Protoactini

De Viquipèdia
Dreceres ràpides: navegació, cerca
Protoactini
91Pa
ToriProtoactiniUrani
Pr

Pa

(Uqt)
Aspecte
Brillant amb un llustre metàl·lic platejat
Propietats generals
Nom, símbol, nombre Protoactini, Pa, 91
Categoria d'elements Actínids
Grup, període, bloc n/d7, f
Pes atòmic estàndard 231,03588
Configuració electrònica [Rn] 5f2 6d1 7s2
2, 8, 18, 32, 20, 9, 2
Configuració electrònica de Protoactini
Propietats físiques
Fase Sòlid
Densitat
(prop de la t. a.)
15,37 g·cm−3
Punt de fusió 1.841 K, 1.568 °C
Punt d'ebullició  ? 4.300 K, ? 4.027 °C
Entalpia de fusió 12,34 kJ·mol−1
Entalpia de vaporització 481 kJ·mol−1
Propietats atòmiques
Estats d'oxidació 2, 3, 4, 5
(òxid bàsic feble)
Electronegativitat 1,5 (escala de Pauling)
Energia d'ionització 1a: 568 kJ·mol−1
Radi atòmic 163 pm
Radi covalent 200 pm
Miscel·lània
Estructura cristal·lina Tetragonal[1]
Protoactini té una estructura cristal·lina tetragonal
Ordenació magnètica Paramagnètic[2]
Resistivitat elèctrica (0 °C) 177 nΩ·m
Conductivitat tèrmica 47 W·m−1·K−1
Nombre CAS 7440-13-3
Isòtops més estables
Article principal: Isòtops del protoactini
Iso AN Semivida MD ED (MeV) PD
229Pa sin 1,5 d ε 0,311 229Th
230Pa sin 17,4 d ε 1,310 230Th
231Pa ~100% 3,276×104 a α 5,150 227Ac
232Pa sin 1,31 d β 1,337 232U
233Pa traça 26,967 d β 0,5701 233U
234mPa traçae 1,17 min β 2,29 234U
234Pa traça 6,75 h β 2,195 234U

El protoactini és un element químic de la taula periòdica el símbol del qual és Pa i el seu nombre atòmic és 91. El protoactini és un element metàl·lic platejat que pertany al grup dels Actínids, que presenta un brillantor metàl·lica intensa. És superconductor per sota de 1,4 K.

Aplicacions[modifica | modifica el codi]

A causa de la seva escassetat, alta radioactivitat i toxicitat, actualment no existeixen usos per al protoactini fora de la investigació científica bàsica.

El protoactini-231 (que es forma per emissió alfa de l'Urani-235 seguit d'una emissió beta del Tori-231) podria potser mantenir una reacció nuclear en cadena i, en principi, podria ser utilitzat per construir una bomba nuclear. La massa crítica, segons el físic Walter Seifritz, és 750 ± 180 kg. Altres autors conclouen que no és possible una reacció en cadena utilitzant 231Pa

Història[modifica | modifica el codi]

Dmitri Mendeleev va predir en 1871 que hauria d'existir un element amb nombre atòmic igual a 91 i que apareixeria en la taula periòdica entre el tori i l' urani al qual va anomenar Eka-tantalum.[3] En 1900 William Crookes va aïllar el protoactini com un material radioactiu format a partir de l'urani, però que no va aconseguir identificar-lo.[4]

El protoactini va ser identificat per primera vegada a 1913 quan Kasimir Fajans i Oswald Helmuth Göhring van trobar l'isòtop de curta vida 234m Pa, amb un període de semidesintegració al voltant dels 1,17 minuts, durant els seus estudis de la cadena de desintegració del 238 U. Van donar al nou element el nom de Brevi (llatí:brevis, és a dir, breu). El nom es va canviar a Protoactini al 1918 quan dos grups de científics (Otto Hahn i Lise Meitner d'Alemanya, i Frederick Soddy i John Cranston del Regne Unit) van descobrir de manera independent el 231 Pa.

Aristid V. Grosse va preparar 2 mg de Pa2 O 5 al 1927, i més tard va aconseguir aïllar protoactini per primera vegada al 1934 de 0, 1 mg de Pa 2 O 5 , convertint primer l'òxid en un iodur i després trencant-lo a alt buit utilitzant un filament escalfat mitjançant un corrent elèctric produint la reacció

2PaI 5 → 2PA + 5i 2 (procés Van Arkel-De Boer).

Al 1961, l'Autoritat de l'energia atòmica del Regne Unit va ser capaç de produir 125 g de protoactini pur al 99,9% processant 60 tones de material de rebuig en un procés de 12 etapes amb una despesa de 500.000 $. Aquesta va ser l'única font d'aquest element durant molts anys i es diu que va ser venut als laboratoris a un cost de 2.800 $ / g en els anys successius.

Abundància i obtenció[modifica | modifica el codi]

El protoactini es troba a la pechblenda en una quantitat d'aproximadament una part de 231 Pa en 10 milions de mena (és a dir, 0,1 ppm). Algunes menes de la República Democràtica del Congo arriben a tenir al voltant de 3 ppm.

Referències[modifica | modifica el codi]

  1. Donohue, J.. «On the crystal structure of protactinium metal» (en anglès). Acta Crystallographica, vol. 12, 9, 1959, pàg. 697. DOI: 10.1107/S0365110X59002031.
  2. Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds, a Handbook of Chemistry and Physics, 81a edició, CRC press (en anglès).
  3. Mendeleef,"Die periodische gesetzmässigkeit der chemische elementen" (1871)(alemany)
  4. Emsley, John. Nature's Building Blocks. (Hardcover, First Edition). Oxford University Press, 2001, page 347. ISBN 0-19-850340-7. (anglès)

Enllaços externs[modifica | modifica el codi]

A Wikimedia Commons hi ha contingut multimèdia relatiu a: Protoactini