钷

物理性質

一個鉕原子有61個電子，電子組態為[Xe]4f⁵6s²。鉕在形成化合物時，原子會失去兩個最外層的電子和一個屬於開放亞殼層的4f電子。 在所有鑭系元素中，鉕的原子半徑原子半徑是第三大的，但只比相鄰元素的原子半徑大一點點。
鉕有許多特性介於釹和釤的之間。例如，熔點、第一至第三電離能、水合能均大於釹，低於釤；同樣的，對沸點、離子（Pm³⁺）和單原子氣體標準形成熱的估計則大於釤，小於釹。
鉕具有α與β兩種形式。α形式為雙六方晶系密堆積（DHCP）結構，硬度為63 kg/mm²，存在於常溫中。其加熱至890℃時，則會轉換成體心立方（bcc）的β形式。

同位素

鉕是唯一在鑭系元素中及唯二在鉛之前沒有穩定的同位素的元素。鉕是液滴模型的特例，而相鄰元素的穩定性也連帶影響鉕的穩定。鉕也是釙以前最不穩定的元素。鉕的衰變產物主要是釹和釤同位素（鉕-146衰變途徑有兩種：衰變成釹通常透過正電子衰變及電子捕獲,衰變成釤則是通過β衰變)。鉕核異構體可能衰變為其他鉕同位素，145Pm則有一種非常罕見的α衰變模式衰變為鐠。

鉕最穩定的同位素是是鉕-145,放射性強度為940居里（35TBq）/ g，半衰期為17.7年。因為它有84中子（剛好為魔數），它可以發射的α粒子（其中有2個中子），以形成鐠-141(擁有82個中子)。這是鉕唯一從實驗觀察到的α衰變,其部分的α衰變的半衰期為大約是6.3×10⁹年，145Pm細胞核以這種方式衰減的相對概率是2.8×10⁻⁷％。其他幾個Pm同位素（144Pm，146Pm，鉕-147等）的也有正面α衰變的能量釋放;預測他們的α衰變會發生的但都沒有被觀察到。

該元素也有18個核的異構體，質量分別為133，142，144，148，149，152，和154（一些質量數有一個以上的異構體）。其中最穩定的是鉕148m,有43.1天的半衰期; 這比除了鉕143到鉕147之外所有鉕同位素基態的半衰期還要長（例如鉕-148m半衰期比鉕-148基態的半衰期長）。

發現

1934年，威拉德·利比發現在純釹裡的弱β活性，這是因為超過10¹²年的半衰期。近20年來,有人聲稱元素出現在自然釹的數量平衡,每克釹就有10-20克以下的鉕。然而，這些意見都被新的調查否定了,因為七個釹同位素會自然產生,任何單一的的β衰變(可產生鉕核素)被能源轉移禁止的。特別是仔細測量原子質量¹⁵⁰Nd表示¹⁵⁰Nd-¹⁵⁰Pm 的質量差是負 (−87 keV),絕對防止單一的β衰變由¹⁵⁰Nd衰變為¹⁵⁰Pm。
自然銪的同位素有比其所有α潛能相加再加上一個α粒子的產物較大的質量，因此他們（在實際上穩定）可能α衰變。在 Laboratori Nazionali del Gran Sasso的研究上發現銪-151實驗性衰變成鉕-147的半衰期為5×10¹⁸年。它已被證明銪在地殼上有12克的含量。銪-153的α衰變還沒有被發現，理論計算其半衰期很高（因為其低能量的衰減），這個過程可能永遠不會被觀察到。最後，鉕能夠在自然中產生（鈾238的自發性裂變產物）。只有微量可以在礦石發現：瀝青鈾礦的樣本被發現含有少量鉕。鈾在地殼上有560g的鉕的含量。
鉕已經在仙女座的HR465的光譜，HD101065和HD965的星被發現；由於鉕同位素的半衰期很短，所以它們通常會在那些星的表面附近形成的。

