Protaktinium

Protaktinium (Pa) är grundämne 91, klassificerat som aktinid i grupp —, period 7 och f-blocket. Elektronkonfigurationen [Rn] 5f2 6d1 7s2 hjälper till att förklara bindning och reaktivitet; referenstillståndet vid rumstemperatur är fast ämne.

Atomnummer91

Standardatomvikt231.03588(1)

Grupp—

Period7

Blockf

Elektronkonfiguration[Rn] 5f2 6d1 7s2

Elektronstruktur

Vad styr kemin?

Hos aktiniderna spelar 5f-, 6d- och 7s-orbitalerna roll. De tidiga aktiniderna kan ha flera oxidationstal; hos de tyngre blir +3 ofta mer framträdande.

Alla aktinider är radioaktiva. För protaktinium är konfigurationen [Rn] 5f2 6d1 7s2, isotopsammansättningen och halveringstiden därför nära kopplade till både kemi och praktisk användning.

Kemiska former

Föreningar, joner och material

Aktinider bildar oxider, halider och koordinationsföreningar i flera oxidationstal. Radioaktivitet och isotopsammansättning är centrala både för karakterisering och hantering.

Fysikaliskt beteende

Tillstånd och fasövergångar

Referenstillståndet vid rumstemperatur är fast ämne. Den angivna densiteten är 15.37 g/cm³. Smältpunkten anges till 1 843 K (1 570 °C). Kokpunkten anges till 4 273K (4 027 °C). Tryck, renhet, allotropi och kristallstruktur kan påverka uppmätta fysikaliska värden.

Förekomst och användning

Var protaktinium finns och används

I praktiken förekommer protaktinium bland annat i sammanhang som vetenskaplig forskning.

I praktiken

Konkreta användningar

Vetenskaplig forskning

Protaktinium används eller studeras inom vetenskaplig forskning. Den relevanta egenskapen beror på kemisk form, sammansättning och det material eller den process där grundämnet ingår.

Plats i periodiska systemet

Vad grannarna visar

Protaktinium ligger i period 7 och i f-blockets serie. I det visade grannskapet finns bland annat Aktinium, Torium, Uran, Neptunium. Jämförelser genom serien visar gradvisa förändringar i atomradie, elektronstruktur och kemiskt beteende.

Referensdata

Fysikaliska och atomära egenskaper

Klassificeringaktinid

Aggregationstillstånd vid rumstemperaturfast ämne

Elektronskal2 · 8 · 18 · 32 · 20 · 9 · 2

Densitet15.37 g/cm³

Smältpunkt1 843 K (1 570 °C)

Kokpunkt4 273K (4 027 °C)

Pauling-elektronegativitet1.5

Första jonisationsenergi568 kJ/mol

Elektronaffinitet53.03 kJ/mol

Värdena beskriver grundämnet eller den neutrala atomen där det är relevant. Fysikaliska data kan bero på allotropi, tryck, renhet och mätförhållanden.

Historia

Upptäckt och identifiering

Upptäckten av protaktinium förknippas i denna historiska uppgift med William Crookes. Erkännande som grundämne, isolering av ett rent prov och den senare definitionen genom atomnummer skedde inte nödvändigtvis samtidigt.

Isotoper

Hur isotopsammansättningen påverkar talen

Standardatomvikten är 231.03588(1). Värdet beskriver den naturliga isotopsammansättningen i terrestert material och är inte massan hos en enda bestämd atom.

Protaktinium har inga stabila isotoper. Isotoperna är radioaktiva, så halveringstid och sönderfallstyp är viktiga vid mätning, användning och säker hantering.

Säkerhet

Hantering och exponering

Protaktinium är radioaktivt. Risken beror på isotop, aktivitet, strålningstyp, halveringstid, kemisk form och exponeringsväg; lämpliga radiologiska och kemiska säkerhetsåtgärder krävs därför.