Azərbaycanca AzərbaycancaБеларускі БеларускіDansk DanskDeutsch DeutschEspañola EspañolaFrançais FrançaisIndonesia IndonesiaItaliana Italiana日本語 日本語Қазақ ҚазақLietuvos LietuvosNederlands NederlandsPortuguês PortuguêsРусский Русскийසිංහල සිංහලแบบไทย แบบไทยTürkçe TürkçeУкраїнська Українська中國人 中國人United State United StateAfrikaans Afrikaans
Підтримка
www.wikidata.uk-ua.nina.az

Протакти ній англ protactinium нім Protaktinium n радіоактивний хімічний елемент Символ Pa атомний номер 91 Протактиній

Протактиній

Протактиній

Протакти́ній (англ. protactinium, нім. Protaktinium n) — радіоактивний хімічний елемент. Символ Pa, атомний номер 91.

Протактиній (Pa)
Атомний номер 91
Зовнішній вигляд простої речовини сріблясто-білий,
радіоактивний метал
Властивості атома
Атомна маса (молярна маса) 231,03588 а.о.м. (г/моль)
Радіус атома 161 пм
Енергія іонізації (перший електрон) 0,0(0,00) кДж/моль (еВ)
Електронна конфігурація [Rn] 5f2 6d1 7s2
Хімічні властивості
Ковалентний радіус n/a пм
Радіус іона (+5e) 89 (+3e) 113 пм
Електронегативність (за Полінгом) 1,5
Електродний потенціал Th←Th4+ -1,83В
Th←Th2+ 0,7В
Ступені окиснення 5, 4
Термодинамічні властивості
Густина 15,37 г/см³
Молярна теплоємність 0,121 Дж/(К·моль)
Теплопровідність n/a Вт/(м·К)
Температура плавлення 2113 К
Теплота плавлення 16,7 кДж/моль
Температура кипіння 4300 К
Теплота випаровування 481,2 кДж/моль
Молярний об'єм 15,0 см³/моль
Кристалічна ґратка
Структура ґратки тетрагональна
Період ґратки 3,920 Å
Відношення с/а n/a
Температура Дебая n/a К
H He
Li Be B C N O F Ne
Na Mg Al Si P S Cl Ar
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
Cs Ba * Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
Fr Ra ** Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og
* La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
** Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr
image Протактиній у Вікісховищі

Атомна маса 231,0359. Належить до актиноїдів. У природному стані виявлено 3 ізотопи — найстійкіший — 231Pa (період напіврозпаду — 32500 років), 234Ра і 234Раm. Світло-сірий метал. Густина 15,370. tпл близько 1570 °C; tкип близько 4500 °C. До 1170 °C має стійку тетрагональну кристалічну ґратку, вище — кубічну.

Протактиній — один з найменш поширених на Землі елементів, його вміст в уранових рудах і мінералах становить 3•10−7 % від присутнього в них урану. Середній вміст у земній корі 10−10 % (мас).

Високотоксичний. ГДК 231Pa у повітрі і відкритих водоймах відповідно 5,6•10−7 і 12,2 Бк/л.

Проста речовина — протактиній. Метал. Металічний Ра з воднем дає гідрид РаН3.

Історія

Вперше про гіпотетичний елемент між ураном і торієм писав ще Менделєєв у 1872 році. Він розмістив цей елемент у періодичній таблиці під назвою ека-тантал, і припустив, що його атомна маса дорівнює 235.

У 1913 році були сформульовані [en], що описували зміни атомної маси і положень у періодичній таблиці для елементів, що зазнають різних типів радіоактивних розпадів. Згідно цих правил, при перетворені урану-238 (відомого тоді як U-I) в уран-234 (U-II) має утворюватися два проміжні елементи, що отримали назву уран-X1 (UX1) і уран-X2 (UX2). Того ж року Казимир Фаянс і його студент Отто Гьорінг встановили, що UX1 є ізотопом торію, а UX2 — невідомий раніше елемент з періодом напіврозпаду близько 1 хвилини. Нововідкритий елемент отримав назву бревіум від латинського brevis — короткий, швидкоплинний.

Іншою проблемою, яка була вирішена за допомогою правил радіоактивних зміщень, була проблема виникнення актинію-227. Період напіврозпаду природного актинію становить близько 30 років, що означає, що він має постійно утворюватися при розпаді інших ізотопів. Правила зміщень вказували, що актиній може утворюватися або з елементу, порядковий номер якого або на один менший (радій), або на два більший. У 1913 році Фредерік Содді показав, що актиній не утворюється при розпаді радію, а отже, він має бути продуктом альфа-розпаду ізотопу елементу номер 91.

