Protaktinium

Protaktinium on järjestysluvun 91 alkuaine (Pa). Se sijaitsee jaksossa 7, ryhmässä — ja f-lohkossa. Huoneenlämmössä vertailuolomuoto on kiinteä. Elektronikonfiguraatio on [Rn] 5f2 6d1 7s2.

Järjestysluku91

Standardiatomipaino231.03588(1)

Ryhmä—

Jakso7

Lohkof

Elektronikonfiguraatio[Rn] 5f2 6d1 7s2

Elektronirakenne

Mikä ohjaa kemiallista käyttäytymistä

Aktinoidien kemiassa 5f-, 6d- ja 7s-orbitaalit ovat lähellä toisiaan energiassa. Varhaiset aktinoidit voivat esiintyä useissa hapetusluvuissa, kun taas raskaammissa jäsenissä +3 korostuu.

Tämän atomin elektronikonfiguraatio on [Rn] 5f2 6d1 7s2. Kaikki aktinoidit ovat radioaktiivisia, joten isotooppien stabiilisuus ja puoliintumisajat liittyvät olennaisesti niiden tutkimukseen.

Kemialliset muodot

Yhdisteet, ionit ja materiaalit

Aktinoidit muodostavat oksideja, halogenideja ja koordinaatioyhdisteitä. Varhaisilla aktinoideilla esiintyy useita hapetuslukuja, ja kaikkien jäsenten radioaktiivisuus tekee radiokemiasta olennaisen osan tutkimusta.

Fysikaalinen käyttäytyminen

Olomuoto ja faasimuutokset

Huoneenlämmössä vertailuolomuoto on kiinteä. Ilmoitettu tiheys on 15.37 g/cm³. Sulamispiste on 1 843 K (1 570 °C). Kiehumispiste on 4 273K (4 027 °C). Paine, puhtaus ja kiderakenne voivat vaikuttaa mitattuihin fysikaalisiin ominaisuuksiin.

Esiintyminen ja käyttö

Missä alkuainetta esiintyy ja käytetään

Käytännössä protaktinium liittyy erityisesti seuraaviin yhteyksiin: tieteellinen tutkimus.

Käytännössä

Konkreettisia käyttökohteita

Tieteellinen tutkimus

Protaktinium-alkuainetta tutkitaan atomirakenteen, ydinominaisuuksien ja jaksollisten trendien testaamiseksi. Käyttö on tutkimuspainotteista eikä perustu suuriin materiaalimääriin.

Paikka jaksollisessa järjestelmässä

Mitä naapurialkuaineet kertovat

Protaktinium sijaitsee jaksossa 7 ja ryhmässä 3. Todelliset naapurialkuaineet auttavat vertaamaan atomikokoa, ionisaatioenergiaa, elektronirakennetta ja sidostapoja jaksollisen järjestelmän sisällä. Tässä lähialueessa näkyvät esimerkiksi Aktinium, Torium, Uraani, Neptunium.

Viitearvot

Fysikaaliset ja atomitason ominaisuudet

Luokitusaktinoidi

Olomuoto huoneenlämmössäkiinteä

Elektronikuoret2 · 8 · 18 · 32 · 20 · 9 · 2

Tiheys15.37 g/cm³

Sulamispiste1 843 K (1 570 °C)

Kiehumispiste4 273K (4 027 °C)

Paulingin elektronegatiivisuus1.5

Ensimmäinen ionisaatioenergia568 kJ/mol

Elektroniaffiniteetti53.03 kJ/mol

Arvot kuvaavat alkuainetta tai neutraalia atomia silloin, kun se on tarkoituksenmukaista. Fysikaaliset arvot voivat riippua allotroopista, paineesta ja mittausolosuhteista.

Historia

Löytäminen ja tunnistaminen

Tämän alkuaineen löytäminen yhdistetään henkilöön tai ryhmään William Crookes. Uuden alkuaineen tunnistaminen, puhtaan näytteen eristäminen ja myöhempi järjestyslukuun 91 perustuva luokittelu eivät aina tapahtuneet samanaikaisesti.

Isotoopit ja atomipaino

Miten isotooppikoostumus vaikuttaa lukuihin

Standardiatomipaino on 231.03588(1). Se kuvaa luonnollisen maanpäällisen aineen isotooppikoostumuksen painotettua keskiarvoa, ei yhden tietyn atomin massaa.

Tällä alkuaineella ei ole pysyvää isotooppia. Isotoopit ovat radioaktiivisia, joten puoliintumisaika ja hajoamistapa ovat tärkeitä mittauksessa, käsittelyssä ja sovelluksissa.

Turvallisuus

Käsittely ja altistuminen

Protaktinium on radioaktiivinen tai esiintyy radioaktiivisina isotooppeina. Käsittely vaatii säteilysuojauksen, joka sovitetaan isotooppiin, aktiivisuuteen, säteilylajiin ja kemialliseen muotoon.