呈正三价。在一般社会生活中极不常见，在放射化学实验及特殊的同位素能源中使用较为广泛。1944年，美国加州大学伯克利分校教授西博格带领团队在伯克利发现锔元素。

发现简史

为纪念居里夫妇（皮埃尔·居里Pierre Curie和玛丽·居里Marie Curie）而命名。

发现人：西博格（G.T.Seaporg）、詹姆斯（R.A.Jamse）和吉奥索（A.Ghiorso）

发现年代：1944年

发现过程：1944年由西博格、詹姆斯和吉奥索用人工方法合成制得。1947年，维尔纳（L.B.Werner）和珀尔曼（I.Perlman）用中子照射241Am制得较重要的242Cm。

1944年，也就是发现镅的同一时期里，西博格和他的同事们用高能量α粒子轰击钚的同位素钚-239，得到96号元素。为了纪念居里夫妇，就命名这个元素为curium，元素符号定为Cm。

矿藏分布

锔在地球上没有单质或化合物矿藏存在，只能人工来合成。

物理性质

银白色金属。在空气中银白色金属光泽会变暗。银白色的放射性人造金属元素，有延展性。锔有两种同素异形体，其密度分别是13.51g/cm3和19.26g/cm3。室温下为双一六方密堆积；较高温度时为面心立方结构。熔点为1340±40℃。

元素名称：锔

元素原子量：[247]

氧化态：

Main Cm+3

Other Cm+2, Cm+4

原子体积：(立方厘米/摩尔)

18.28

晶体结构：晶胞为六方晶胞。

晶胞参数：

a = 349.6pm

b = 349.6pm

c = 1133.1pm

α = 90°

β = 90°

γ = 120°

元素类型：金属

相对原子质量：247.07

常见化合价：+3,+4

电负性：1.3

外围电子排布：5f7 6d1 7s2

核外电子排布：2,8,18,32,25,9,2

同位素及放射线：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]

电子亲合和能： 0KJ·mol-1

第一电离能： 588 KJ·mol-1 第二电离能： 0KJ·mol-1 第三电离能： 0KJ·mol-1

单质密度： 13.511g/cm3 单质熔点：1340.0℃ 单质沸点：约3000℃

原子半径： 0埃离子半径：埃共价半径：0埃

物理性质

状态：人造放射性元素。

密度(g/cc，300K)：13.5

比热/J/gK：

蒸发热/KJ/mol：

熔化热/KJ/mol：15

导电率/106/cm：

导热系数/W/cmK：0.1

化学性质

金属锔易溶于普通的无机酸中，多是三价化合物。化学性质与稀土元素极相似，有多种同位素。主要的有242Cm、244Cm、247Cm、248Cm等。

研究过的锔的固体化合物主要有卤化物（例如三氯化锔）、氢化物和氧化物（例如三氧化二锔和二氧化锔）。

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

制备方法

通过用氦核轰击钚原子制得。锔的放射性如此强烈，以至于在黑暗中会闪闪发光。

锔，原子序数96，因纪念著名科学家居里夫妇而得名。1944年美国科学家西博格、詹姆斯等用32兆电子伏特的α粒子轰击钚239时发现锔242，现已发现质量数为238～251的全部锔同位素。锔的发现先于95号元素镅。

原则上，钚以后的超铀元素金属可以由好几种不同的方法制得，但其中有两种方法在制备微克量到克量金属时被认为是最成功的。一种是氧化物被镧或钍金属还原，再利用所制金属的挥发性使其挥发并冷凝下来制得；一种是三氟化物或四氟化物被锂金属还原，利用过量还原剂锂及另一产物氟化锂的挥发性除去锂和氟化锂而制得。它们各有优缺点，具体选择哪种方法主要取决于所制备金属的挥发性及量的多少。如要制备20mg以下的锔金属最好用氟化物还原（三氟化物或四氟化物）方法，若要制备较大量的锔金属则可选用氧化物还原方法。