У 1918 році елемент-предок актинію був майже одночасно виділений з уранової смолки двома групами вчених — Фредеріком Содді і [en], і, невдовзі після них, Отто Ганом і Лізою Майтнер. Період напіврозпаду цього ізотопу становить більш ніж 30 тисяч років, тому назва «бревіум» була зовсім непідхожою для такого довгоживучого елементу, тому була запропонована нова назва, «протактиній», від грецького перед актинієм. Деякі вчені наполягали на назві протоактиній, оскільки прото- є правильним написанням відповідної грецької приставки, проте у 1949 році назва елементу була офіційно затверджена саме як протактиній.

Походження самого протактинію також було незрозумілим. У 1911 році Георг Антонофф виділив попередник протактинію, уран-Y (231Th) з очищеного розчину урану, і у 1913 показав, що він є подібним до торію. У 1917 році Огюст Піккар припустив, що окрім відомих на той час ізотопів урану UI і UII існує ще один ізотоп з атомною масою 235 (актиноуран, AcU). Гіпотеза Піккара була підтверджена лише в 1935 році, коли [en] зміг експериментально виявити цей ізотоп за допомогою мас-спектрометрії.

У 1921 році Отто Ган показав, що при розпаді торію-234 утворюється збуджений стан протактинію-234. Це було експериментальним відкриттям ізомерії атомних ядер.

Вперше виділити протактиній вдалося у 1927 році: [en] отримав близько 2 мг чистого Pa2O5. У 1934 разом з Мейєром Агруссом вони змогли отримати майже 0,15 г цього оксиду, і визначити його атомну масу (230,6).

Ізотопи

Штучно отримано 30 ізотопів протактинію з атомними масами від 212 до 239. Два з них — метастабільні (217Pam і 234Pam). Протактиній-227 і легші ізотопи, а також протактиній-231 переважно розпадаються по альфа-каналу, протактиній-232 і важчі ізотопи розпадаються переважно по бета-каналу. Ізотопи проміжних мас розпадаються через електронне захоплення.

Кілька ізотопів протактинію зустрічаються у радіоактивних рядах:

  • 234Pam (період напіврозпаду 1,159 хв) у ряді радію, виникає при бета-розпаді 234Th. У 0,13% випадків він не розпадається, а переходить до основного стану, таким чином, ізотоп 234Pa (з періодом напіврозпаду 6,7 години) також зустрічається в природі.
  • 231Pa (період напіврозпаду 32760 років) у ряді актинію, виникає при бета-розпаді 231Th
  • 233Pa (період напіврозпаду 26,975 днів) у ряді нептунію (не є природнім, проте зустрічається у ядерних відходах). Утворюється при альфа-розпаді нептунію-237

Отримання

З природної сировини протактиній виділяють із застосуванням методів осадження, екстракції і йонообмінної хроматографії. 231Ра може бути отриманий при переробці ядерного палива реакторів із торієво-урановим циклом.

Використання

Протактиній використовується у надчутливих сцинтиляційні детекторах рентгенівського випромінювання, що знаходять застосування у томографії.

Допування оксидів ніобію, магнію, галію і мангану невеликою кількістю (0,005–0,52%) протактинію перетворює їх на високотемпературні діелектрики, що зберігають свої властивості і при 1300°C. Вони використовуються у керамічних конденсаторах.

Примітки

  1. Morss,Edelstein,Fuger, 2010, с. 162.
  2. Morss,Edelstein,Fuger, 2010, с. 163.
  3. 234Th — Comments on Evaluation of Decay Data [ 26 квітня 2021 у Wayback Machine.](англ.)
  4. Isotopes of the Element Protactinium [ 26 травня 2021 у Wayback Machine.](англ.)
  5. Morss,Edelstein,Fuger, 2010, с. 170.
  6. 235U [ 2 травня 2021 у Wayback Machine.](англ.)
  7. Radioactive series [ 26 травня 2021 у Wayback Machine.](англ.)
  8. Morss,Edelstein,Fuger, 2010, с. 188.
  9. Morss,Edelstein,Fuger, 2010, с. 189.