元素61的搜索

1902年，捷克化學家博胡斯拉夫·布勞納發現的所有相鄰的鑭系元素釹和釤之間的差異是最大的，作為結論，他建議有一個元素有它們之間的中間性質。這一預測在1914年由亨利·莫斯利所證實，同時他發現有幾個原子序並沒有相對應的元素，分別為43，61，72，75，85，87。隨著對元素表中族與族之間知識的差距, 所以開始進行預測地球和自然環境中的稀有元素。
第一個發表其發現的是來自佛羅倫薩，義大利的路易·吉羅拉和洛倫佐·費爾南德斯。利用巴西礦物獨居石的分級結晶分離一硝酸鹽的稀土元素後，它們得到的溶液主要含有釤。此溶液得到一X-ray的光譜屬於釤和元素61。為了紀念他們的城市，他們命名的元素61「florentium的。該研究結果發表在1926年，但科學家們聲稱的實驗是在1924年。此外，在1926年，一組科學家從伊利諾伊大學Urbana-Champaign分校，史密斯霍普金斯和萊昂英特馬公布的元素61的發現。他們把它命名為"illinium"。這些發現被指出是錯誤的，因為在所謂元素61的光譜上的線跟釹是相同的, 這些線被發現是一些雜質（鋇，鉻和鉑）組成的。
1934年，Josef Mattauch終於制定了「同量異位素的規則。其中一個對於這些規則的間接後果是元素61無法形成穩定的同位素。1938年，進行了核試驗的HB法等。在俄亥俄州立大學。產生一定的核素釹和釤的放射性同位素和的名稱為「cyclonium」的提出，但是有一個缺乏化學證明元素61的產生和發現沒有廣泛承認。

鉕金屬的發現和製造

在1945年，鉕第一次在美國橡樹嶺國家實驗室（當時的柯林頓實驗室）被發現,由Jacob A. Marinsky, Lawrence E. Glendenin and Charles D. Coryell分離及分析照射在石墨的鈾燃料的裂變產物。然而，因為在二戰期間忙於軍事有關的研究，他們直到1947年都沒有公布他們的發現。鉕原建議的名稱以發現機構柯林頓實驗室命名其為「Clintonium」，然而，發現者之一格雷斯的妻子瑪麗·科里爾提出「Prometheum」這個名字。此名是來自普羅米修斯，希臘神話中從奧林匹斯山偷火給人類使用的泰坦，象徵著「大膽」和「人類才智的濫用」。「Prometheum」最後改為和其他金屬較相像的「Promethium」 。
1963年，科學家利用鉕（III）氟化物來製造鉕金屬。用一個特製雙層坩堝，內層填充從釤，釹，和鋂的雜質純化而來的鉕化合物, 外層則填充相對於內層十倍量的鋰。抽真空後，將化學品進行混合，反應產生鉕金屬：
PmF₃ + 3 Li → Pm + 3 LiF
收集得的鉕足以測量的一些金屬性質，如熔點。
1963年，橡樹嶺國家實驗室使用離子交換法，從核反應爐中約10克的燃料加工廢棄物提煉出鉕。到今天, 鉕仍然從鈾裂變的副產品回收。
鉕也可以透過用中子轟擊¹⁴⁶Nd，經過β衰變（11天的半衰期）產生¹⁴⁷Pm。

生產

製造方法會因為不同的同位素而變化, 而只有鉕-147是可知的，因為它於工業應用上的同位素只有一個。鉕-147由與熱中子轟擊鈾-235從而大量產生（與其他同位素相比）。在60年代，橡樹嶺國家實驗室可以每一年產生650克的鉕和是世界唯一的大型的生產設備。革蘭氏規模化生產鉕在20世紀80年代初在美國已經停產，但可能會在2010年後於在高通量同位素反應爐恢復。目前，俄羅斯是唯一一個大量生產鉕-147的國家。

應用

大多數鉕僅用於研究, 除鉕-147外（可在實驗室之外的地方找到）。它是以氧化物或氯化物的形式得到。這種同位素不發射γ射線，並且它的輻射具有相對小的穿透深度和相對長的半衰期。一些信號燈使用的夜光塗料，含有的磷，吸收鉕-147發射的β射線和發出的光。這種同位素不會跟α發射一樣會引起磷光體老化，因此光發射可穩定幾年。這本來是鐳-226的"工作"但後來被鉕-147和氚（氫-3）取代。鉕優於氚可能是出於安全理由。在原子電池，β粒子從鉕-147發射出來,繼而轉為電流（由兩個半導體板之間夾一個小Pm來源），這些電池其使用壽命約五年。第一個鉕系電池組裝和生成出現於1964年,生成的幾個毫瓦的功率從約2立方英寸的體積。鉕是用來評估從鉕源穿過樣品的輻射量，也可用於測量的材料的厚度。未來它有可能使用在可攜式X射線源，並作為輔助太空探測器和衛星的熱源或動力源（雖然α放射鈽-238已經是可與太空探索作有關的用途）。

注意事項

鉕與其他鑭系元素一樣，對生物不會產生明顯作用。鉕-147會透過β衰變發射的X射線，對生命體構成危害。如果安全裝備做好（手套，鞋蓋，安全眼鏡），那與微量的鉕-147是無害的。現在仍未知鉕對人體器官的危害，目前推測可能會傷害人的骨組織。密封的鉕-147是無害的，但如果包裝破損，那便會對環境和人類構成危險。如果發現放射性污染，受污染的地方應該用肥皂和水清洗。如果鉕的發現洩漏，該地區應認定為危險，應立即疏散，並必須報警。