Protactinium

Protactinium (Pa) er grundstof 91, et actinid i gruppe —, periode 7 og f-blokken. Elektronkonfigurationen [Rn] 5f2 6d1 7s2 hjælper med at forklare binding og reaktivitet; referencetilstanden ved stuetemperatur er fast stof.

Atomnummer91

Standardatomvægt231.03588(1)

Gruppe—

Periode7

Blokf

Elektronkonfiguration[Rn] 5f2 6d1 7s2

Elektronstruktur

Hvad styrer kemien?

Hos actiniderne spiller 5f-, 6d- og 7s-orbitalerne en rolle. De tidlige actinider kan have flere oxidationstrin; for de tungere bliver +3 ofte mere fremtrædende.

Alle actinider er radioaktive. For protactinium er konfigurationen [Rn] 5f2 6d1 7s2, isotopsammensætningen og halveringstiden derfor tæt knyttet til både kemi og praktisk anvendelse.

Kemiske former

Forbindelser, ioner og materialer

Actinider danner oxider, halogenider og koordinationsforbindelser i flere oxidationstrin. Radioaktivitet og isotopsammensætning er centrale for både karakterisering og håndtering.

Fysisk adfærd

Tilstand og faseændringer

Referencetilstanden ved stuetemperatur er fast stof. Den angivne massefylde er 15.37 g/cm³. Smeltepunktet er angivet til 1 843 K (1 570 °C). Kogepunktet er angivet til 4 273K (4 027 °C). Tryk, renhed, allotropi og krystalstruktur kan forskyde målte fysiske værdier.

Forekomst og anvendelser

Hvor protactinium findes og bruges

I praksis møder man protactinium blandt andet i sammenhænge som videnskabelig forskning.

I praksis

Konkrete anvendelser

Videnskabelig forskning

Protactinium spiller en rolle i videnskabelig forskning. Den relevante egenskab afhænger af den kemiske form, sammensætningen og det materiale eller den proces, hvor grundstoffet indgår.

Placering i det periodiske system

Hvad naboelementerne fortæller

Protactinium ligger i periode 7 og i f-blokserien. I det viste nabolag findes blandt andet Actinium, Thorium, Uran, Neptunium. Sammenligning gennem serien viser gradvise ændringer i atomradius, elektronstruktur og kemisk adfærd.

Referencedata

Fysiske og atomare egenskaber

Klassifikationactinid

Tilstand ved stuetemperaturfast stof

Elektronskaller2 · 8 · 18 · 32 · 20 · 9 · 2

Massefylde15.37 g/cm³

Smeltepunkt1 843 K (1 570 °C)

Kogepunkt4 273K (4 027 °C)

Pauling-elektronegativitet1.5

Første ioniseringsenergi568 kJ/mol

Elektronaffinitet53.03 kJ/mol

Værdierne beskriver grundstoffet eller det neutrale atom, hvor det er relevant. Fysiske data kan afhænge af allotropi, tryk, renhed og målebetingelser.

Historie

Opdagelse og identifikation

Opdagelsen af protactinium forbindes i denne historiske registrering med William Crookes. Anerkendelse som grundstof, isolering af en ren prøve og den senere definition via atomnummer skete ikke nødvendigvis samtidig.

Isotoper

Hvordan isotopsammensætningen ændrer tallene

Standardatomvægten er 231.03588(1). Værdien beskriver den naturlige isotopsammensætning i terrestrisk materiale og er ikke massen af ét bestemt atom.

Protactinium har ingen stabile isotoper. Isotoperne er radioaktive, så halveringstid og henfaldstype er vigtige ved måling, anvendelse og sikker håndtering.

Sikkerhed

Håndtering og eksponering

Protactinium er radioaktivt. Risikoen afhænger af isotop, aktivitet, strålingstype, halveringstid, kemisk form og eksponeringsvej; passende radiologiske og kemiske sikkerhedsforanstaltninger er derfor nødvendige.