Література

Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет

Protakti nij angl protactinium nim Protaktinium n radioaktivnij himichnij element Simvol Pa atomnij nomer 91 Protaktinij Pa Atomnij nomer 91Zovnishnij viglyad prostoyi rechovini sriblyasto bilij radioaktivnij metalVlastivosti atomaAtomna masa molyarna masa 231 03588 a o m g mol Radius atoma 161 pmEnergiya ionizaciyi pershij elektron 0 0 0 00 kDzh mol eV Elektronna konfiguraciya Rn 5f2 6d1 7s2Himichni vlastivostiKovalentnij radius n a pmRadius iona 5e 89 3e 113 pmElektronegativnist za Polingom 1 5Elektrodnij potencial Th Th4 1 83V Th Th2 0 7VStupeni okisnennya 5 4Termodinamichni vlastivostiGustina 15 37 g sm Molyarna teployemnist 0 121 Dzh K mol Teploprovidnist n a Vt m K Temperatura plavlennya 2113 KTeplota plavlennya 16 7 kDzh molTemperatura kipinnya 4300 KTeplota viparovuvannya 481 2 kDzh molMolyarnij ob yem 15 0 sm molKristalichna gratkaStruktura gratki tetragonalnaPeriod gratki 3 920 AVidnoshennya s a n aTemperatura Debaya n a KH He Li Be B C N O F Ne Na Mg Al Si P S Cl Ar K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe Cs Ba Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn Fr Ra Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr Protaktinij u Vikishovishi Atomna masa 231 0359 Nalezhit do aktinoyidiv U prirodnomu stani viyavleno 3 izotopi najstijkishij 231Pa period napivrozpadu 32500 rokiv 234Ra i 234Ram Svitlo sirij metal Gustina 15 370 tpl blizko 1570 C tkip blizko 4500 C Do 1170 C maye stijku tetragonalnu kristalichnu gratku vishe kubichnu Protaktinij odin z najmensh poshirenih na Zemli elementiv jogo vmist v uranovih rudah i mineralah stanovit 3 10 7 vid prisutnogo v nih uranu Serednij vmist u zemnij kori 10 10 mas Visokotoksichnij GDK 231Pa u povitri i vidkritih vodojmah vidpovidno 5 6 10 7 i 12 2 Bk l Prosta rechovina protaktinij Metal Metalichnij Ra z vodnem daye gidrid RaN3 IstoriyaVpershe pro gipotetichnij element mizh uranom i toriyem pisav she Mendelyeyev u 1872 roci Vin rozmistiv cej element u periodichnij tablici pid nazvoyu eka tantal i pripustiv sho jogo atomna masa dorivnyuye 235 U 1913 roci buli sformulovani en sho opisuvali zmini atomnoyi masi i polozhen u periodichnij tablici dlya elementiv sho zaznayut riznih tipiv radioaktivnih rozpadiv Zgidno cih pravil pri peretvoreni uranu 238 vidomogo todi yak U I v uran 234 U II maye utvoryuvatisya dva promizhni elementi sho otrimali nazvu uran X1 UX1 i uran X2 UX2 Togo zh roku Kazimir Fayans i jogo student Otto Goring vstanovili sho UX1 ye izotopom toriyu a UX2 nevidomij ranishe element z periodom napivrozpadu blizko 1 hvilini Novovidkritij element otrimav nazvu brevium vid latinskogo brevis korotkij shvidkoplinnij Inshoyu problemoyu yaka bula virishena za dopomogoyu pravil radioaktivnih zmishen bula problema viniknennya aktiniyu 227 Period napivrozpadu prirodnogo aktiniyu stanovit blizko 30 rokiv sho oznachaye sho vin maye postijno utvoryuvatisya pri rozpadi inshih izotopiv Pravila zmishen vkazuvali sho aktinij mozhe utvoryuvatisya abo z elementu poryadkovij nomer yakogo abo na odin menshij radij abo na dva bilshij U 1913 roci Frederik Soddi pokazav sho aktinij ne utvoryuyetsya pri rozpadi radiyu a otzhe vin maye buti produktom alfa rozpadu izotopu elementu nomer 91 U 1918 roci element predok aktiniyu buv majzhe odnochasno vidilenij z uranovoyi smolki dvoma grupami vchenih Frederikom Soddi i en i nevdovzi pislya nih Otto Ganom i Lizoyu Majtner Period napivrozpadu cogo izotopu stanovit bilsh nizh 30 tisyach rokiv tomu nazva brevium bula zovsim nepidhozhoyu dlya takogo dovgozhivuchogo elementu tomu bula zaproponovana nova