プロタクチニウム

プロタクチニウムは、自然界で最も希少な化学元素の 1 つです。地球の地殻内では、約 0.00001 ppb で存在します。約 0.1 ppm のピッチブレンドでも入手可能です。このため、非常に金銭的価値のある材料となっていますが、用途はほとんど知られていません。このレアメタルの起源や周期表上の位置など、このレアメタルについて詳しく学びましょう。

プロタクチニウムとは何ですか?

周期表プロタクチニウムは金属化学元素であり、アクチニド族に属します。色はシルバーで、強い金属光沢があり、ゴールドの色合いもあります。アクチノイドの中で 3 番目に位置し、電子が現れる場所としては 1 番目に位置します。ただし、水溶液中での挙動はニオブやタンタルの挙動に似ています。

プロタクチニウムのシンボル

Pa周期表の第 3 族に位置し、原子番号 91、原子質量 200.59 です。 29 種類の放射性同位体が含まれており、最も安定しているのは半減期が約 32,760 年の 231 Pa、半減期が 26,967 日の 233 Pa、および半減期がわずか 17.4 日の 230 Pa です。 。残りの寿命は 1.6 日未満で、その他の寿命は 1.8 秒にすぎません。

プロタクチニウムの特徴

おい プロタクチニウム要素は延性と展性があり、室温で空気にさらされても時間が経っても変色しません。その熱的および電気的延性と熱膨張能力はトリウムやウランと同様です。最も注目すべき機能は次のとおりです。

  • 磁性:室温では常磁性ですが、182 K に冷却すると強磁性になります。
  • 化学反応性:水蒸気、無機酸、酸素と容易に反応して、さまざまな化合物を形成します。
  • 輝き：メタリック。
  • 結晶構造:斜方晶系、正方晶系。
  • 状態：自然な状態ではしっかりしています。

プロタクチニウムの化学的および物理的性質

  1. 原子番号: 91
  2. 期間： 7
  3. ブロック: f
  4. 共有結合半径: 200
  5. 原子半径: 163
  6. 平均半径: 180
  7. 電気陰性度: 1.5
  8. 密度: 15370 kg/ m3
  9. 融点: 2113K
  10. 沸点: 4300K
  11. 融解エンタルピー: 15 Kj/mol
  12. 比熱: 120 J
  13. 蒸気圧: 5.1 x 10 -5 Pa at 2200 K
  14. 電子構成: [Rn] 7s 2 5f 2 6d 1
  15. 熱伝導率： 5.29×10 6 m -1 S/m
  16. 蒸発エンタルピー: 470 kJ/mol

プロタクチニウムの起源

1871 年、ロシアの発明家で化学者のドミトリー・メンデレーエフは、全世界を驚かせることを予言しました。同氏は、周期表には新しい元素が存在するに違いなく、それはウランとトリウムの間に結びついているに違いないと述べた。その後、1900年に英国の化学者ウィリアム・クルックスは、プロタクチニウムを採取し、それをウランによって形成される放射性元素として単離することによってメンデレーエフの言葉を確認しましたが、当時はそれを特定できませんでした。

その後、1913 年に、ウラン 238 の崩壊連鎖を研究していた化学者のオズワルド ヘルムート ゴーリングとカシミール ファジャンスは、半減期 1.17 分の同位体 234m Pa を発見しました。このため、彼らはそれに短い、または短い命を意味するブレビウムという名前を付けました。

最終的に 1918 年に、科学者のリーゼ・マイトナー、ジョン・クランストン、オットー・ハーン、フレデリック・ソディが独立して約 32,000 年の寿命を持つ元素 Pa 231 を発見したとき、その名前はプロタクチニウムに変更されました。そして 1949 年に、名前を Protactinio と短縮することにしました。

プロタクチニウムは何に使用されますか?

この元素は非常に稀少であるため、自然な形で抽出するのは難しく、高価です。この要因は、現在まで科学研究以外の用途が知られていないことを意味します。さらに、その毒性が高いため、人間が取り扱うのは危険です。

過去には、同位体 231 Pa がこの種の反応に耐えられると考えられていたため、同位体 231 Pa を核兵器の製造に使用する試みが行われました。しかし、いくつかの調査では臨界または連鎖反応が起こる可能性があることが示されたため、それ以上の実験は中止されました。

プロタクチニウムの名前の由来

その名前はアクチニウムという言葉とギリシャ語のプロトスに由来しています。この 2 つの用語を組み合わせると、アクトニウムの父を意味します。プロタクチニウムのアルファ崩壊に由来するため、このように呼ばれます。

プロタクチニウムの健康への影響

一般に、プロタクチニウムは癌や死亡を引き起こす可能性があるため、健康にとって危険です。このため、取り扱うには防水性のあるグローブボックス、つまり危険物を扱うキャビンを使用する必要があります。さらに、水、呼吸可能な空気、食物を介して体内に侵入する可能性があります。肺に吸入されたこの元素のごく一部であっても、血流や骨格、肝臓、腎臓などの他の臓器に到達する可能性があります。

つまり、プロタクチニウムの記号はPaであり、周期表の化学元素であり、自然界に存在する量が少ないため、レアメタルに属します。その色は金属光沢のある銀色で、その用途は今日まで知られていません。