Protactinium

Protactinium (Pa) is element 91 van het periodiek systeem, een actinide in groep —, periode 7 en het f-blok. De elektronenconfiguratie [Rn] 5f2 6d1 7s2 helpt verklaren hoe het element bindt en reageert; de referentietoestand bij kamertemperatuur is vast.

Atoomnummer91

Standaard atoomgewicht231.03588(1)

Groep—

Periode7

Blokf

Elektronenconfiguratie[Rn] 5f2 6d1 7s2

Elektronenstructuur

Wat bepaalt de chemie?

Bij actiniden spelen de 5f-, 6d- en 7s-orbitalen een rol. De vroege actiniden kunnen verschillende oxidatietoestanden bereiken; bij de zwaardere leden wordt +3 steeds belangrijker.

Alle actiniden zijn radioactief. Voor protactinium zijn de configuratie [Rn] 5f2 6d1 7s2, isotopensamenstelling en halveringstijd daarom onlosmakelijk verbonden met de chemie en het praktische gebruik.

Chemische vormen

Verbindingen, ionen en materialen

Actiniden vormen oxiden, halogeniden en coördinatieverbindingen. Vooral de vroege leden kunnen meerdere oxidatietoestanden aannemen; radiochemie blijft belangrijk omdat alle isotopen radioactief zijn.

Fysisch gedrag

Toestand en faseovergangen

Bij kamertemperatuur is de referentietoestand vast. De vermelde dichtheid is 15.37 g/cm³. Het smeltpunt is 1 843 K (1 570 °C). Het kookpunt is 4 273K (4 027 °C). Druk, zuiverheid en kristalstructuur kunnen gemeten waarden verschuiven; bij elementen met meerdere allotropen kan ook de structuur zelf een duidelijk verschil maken.

Voorkomen en toepassingen

Waar protactinium voorkomt en wordt gebruikt

In de praktijk komt protactinium vooral naar voren in toepassingen en contexten zoals wetenschappelijk onderzoek.

In de praktijk

Concrete toepassingen

Wetenschappelijk onderzoek

Protactinium speelt een rol bij wetenschappelijk onderzoek. De relevante eigenschap hangt af van de chemische vorm, samenstelling en het materiaal of proces waarin het element wordt gebruikt.

Positie in het periodiek systeem

Wat de naburige elementen laten zien

Protactinium staat in periode 7 en in de f-blokreeks. In de getoonde omgeving staan onder meer Actinium, Thorium, Uranium, Neptunium. Door deze reeks te vergelijken zijn geleidelijke veranderingen in atoomstraal, elektronenstructuur en chemisch gedrag binnen de serie zichtbaar.

Referentiegegevens

Fysische en atomaire eigenschappen

Classificatieactinide

Toestand bij kamertemperatuurvast

Elektronenschillen2 · 8 · 18 · 32 · 20 · 9 · 2

Dichtheid15.37 g/cm³

Smeltpunt1 843 K (1 570 °C)

Kookpunt4 273K (4 027 °C)

Pauling-elektronegativiteit1.5

Eerste ionisatie-energie568 kJ/mol

Elektronenaffiniteit53.03 kJ/mol

De waarden beschrijven het element of het neutrale atoom waar van toepassing. Fysische gegevens kunnen afhangen van allotroop, druk, zuiverheid en meetomstandigheden.

Geschiedenis

Ontdekking en identificatie

De ontdekking van protactinium wordt in deze historische registratie in verband gebracht met William Crookes. Herkenning als element, isolatie van een zuiver monster en de latere definitie via het atoomnummer vonden niet noodzakelijk op hetzelfde moment plaats.

Isotopen

Hoe isotopensamenstelling de getallen verandert

Het standaard atoomgewicht is 231.03588(1). Deze waarde beschrijft de natuurlijke isotopensamenstelling van terrestrisch materiaal en is niet de massa van één specifiek atoom.

Protactinium heeft geen stabiele isotopen. De isotopen zijn radioactief; halveringstijd en vervalwijze zijn daarom belangrijk bij meting, gebruik en veilige behandeling.

Veiligheid

Omgang en blootstelling

Protactinium is radioactief. De risico’s hangen af van isotoop, activiteit, stralingstype, halveringstijd, chemische vorm en blootstellingsroute; passende radiologische en chemische veiligheidsmaatregelen zijn daarom noodzakelijk.