O プロトアクチニウム、記号Paは、の要素番号91です。 周期表. まれで入手が困難なため、この元素の用途はほとんどありません。 ただし、その最も安定した酸化状態は+5であり、タンタルやニオブに似た化学的挙動を示すことが知られています。 これは、アクチニド系列の最初の元素であり、fサブレベルに電子があります。
この元素は、29の既知の同位体に加えて、1.4K未満の温度で超伝導を示します。 これらのうち、自然なのは2つだけです。1つは質量231で、もう1つは質量234です。 ほとんどのプロトアクチニウムは、ウラン核廃棄物から得られます。 Paは、1910年代に行われた作業を通じて発見されました。
あまりにも読んでください： ノーベリウム—アクチニドグループに属する別の元素
プロトアクチニウムのまとめ
プロトアクチニウムは 金属 周期表のブロックfに属します。
金属の形で、それは延性があり、展性があります。
溶液中では、タンタルやニオブのように、その主なNOxは+5です。
それは29の既知の同位体を持っており、そのうちの2つだけが自然界に見られます：質量231と234。
入手・抽出が難しい。 その主な天然資源はウラン核廃棄物です。
プロトアクチニウムは非常に危険であることが知られていますが、既知の用途はほとんどありません。
プロトアクチニウムの特性
シンボル： シャベル。
原子番号： 91.
原子質量： 231.03588 c.u.s.
電気陰性度： 1,5.
融点： 1572°C。
沸点： 4000°C。
密度： 15.37 g.cm-3 （計算）。
電子配置： [Rn]7秒2 5f2 6d1.
化学シリーズ： アクチニド、ブロックf、 内部遷移元素.
プロトアクチニウムの特徴
プロトアクチニウム、 原子番号 91と記号Paは、と呼ばれる要素の1つです アクチニド. 要素が まれで入手困難、金属の形のPaは 延性と可鍛性. 室温では空気と接触しても酸化せず、温度の上昇とともに変化します。
その主な酸化状態は+5で、これは元素に似ています タンタル と ニオブ、ある意味で、水溶液中の化学的挙動に関して。 プロトアクチニウムはまた、アクチニドシリーズの最初のものであり、 fサブレベルの電子 （より具体的には5f）、 トリウム それはからです ウラン.
によって攻撃されます 塩酸 （8モル。 L-1), 酸 フッ化水素酸（12mol。 L
-1） と 硫酸 （2.5モル。 L-1). まだその反作用の側面で、プロトアクチニウムはOと反応することができます2、H2OまたはCO2 300〜500°Cの温度で、酸化物Paを生成します2O5.アンモニア（NH3）、プロトアクチニウムは反応してPaNを形成します2、そしてガスで 水素 （H2）、PaHの形成があります3. 間に ハロゲン、プロトアクチニウムはと反応します ヨウ素 （私2）PaIを形成するために約400°Cの温度で5.
プロトアクチニウム もしも1.4Kの温度で超伝導体になります. さらに、そのような特性はその構造の5fサブレベルの結果であることがわかり、Paが実際にアクチニドであることが明らかになりました。
29の同位体が知られています プロトアクチニウムの同位体のみを強調 231paと 234自然なPa、そして 233Pa、で生産 原子炉. これらの中で、最も長いもの 人生の半分 そしてその 231Pa、3.28 x 104 年歳。
プロトアクチニウムはどこにありますか？
地質学的には、プロトアクチニウムの半減期（231Pa）が小さすぎます。 したがって、自然界に見られるすべてのプロトアクチニウム の放射性崩壊から来ています 235u.
重要なのは、ウランは 地球の地殻 （平均含有量2.7 ppm）、この質量のわずか0.711％がウランの質量235同位体に対応します。 このように、 平均プロトアクチニウム含有量は8.7x10-7 ppm.
プロトアクチニウムの入手
元素91の抽出は、天然資源を介した最も困難なものの1つです。. それまで、プロトアクチニウムは商業的利益がないため、大規模に生産されていませんでした。 この元素の測定可能な量は、一般的にから得られます ウラン廃棄物.
さらに、 古典的な浄化技術溶媒抽出とクロマトグラフィーに加えて、イオン交換樹脂、沈殿、結晶化などを使用して、プロトアクチニウムが豊富な製品を得ることができます。
1959年と1961年に、英国原子力公社が12年のプロセスで抽出したことが発表されました。 ステップ、60トンの廃棄物からの99.9％純粋なプロトアクチニウム125 g、約US$の費用 500.000.
