Protactinium

Protactinium er et radioaktivt grunnstoff med atomnummer 91 og atomsymbol Pa. Stoffet hører til actinoidene.

Protactinium
Basisdata
Navn		Protactinium
Symbol		Pa
Atomnummer		91
Utseende		lyst sølvglinsende
Plass i periodesystemet
Periode		7
Blokk		f
Kjemisk serie		actinoider
Atomegenskaper
Atomvekt		231,03588 u
Empirisk atomradius		180 pm
Elektronkonfigurasjon		[Rn] 7s2 5f1 6d2
Elektroner per energinivå		2, 8, 18, 32, 20, 9, 2
Oksidasjonstilstander		5
Krystallstruktur		tetragonal
Fysiske egenskaper
Stofftilstand		fast stoff
Smeltepunkt		1 840 °C
Kokepunkt		4 027 °C
Molart volum		15,18 · 10-6 m³/mol
Tetthet		15 370 kg/m³
Fordampningsvarme		470 kJ/mol
Smeltevarme		15 kJ/mol
Damptrykk		5,1 · 10-5 Pa ved 2 200 K
Diverse
Elektronegativitet etter Pauling-skalaen		1,5
Spesifikk varmekapasitet		120 J/(kg · K)
Elektrisk ledningsevne		5,29 · 106 S/m
Termisk konduktivitet		47 W/(m · K)
SI-enheter & STP er brukt, hvis ikke annet er nevnt. MV = Manglende verdi.

Historie

I 1871 forutså Dmitrij Mendelejev eksistensen av et grunnstoff på plassen mellom thorium og uran. Den britiske kjemikeren William Crookes isolerte protactinium fra uran i 1900, men identifiserte det ikke som et nytt grunnstoff.

Protactinium ble først identifisert i 1913 da Kasimir Fajans og O. H. Göhring fant den kortlivede isotopen ^234m1Pa (med halveringstid på 1,17 minutt) under forskning på nedbrytningstrinnene til ²³⁸U (uran). De døpte det nye grunnstoffet «brevium» (etter latin brevis, «kort»). Navnet ble forandret til «protoactinium» i 1918 da to grupper med forskere (Otto Hahn og Lise Meitner fra Tyskland samt Frederick Soddy og John Cranston fra Storbritannia) oppdaget ²³¹Pa uavhengig av hverandre. Navnet ble forkortet til protactinium i 1949.

Navnet kommer av gresk protos som betyr «foran», og grunnstoffet actinium som protactinium henfaller til.

Protactiniumatomets elektronskall

Egenskaper

Protactinium er et skinnende, hardt sølvgrått metall som danner et tynt sjikt protactiniumoksid (PaO) i kontakt med luft. Det blir superledende ved temperaturer under 1,4 K. Protactinium er en sterk alfastrålings-kilde og er giftig.

Isotoper

Protactinium har ingen stabile isotoper. Naturlig forekommende protactinium består av 4 isotoper:
²³¹Pa (99,999999997825 %) med halveringstid 32 760 år
^234m1Pa (1,5 · 10 ^-9 %) med halveringstid 1,17 minutter
²³⁴Pa (6,7 · 10 ^-10 %) med halveringstid 6,7 timer
²³³Pa (5 · 10 ^-12 %) med halveringstid 26,967 døgn.
I tillegg er 25 kunstig fremstilte isotoper kjent. De mest stabile av disse er ²³⁰Pa med halveringstid 17,4 døgn, ²²⁹Pa med halveringstid 1,50 døgn, og ²³²Pa med halveringstid 1,31 døgn. Alle de resterende isotopene har halveringstider kortere enn 1 døgn, og de fleste kortere enn 1 time.^[1]

CAS-nummer: 7440-13-3

Forekomst

Protactinium finnes naturlig i mineralet bekblende i konsentrasjoner på omkring 0,1 ppm. I uranmalm fra Den demokratiske republikken Kongo kan konsentrasjonen være opptil 3 ppm.

I 1961 ble det kunngjort at UKAEA hadde fremstilt 125 gram av 99,9 % rent ²³¹Pa ved å behandle 55 tonn uranmalm i en 12-trinns prosess. Fremstillingen kostet omkring 500 000 USD.^[2] Dette var i mange år verdens eneste tilgjengelige prøve av rent protactinium. Oak Ridge National Laboratory (ORNL) i Tennessee, USA, fremstiller ²³¹Pa som selges for omkring 280 USD per gram.^[3]

Anvendelse

På grunn av stoffets sjeldenhet, høye radioaktivitet og giftighet er det for tiden ingen bruk av protactinium, bortsett fra i vitenskapelig forskning.

Se også

• Det periodiske system