О протактиний, символ Па, является номером элемента 91 Периодическая таблица. Редкий и труднодоступный, у этого элемента мало применений. Однако известно, что его наиболее стабильная степень окисления равна +5, а его химическое поведение напоминает тантал и ниобий. Это первый элемент в ряду актинидов, у которого электроны находятся на f-подуровне.
Этот элемент обладает сверхпроводимостью при температурах ниже 1,4 К в дополнение к 29 известным изотопам. Из них только два являются природными: один с массой 231 и один с массой 234. Большая часть протактиния получается из урановых ядерных отходов. Па был обнаружен в ходе работы, которая проводилась в 1910-х годах.
Читайте также: Нобелий — еще один элемент, относящийся к группе актиноидов.
Резюме по протактинию
Протактиний – это металл принадлежащий блоку f периодической таблицы.
В металлической форме он пластичен и податлив.
В растворе его основной NOx +5, как у тантала и ниобия.
У него 29 известных изотопов, только два из которых встречаются в природе: с массой 231 и 234.
Его трудно получить и извлечь. Его основным природным источником являются урановые ядерные отходы.
Практически нет известных применений протактиния, хотя известно, что он чрезвычайно опасен.
Свойства протактиния
Символ: Лопата.
Атомный номер: 91.
Атомная масса: 231.03588 у.е.
Электроотрицательность: 1,5.
Точка слияния: 1572°С.
Точка кипения: 4000°С.
Плотность: 15,37 г.см-3 (рассчитано).
Электронная конфигурация: [Рн] 7с2 5f2 6д1.
Химическая серия: актиниды, блок f, внутренние переходные элементы.
Характеристики протактиния
протактиний, атомный номер 91 и символ Па, является одним из элементов, называемых актиниды. хотя элемент редкий и труднодоступный, известно, что Pa в металлической форме пластичный и податливый. Не окисляется при контакте с воздухом при комнатной температуре, которая изменяется при повышении температуры.
Его основная степень окисления +5, что напоминает элементы тантал а также ниобийв некотором роде в отношении химического поведения в водном растворе. Протактиний также является первым в ряду актинидов, имеющим электрон на f-подуровне (точнее 5f), с промежуточными свойствами между свойствами торий Это из уран.
подвергается нападению со стороны соляная кислота (8 мол. л-1), кислота фтористоводородная кислота (12 мол. л-1) а также серная кислота (2,5 мол. л-1). Тем не менее, в своих реакционных аспектах протактиний может реагировать с O.2, ч2О или СО2 при температуре от 300 до 500 ° C с образованием оксида Pa2О5.
С аммиаком (NH3), протактиний реагирует с образованием PaN2, а с газом водород (ЧАС2), происходит образование PaH3. Между галогены, протактиний реагирует с йод (Я2) при температуре около 400 ° C с образованием PaI5.
протактиний еслистановится сверхпроводником при температуре 1,4 К. Кроме того, стало понятно, что такие свойства являются следствием подуровня 5f в его структуре, из чего становится очевидным, что Ра на самом деле является актинидом.
известно 29 изотопов протактиния, выделяя только изотопы 231па и 234Па, которые являются естественными, и 233Па, произведено в ядерные реакторы. Среди них тот, у которого самый длинный период полураспада и 231Па, с 3,28 х 104 лет.
Где можно найти протактиний?
С геологической точки зрения период полураспада протактиния (231Па) слишком мал. Таким образом, любой и весь протактиний, встречающийся в природе происходит от радиоактивного распада 235ты.
Дело в том, что, хотя уран хорошо распределен по земной коры (при среднем содержании 2,7 ppm) только 0,711% этой массы соответствует массе изотопа 235 урана. Таким образом, считается, что среднее содержание протактиния 8,7 х 10-7 частей на миллион.
Получение протактиния
Извлечение элемента 91 из природных источников является одним из самых сложных.. До этого протактиний не производился в больших масштабах, так как не представляет коммерческого интереса. Измеримые количества этого элемента обычно получают из урановые отходы.
Более того, классические методы очистки, такие как ионообменные смолы, осаждение и кристаллизация, в дополнение к экстракции растворителем и хроматографии, могут быть использованы для получения продукта, более богатого протактинием.
В 1959 и 1961 годах было объявлено, что Управление по атомной энергии Великобритании в течение 12 лет извлекло шагов, 125 г протактиния чистотой 99,9% из 60 тонн отходов по цене около долларов США. 500.000.