詳細： アンチモン—古代から使用されることはまれであると考えられている元素
プロトアクチニウムに関する注意事項
プロトアクチニウムは 非常に危険で有毒. これにより、採用する必要があります プルトニウムのような取り扱い上の注意. エアロゾルの形で空気中に分散したプロトアクチニウムは、同じ濃度の青酸よりも最大2億5000万倍毒性があると推定されています。
プロトアクチニウムの応用
プロトアクチニウムのすべての毒性は、それが抽出するのが難しい元素であるという事実に加えて、その用途を制限します。 いくつかの既知のアプリケーションの中で、プロトアクチニウムはすでに X線検出用シンチレータ. それはまたのために使用されました 古いオブジェクトのデート、関係を通じて 231シャベル/235U。
プロトアクチニウムの歴史
メンデレーエフは、トリウムとウランの間の空きスペースにある元素91を予測しました あなたの周期表の。 彼はそれを「eka-tantalum」と呼び、およそ235の原子量を与え、その化学的性質はニオブとタンタルのそれに近いと予測しました。
でも、 カジミール・ファヤンズと彼の学生であるオズヴァルト・ゲーリングが要素91を特定したのは、1913年になってからでした。、による実験と以前の研究に基づく アーネスト・ラザフォード とフレデリックソディ。
新しい要素は、実際には 234mPa（プロトアクチニウム-234の準安定異性体）は、その短い存在（半減期がわずか1分）のために「ブレビウス」（記号Bv）という名前が付けられました。
同時に、当時は別の問題がありました。 アクチニウム （Ac）、要素89。 半減期が約30年であるため、Acが主要な放射性元素になり得ないことはすでに知られていましたが、どの崩壊系列がそれを生成したかはわかりませんでした。
そこから、フレデリック・ソディは、アクチニウムを生成する元素は、タンタルの後、周期表のグループ5に位置するアルファ粒子エミッターであると提案しました。 その後、「eka-tantalus」という名前がこの要素を示すために使用されました。
1918年3月まで、ソディを克服し、 リーゼ・マイトナーとオットー・ハーンが同位体を発見 231シャベル、彼の通信でコードネーム「アブラカダブラ」を受け取りました。 実際、この新しい元素はアルファ粒子の放出によってアクチニウムを生成し、両方から「アクチニウムの相対的」を意味するプロトアクチニウムという名前を受け取りました。 要素91のこの命名法は、半減期が 231Paは約32000歳です。
プロトアクチニウムに関する解決済みの演習
質問1
アクチニド、プロトアクチニウム、記号Paは、ニオブやタンタルと同じ酸化状態（+5）を持っています。 そのため、発見当時は「エカタンタル」と呼ばれていました。 次の化合物のうち、プロトアクチニウムが前述の酸化状態を示すのはどれですか？
A）PaBr2
B）PaH3
C）PaCl4
D）Pa2O5
そしてお父さん
解像度：
代替案D
ハロゲンがない場合 原子 の 空気 式では、-1に等しい電荷を持ちます。 水素の電荷は+1です。 酸素の電荷は-2です。 だから、の計算 NOx 各物質中のプロトアクチニウムの割合は次のとおりです。
paBr2：x + 2（–1）=0→x= +2; とても間違った答え。
PaH3：x + 3（+1）=0→x+ 3=0→x=-3; とても間違った答え。
PaCl4：x + 4（–1）=0→x– 4=0→x=+4; とても間違った答え。
シャベル2O5：2x + 5（–2）=0→2x– 10=0→x=+5; 正解です。
PaI：x +（–1）=0→x– 1=0→x=+1; とても間違った答え。
質問2
当初、プロトアクチニウム、元素91は、最初の同位体である234の半減期が約1分であったため、シンボルBvの「ブレビウス」と呼ばれていました。 調製から5分後の「ブレイバル」同位体の結果として生じる質量パーセントはどれくらいですか？
A）50％
B）25％
C）12.5％
D）6.25％
E）3.125％
解像度：
代替案E
半減期は、放射性サンプルの質量が半分になるのに必要な時間によって特徴付けられます。 半減期が1分である場合、それは毎分質量が半分に減少することを意味します。
したがって、5分で質量は2から減少しました5、初期質量の1/32と同じです。 したがって、残りの質量は3.125％です。
StefanoAraújoNovais著
化学の先生
ソース： ブラジルの学校- https://brasilescola.uol.com.br/quimica/protactinio-pa.htm