يعد البروتكتينيوم أحد أندر العناصر الكيميائية في الطبيعة. ويوجد في القشرة الأرضية بحوالي 0.00001 جزء في المليار. كما أنه متوفر في بيتشبليند بحوالي 0.1 جزء في المليون. وهذا يجعلها مادة ذات قيمة مالية كبيرة، على الرغم من أن القليل من التطبيقات معروفة. تعرف على المزيد حول هذا المعدن النادر مثل أصله ومكانه في الجدول الدوري.
ما هو البروتكتينيوم؟
الجدول الدوري البروتكتينيوم هو عنصر كيميائي معدني وينتمي إلى مجموعة الأكتينيدات. إنه فضي اللون مع لمعان معدني شديد وحتى بعض الألوان الذهبية. يقع في المرتبة الثالثة بين الأكتينيدات وفي المرتبة الأولى حيث تظهر الإلكترونات. ومع ذلك، فإن سلوكه في المحلول المائي يشبه سلوك النيوبيوم والتنتالوم.
رمز البروتكتينيوم
Pa يقع في المجموعة 3 من الجدول الدوري برقم ذري 91 وكتلته الذرية 200.59. يحتوي على 29 نظيرًا مشعًا، أكثرها استقرارًا هو 231 باسكال، الذي يبلغ نصف عمره حوالي 32,760 عامًا، و233 باسكال، مع نصف عمر 26,967 يومًا، و230 باسكال، مع عمر نصف يبلغ 17.4 يومًا فقط. . أما الباقي فعمره أقل من 1.6 يوم والبعض الآخر يصل إلى 1.8 ثانية فقط.
خصائص البروتكتينيوم
يا عنصر البروتكتينيوم مرن ومرن، وعندما يتعرض للهواء في درجة حرارة الغرفة، فإنه لا يفقد بريقه بمرور الوقت. تشبه ليونتها الحرارية والكهربائية وقدرتها على التمدد الحراري تلك الموجودة في الثوريوم واليورانيوم. ومن أبرز مميزاته ما يلي:
- المغناطيسية: وهي مغناطيسية عند درجة حرارة الغرفة، ولكن عند تبريدها إلى 182 كلفن تصبح مغناطيسية حديدية.
- التفاعل الكيميائي: يتفاعل بسهولة مع بخار الماء والأحماض غير العضوية والأكسجين لتكوين مركبات مختلفة.
- تألق: معدني.
- التركيب البلوري: معيني متعامد، رباعي الزوايا.
- الحالة: صلبة في حالتها الطبيعية.
الخواص الكيميائية والفيزيائية للبروتكتينيوم
- العدد الذري : 91
- الفترة: 7
- كتلة: و
- نصف القطر التساهمي: 200
- نصف القطر الذري: 163
- متوسط نصف القطر: 180
- السالبية الكهربية: 1.5
- الكثافة: 15370 كجم/ م3
- نقطة الانصهار: 2113 ك
- نقطة الغليان: 4300 ك
- المحتوى الحراري للانصهار: 15 كيلوجول/مول
- الحرارة النوعية: 120 ج
- ضغط البخار: 5.1 × 10 -5 باسكال عند 2200 كلفن
- التكوين الإلكتروني: [Rn] 7s 2 5f 2 6d 1
- الموصلية الحرارية: 5.29 × 106 م -1 ثانية/م
- المحتوى الحراري للتبخر: 470 كيلوجول/مول
أصل البروتكتينيوم
في عام 1871، تنبأ المخترع والكيميائي الروسي دميتري مندلييف بشيء من شأنه أن يذهل العالم كله. وقال إنه يجب أن يكون هناك عنصر جديد في الجدول الدوري ويجب أن يربط بين اليورانيوم والثوريوم. ثم، في عام 1900، أكد الكيميائي الإنجليزي ويليام كروكس كلام مندليف بأخذ البروتكتينيوم وعزله كعنصر مشع يتكون من اليورانيوم، رغم أنه لم يتمكن من التعرف عليه في ذلك الوقت.
في وقت لاحق، في عام 1913، اكتشف الكيميائيان أوزوالد هيلموث جورينج وكازيمير فاجانز، اللذان كانا يدرسان سلسلة اضمحلال اليورانيوم 238، النظير 234 م باسكال مع عمر نصف قدره 1.17 دقيقة. ولهذا السبب أطلقوا عليها اسم بريفيوم والذي يعني الحياة القصيرة أو القصيرة.
في نهاية المطاف، في عام 1918، تم تغيير الاسم إلى البروتكتينيوم عندما اكتشف العلماء ليز مايتنر، وجون كرانستون، وأوتو هان، وفريدريك سودي بشكل مستقل العنصر Pa 231 الذي يبلغ عمره حوالي 32000 سنة. ثم، في عام 1949، قرروا اختصار الاسم إلى بروتكتينيو.
ما هي استخدامات البروتكتينيوم؟
وبما أن هذا العنصر نادر جدًا، فمن الصعب والمكلف استخراجه بشكله الطبيعي. ويعني هذا العامل أنه حتى الآن لا توجد تطبيقات معروفة إلا في مجال البحث العلمي. بالإضافة إلى ذلك، سميتها العالية تجعلها خطرة على التعامل مع الإنسان.
وفي الماضي جرت محاولات لاستخدام النظير 231 باسكال في صنع أسلحة نووية، لأنه كان يعتقد أنه قادر على تحمل ردود فعل من هذا النوع. ومع ذلك، أظهرت بعض التحقيقات أنه من الممكن أن يكون هناك حرج أو تفاعل متسلسل، لذلك تم التخلي عن المزيد من التجارب.
أصل اسم البروتكتينيوم
اسمها يأتي من كلمة الأكتينيوم والمصطلح اليوناني بروتوس. ومن خلال ضم هذين المصطلحين فهذا يعني أب الأكتينيوم. سمي بهذا الاسم لأنه يأتي من اضمحلال ألفا للبروتكتينيوم.
الآثار الصحية للبروتكتينيوم
بشكل عام، البروتكتينيوم خطير على الصحة، لأنه قد يسبب السرطان والوفاة. لهذا السبب، للتعامل معها، يجب عليك استخدام صندوق قفازات مقاوم للماء، أي مقصورة يتم فيها التعامل مع الأشياء الخطرة. بالإضافة إلى ذلك، فهو قادر على دخول الجسم عن طريق الماء والهواء القابل للتنفس والغذاء. وحتى الأجزاء الصغيرة من هذا العنصر التي يتم استنشاقها إلى الرئتين يمكن أن تصل إلى مجرى الدم والأعضاء الأخرى، مثل الهيكل العظمي والكبد والكليتين.
باختصار رمز البروتكتينيوم هو Pa وهو عنصر كيميائي في الجدول الدوري وينتمي إلى المعادن النادرة لقلة كميته في الطبيعة. لونه فضي ذو لمعة معدنية وتطبيقاته غير معروفة حتى اليوم.