nazva protaktinij vid greckogo pered aktiniyem Deyaki vcheni napolyagali na nazvi protoaktinij oskilki proto ye pravilnim napisannyam vidpovidnoyi greckoyi pristavki prote u 1949 roci nazva elementu bula oficijno zatverdzhena same yak protaktinij Pohodzhennya samogo protaktiniyu takozh bulo nezrozumilim U 1911 roci Georg Antonoff vidiliv poperednik protaktiniyu uran Y 231Th z ochishenogo rozchinu uranu i u 1913 pokazav sho vin ye podibnim do toriyu U 1917 roci Ogyust Pikkar pripustiv sho okrim vidomih na toj chas izotopiv uranu UI i UII isnuye she odin izotop z atomnoyu masoyu 235 aktinouran AcU Gipoteza Pikkara bula pidtverdzhena lishe v 1935 roci koli en zmig eksperimentalno viyaviti cej izotop za dopomogoyu mas spektrometriyi U 1921 roci Otto Gan pokazav sho pri rozpadi toriyu 234 utvoryuyetsya zbudzhenij stan protaktiniyu 234 Ce bulo eksperimentalnim vidkrittyam izomeriyi atomnih yader Vpershe vidiliti protaktinij vdalosya u 1927 roci en otrimav blizko 2 mg chistogo Pa2O5 U 1934 razom z Mejyerom Agrussom voni zmogli otrimati majzhe 0 15 g cogo oksidu i viznachiti jogo atomnu masu 230 6 IzotopiShtuchno otrimano 30 izotopiv protaktiniyu z atomnimi masami vid 212 do 239 Dva z nih metastabilni 217Pam i 234Pam Protaktinij 227 i legshi izotopi a takozh protaktinij 231 perevazhno rozpadayutsya po alfa kanalu protaktinij 232 i vazhchi izotopi rozpadayutsya perevazhno po beta kanalu Izotopi promizhnih mas rozpadayutsya cherez elektronne zahoplennya Kilka izotopiv protaktiniyu zustrichayutsya u radioaktivnih ryadah 234Pam period napivrozpadu 1 159 hv u ryadi radiyu vinikaye pri beta rozpadi 234Th U 0 13 vipadkiv vin ne rozpadayetsya a perehodit do osnovnogo stanu takim chinom izotop 234Pa z periodom napivrozpadu 6 7 godini takozh zustrichayetsya v prirodi 231Pa period napivrozpadu 32760 rokiv u ryadi aktiniyu vinikaye pri beta rozpadi 231Th 233Pa period napivrozpadu 26 975 dniv u ryadi neptuniyu ne ye prirodnim prote zustrichayetsya u yadernih vidhodah Utvoryuyetsya pri alfa rozpadi neptuniyu 237OtrimannyaZ prirodnoyi sirovini protaktinij vidilyayut iz zastosuvannyam metodiv osadzhennya ekstrakciyi i jonoobminnoyi hromatografiyi 231Ra mozhe buti otrimanij pri pererobci yadernogo paliva reaktoriv iz toriyevo uranovim ciklom VikoristannyaProtaktinij vikoristovuyetsya u nadchutlivih scintilyacijni detektorah rentgenivskogo viprominyuvannya sho znahodyat zastosuvannya u tomografiyi Dopuvannya oksidiv niobiyu magniyu galiyu i manganu nevelikoyu kilkistyu 0 005 0 52 protaktiniyu peretvoryuye yih na visokotemperaturni dielektriki sho zberigayut svoyi vlastivosti i pri 1300 C Voni vikoristovuyutsya u keramichnih kondensatorah PrimitkiMorss Edelstein Fuger 2010 s 162 Morss Edelstein Fuger 2010 s 163 234Th Comments on Evaluation of Decay Data 26 kvitnya 2021 u Wayback Machine angl Isotopes of the Element Protactinium 26 travnya 2021 u Wayback Machine angl Morss Edelstein Fuger 2010 s 170 235U 2 travnya 2021 u Wayback Machine angl Radioactive series 26 travnya 2021 u Wayback Machine angl Morss Edelstein Fuger 2010 s 188 Morss Edelstein Fuger 2010 s 189 LiteraturaGlosarij terminiv z himiyi uklad J Opejda O Shvajka In t fiziko organichnoyi himiyi ta vuglehimiyi im L M Litvinenka NAN Ukrayini Doneckij nacionalnij universitet Don Veber 2008 738 s ISBN 978 966 335 206 0 Mala girnicha enciklopediya u 3 t za red V S Bileckogo D Donbas 2007 T 2 L R 670 s ISBN 57740 0828 2 L R Morss Norman M Edelstein Jean Fuger Actinium The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements 4 Dordreht Niderlandi Springer Science amp Business Media 2010 T 1 4191 s ISBN 978 94 007 0211 0

Дата публікації:
Топ