应用领域

锔仅有的几个用途都与它很强的放射性有关：便携式α粒子源和放射性同位素热电偶发电机。后者利用放射性衰变所产生的热能向仪器提供电力。这些仪器必须在远离人类和其他电源的条件下长期工作，例如太空探测器。因锔是放射性金属，辐射能量很大。常用作人造卫星和宇宙飞船中用来不断提供热量的热源。

用途最大的锔同位素是锔242和锔244，主要用作同位素能源；锔244还是在高通量反应堆中制造超锔元素的原料。

危害性及防护

危害简介

锔-242是重要的超钚元素, 最早由西博格( GT.Seaborg) 等人于1944年人工制成。随着核工业发展，锔的产量及应用与日俱增。锔是仪辐射体, 比放高、毒性大。一旦进入人体内，长期存留，不易排出。按国际放射防护委员会推荐，它们在人体内的最大容许积存量均为0.05微居里。为了保证从事开放性操作的工作人员身体健康, 除了减少放射性核素造成内污染外，还必须经常对工作人员进行内照射常规监测，估算每个工作人员体内放射性物质积存量，以便及时采取相应的措施，防止工作人员体内放射性物质积存量超过最大容许积存量。

UNSCEAR2000报道，切尔诺贝利核事故在1996年估算的242Cm释放活性总量约为0.9PBq。242Cm为α放射性核素，主要通过食入、吸入、皮肤及伤口途径造成内污染。

体内代谢

（1）吸收。

①呼吸道吸收。有关锔在人肺组织中的转运资料极为罕见。从1例事故性吸入244CmO2和AmO2的内污染案例来看，244CmO2由肺脏的半廓清期为28d。ICRP第48号出版物指出，基于锔由肺脏的清除速度快，所有化合物M类的半廓清期约为数十天。

②胃肠道吸收。关于锔在人胃肠道吸收的资料极罕见。动物资料表明，锔由胃肠道的吸收率介于3×10−5～4×10−3。

（2）分布。锔自血液中的清除速度相当快，在静脉注入后0.25～1h，血液锔含量占注入量的21%，而在注入后2.5～10h，则降低到注入量的1%。在血液中，锔主要存在于血浆内，其中，半数以上与球蛋白结合，与白蛋白的结合量占5%～7%。自血液清除后的锔主要沉积在骨骼和肝脏。

（3）排除。锔自人体内的主要排除途径是肠道和肾脏。由胃肠道摄入人体内的锔，因其吸收率很低，大部分自肠道排除。ICRP第48号出版物认为钚在人体内的代谢参数既适用于镅，也适用于锔，即进入血液的锔，有10%直接排除出体外，50%沉积在骨骼，30%沉积在肝脏，其余10%沉积在其他器官组织中。锔自骨骼和肝脏的生物半排期分别为50a和20a。

损伤效应

动物实验资料表明，锔对机体的损伤效应与镅相同。静脉注入可溶性锔后，造血系统遭受严重破坏，外周血中的红细胞数明显减少，白细胞除数量显著减少外，并发生质的改变；同时还可见到未成熟的白细胞，嗜多染红细胞及有核红细胞等。在肝脏中，肝细胞变性、坏死，毛细血管扩张、充血，以及肝小叶边缘区胆管增生。肾脏损伤表现为在血循环被破坏的基础上，发展为进行性肾小管坏死，尤以近曲细管和远曲细管相连部位更甚；在管腔内可见透明管型及颗粒管型；肾小球血管袢早期扩张充血；进而出现蛋白浸润，肾小球均质化。长期沉积在体内的锔，晚期可诱发各种肿瘤，如肺癌、骨肉瘤及乳腺癌等。

治疗

加速排除：DTPA是加速排出242Cm的首选药物，促排效果显著。但DTPA对难溶性锔化合物（二氧化锔）的促排效果是很差的。沉积在体内的锔几乎全部在骨骼内，而且它们由骨骼中的排除非常缓慢。

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