Протактиний
[Rn] 5f² 6d¹ 7s² · 2 · 8 · 18 · 32 · 20 · 9 · 2
Один из самых редких и дорогих природных элементов. Протактиний назван так потому, что при распаде превращается в актиний, — он буквально «предшественник актиния».
3D-модель
Модель Бора: ядро и электронные оболочки по конфигурации. Валентные электроны подсвечены.
Тяните, чтобы вращать; колесо — масштаб
Атомные свойства
- Атомный номер
- 91
- Атомная масса
- 231.036 а.е.м.
- Электронная конфигурация
- [Rn] 5f² 6d¹ 7s²
- Электроны по оболочкам
- 2 · 8 · 18 · 32 · 20 · 9 · 2
- Блок
- f-блок
- Группа
- нет данных
- Период
- 7
- Электроотрицательность (Полинг)
- 1.5
- Электроотрицательность (Аллен)
- 1.14
- Атомный радиус
- 243 pm
- Ковалентный радиус
- 200 pm
- Ван-дер-ваальсов радиус
- 243 pm
- 1-я энергия ионизации
- 568 kJ/mol
- Сродство к электрону
- 53.7 kJ/mol
- Характерные степени окисления
- +5
- Степени окисления
- +2, +3, +4, +5
Физические свойства
- Состояние при 25 °C
- твёрдое
- Плотность
- 15.37 g/cm³
- Температура плавления
- 1 841 K · 1 567.9 °C
- Температура кипения
- 4 300 K · 4 026.9 °C ≈
- Скорость звука
- нет данных
Тепловые свойства
- Теплота плавления
- 12.34 kJ/mol
- Теплота испарения
- 481 kJ/mol ≈
- Удельная теплоёмкость
- 0.099 J/(g·K)
- Теплопроводность
- 47 W/(m·K)
Механические свойства
- Модуль Юнга
- нет данных
- Модуль сдвига
- нет данных
- Модуль объёмного сжатия
- нет данных
- Коэффициент Пуассона
- нет данных
- Твёрдость по Моосу
- нет данных
- Твёрдость по Бринеллю
- нет данных
Электрические и магнитные свойства
- Удельное сопротивление
- 177 nΩ·m
- Магнитный тип
- парамагнетик
- Точка Кюри
- нет данных
- Точка Нееля
- нет данных
- Температура сверхпроводимости
- 1.4 K
Кристаллическая структура
- Кристаллическая решётка
- тетрагональная
- Параметры решётки
- a = 392.5 pm · c = 323.8 pm
Распространённость
- В земной коре
- 1.4·10⁻⁶ mg/kg
- В океане
- 0 mg/L
- Во Вселенной
- 0 mg/kg
- В теле человека
- 0 mg/kg
Изотопы
| Изотоп | Распространённость | Период полураспада | Тип распада |
|---|---|---|---|
| 231Pa | — | 32 766.16 лет | α |
| 233Pa | — | 26.97 сут | β− |
Протактиний-231 с периодом 32 760 лет — основной природный изотоп; протактиний-233 — промежуточное звено ториевого топливного цикла.
Открытие
- Год открытия
- 1913
- Кто открыл
- Казимир Фаянс и Освальд Гёринг
- Где
- Германия
- Происхождение названия
- «предшественник актиния»: при распаде превращается в актиний
История
Фаянс и Гёринг в 1913 году нашли короткоживущий изотоп, а долгоживущий протактиний-231 выделили Ган и Мейтнер в 1917 году. Именно эта работа положила начало многолетнему сотрудничеству, приведшему к открытию деления ядра.
Где встречается
1,4·10⁻⁶ мг/кг коры. Присутствует в урановых рудах в отношении примерно один атом протактиния на три миллиона атомов урана.
Как получают
Извлекается из отходов переработки урана. За всю историю получено порядка сотни килограммов; британская программа 1961 года выделила 125 граммов из 60 тонн отходов.
Роль в живой природе
Биологической роли нет.
Безопасность
Крайне радиотоксичен и требует обращения в перчаточных боксах. По опасности сопоставим с плутонием.
Применение
- Датирование морских осадков и кораллов по паре протактиний-231 / торий-230
- Исследования в области ядерной физики и химии актиноидов
Любопытные факты
- Название буквально означает «предшественник актиния».
- Британская программа 1961 года по выделению 125 граммов протактиния обошлась в полмиллиона фунтов — по тем деньгам это делало его одним из самых дорогих веществ на Земле.
- Протактиний-231 накапливается в ториевом реакторе и требует отдельного обращения.
- Пара протактиний-торий позволяет датировать морские отложения возрастом до 250 тысяч лет.