Protoactini

Protoactini
	91Pa
	tori ← protoactini → urani
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;
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 ;
Ordenació magnètica	Paramagnètic
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

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 argentat que pertany al grup dels actínids, que presenta una brillantor metàl·lica intensa. És superconductor per sota d'1,4 K.

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.^[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 ^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.

2PaI ₅ → 2PA + 5i ₂ (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.

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, 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.

ReferènciesModifica

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