Viquipèdia

Protoactini

element químic amb nombre atòmic 91

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 que pertany al grup dels actínids, és mal·leable i presenta una brillantor metàl·lica intensa i s'altera ràpidament amb l'aire.[3] És superconductor per sota d'1,4 K.

Protoactini
91Pa
tori ← protoactini → urani
Pr
↑
Pa
↓
(Uqt)
Aspecte
Brillant amb un llustre metàl·lic platejat



Línies espectrals del proactini
Propietats generals
Nom, símbol, nombre Protoactini, Pa, 91
Categoria d'elements Actínids
Grup, període, bloc n/d, 7, 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

HistòriaModifica

Dmitri Mendeléiev 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.[4] 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.[5]

El protoactini va ser identificat per primera vegada a 1913, quan Kasimir Fajans i Oswald Helmuth Göhring van trobar l'isòtop de curta vida 234mPa, 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 el 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 231Pa.

Aristid V. Grosse va preparar 2 mg de Pa2 O 5 al 1927, i més tard va aconseguir aïllar protoactini per primera vegada el 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.

2PaI5 → 2Pa + 5I2 (procés Van Arkel-De Boer).

El 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 obtencióModifica

El protoactini es troba a la pechblenda en una quantitat d'aproximadament una part de 231Pa 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.

Industrialment se n'obté protoactini a partir dels residus de purificació de l'unari, la separació pot se feta per cromatografia de bescanvi iònic i extracció amb dissolvents. Pot ser precipitat a partir de solucions aquoses com Pa2O5 i K2PaF7. El metall és obtingut per reducció amb bari a 1.400 °C del tetrafluorur, PaF₄.[3]

CompostosModifica

Els compostos més habituals del protoactini contenen brom, clor, fluor, hidrogen, iode, oxigen, sulfur i seleni, en són exemples PaBr4, PaBr5, PaCl4, PaCl5, PaF4, PaF5, PaH3, PaI3, PaI4, PaI5, PaO, PaO2, i Pa2O5.[6]

AplicacionsModifica

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, es podria utilitzar 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.

ReferènciesModifica

  1. ↑ Donohue, J. «On the crystal structure of protactinium metal» (en anglès). Acta Crystallographica, 12, 9, 1959, pàg. 697. DOI: 10.1107/S0365110X59002031.
  2. ↑ Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds Arxivat 2012-01-12 a Wayback Machine., a Handbook of Chemistry and Physics, 81a edició, CRC press (en anglès).
  3. ↑ 3,0 3,1 Gran Enciclopèdia Catalana. Volum 18. Reimpressió d'octubre de 1992. Barcelona: Gran Enciclopèdia Catalana, 1992, p. 395. ISBN 84-7739-018-5. 
  4. ↑ Mendeleef,"Die periodische gesetzmässigkeit der chemische elementen" (1871)(alemany)
  5. ↑ Emsley, John. Nature's Building Blocks. (Hardcover, First Edition). Oxford University Press, 2001, page 347. ISBN 0-19-850340-7. (anglès)
  6. ↑ Carl L., Yaws. Yaws Handbook of Properties of the Chemical Elements (en anglès). Knovel, 2011, p. 296. ISBN 1613443994. 

Enllaços externsModifica

En altres projectes de Wikimedia:
 
 Commons (Galeria)  
 
 Commons (Categoria)  


Obtingut de «https://ca.wikipedia.org/w/index.php?title=Protoactini&oldid=30197461»