Узнать больше: Сурьма — элемент, который считается редким и используется с древних времен.
Меры предосторожности при приеме протактиния
Протактиний очень опасен и ядовит. Это обуславливает необходимость принятия меры предосторожности при обращении с плутонием. Подсчитано, что протактиний, рассеянный в воздухе в виде аэрозоля, может быть в 250 миллионов раз более токсичным, чем синильная кислота при тех же концентрациях.
Применение протактиния
Вся токсичность протактиния в сочетании с тем фактом, что это трудно извлекаемый элемент, ограничивает его применение. Среди немногих известных применений протактиний уже использовался в сцинтилляторы для рентгеновского детектирования. Он также использовался для датировка старых предметов, через отношения 231Лопата/235У.
история протактиния
Менделеев предсказал появление 91-го элемента на вакантном пространстве между торием и ураном. вашей периодической таблицы. Он назвал его «эка-тантал», присвоив ему приблизительную атомную массу 235 и предсказывая, что его химические свойства будут близки к свойствам ниобия и тантала.
Однако, Только в 1913 году Казимир Фаянс и его ученик Освальд Геринг идентифицировали элемент 91., основанный на экспериментах и предыдущей работе Эрнест Резерфорд и Фредерик Содди.
Новый элемент, который фактически был 234 мPa (метастабильный изомер протактиния-234) получил название «бревиус» (символ Bv) из-за его кратковременного существования: всего одна минута периода полураспада.
В то же время в то время существовала еще одна проблема: происхождение актиний (Ас), элемент 89. Уже было известно, что Ас не может быть первичным радиоактивным элементом, так как его период полураспада составляет около 30 лет, но неизвестно, в какой серии распадов он образовался.
Отсюда Фредерик Содди предположил, что элемент, который дал бы начало актинию, будет излучателем альфа-частиц, расположенным в группе 5 Периодической таблицы после тантала. Тогда для обозначения этого элемента использовалось название «эка-тантал».
Пока в марте 1918 года, преодолев Содди, Лиза Мейтнер и Отто Ган открыли изотоп 231Лопата, получивший в своей переписке кодовое название «абракадабра». Фактически, этот новый элемент генерировал актиний путем испускания альфа-частиц и получил название протактиний от обоих, что означает «родственник актиния». Эта номенклатура 91-го элемента в конечном итоге совпала с «бревиусом» Фаянса и Геринга, поскольку период полураспада 231Па около 32 тысяч лет.
Решенные упражнения на протактиний
Вопрос 1
Хотя актинид, протактиний, символ Па, имеет ту же степень окисления, что и ниобий и тантал (+5). Возможно, поэтому в момент открытия его называли «эка-тантал». В каком из следующих соединений протактиний проявляет указанную выше степень окисления?
А) ПаБр2
Б) ПаН3
С) ПаСl4
Г) Па2О5
И отец
Разрешение:
Альтернатива D
Галогены, в отсутствие атом в кислород в формуле имеют заряд, равный -1. Водород имеет заряд, равный +1. Кислород имеет заряд -2. Итак, расчет NOx протактиния в каждом веществе дается следующим образом:
paBr2: х + 2(–1) = 0 → х = +2; так неправильный ответ.
PaH3: х + 3 (+1) = 0 → х + 3 = 0 → х = -3; так неправильный ответ.
PaCl4: х + 4(–1) = 0 → х – 4 = 0 → х = +4; так неправильный ответ.
Лопата2О5: 2x + 5(–2) = 0 → 2x – 10 = 0 → x = +5; так правильный ответ.
PaI: х + (–1) = 0 → х – 1 = 0 → х = +1; так неправильный ответ.
вопрос 2
Первоначально протактиний, элемент 91, назывался «бревиус», символ Bv, поскольку его первый изотоп, 234, имел период полураспада около одной минуты. Какова массовая доля «бревиального» изотопа после пяти минут его приготовления?
А) 50%
Б) 25%
В) 12,5%
Г) 6,25%
Д) 3,125%
Разрешение:
Альтернатива Е
Период полураспада характеризуется временем, за которое масса радиоактивного образца уменьшится вдвое. Если период полураспада составляет одну минуту, это означает, что каждую минуту масса уменьшается вдвое.
Таким образом, за пять минут масса уменьшилась с 25, то же, что 1/32 от исходной массы. Таким образом, оставшаяся масса составляет 3,125%.
Стефано Араужо Новаис
Учитель химии
Источник: Бразильская школа - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/protactinio-pa.htm
