Le protactinium est l’un des éléments chimiques les plus rares dans la nature. Dans la croûte terrestre, il existe à raison d’environ 0,00001 parties par milliard. Il est également disponible en pitchblende à environ 0,1 partie par million. Cela en fait un matériau de grande valeur monétaire, même si peu d’applications sont connues. Apprenez-en davantage sur ce métal rare comme son origine et sa place dans le tableau périodique.
Qu’est-ce que le Protactinium ?
Le tableau périodique du protactinium est un élément chimique métallique et appartient au groupe des actinides. Il est de couleur argentée avec un éclat métallique intense et même quelques tons dorés. Il se situe à la troisième place des actinides et à la première où apparaissent les électrons. Cependant, son comportement en solution aqueuse ressemble à celui du Niobium et du Tantale.
Symbole du protactinium
Pa Il est situé dans le groupe 3 du tableau périodique avec le numéro atomique 91 et une masse atomique de 200,59. Il contient 29 radio-isotopes, le plus stable étant le 231 Pa, qui a une demi-vie d’environ 32 760 ans, le 233 Pa, avec une durée de vie de 26 967 jours, et le 230 Pa, avec une durée de vie de seulement 17,4 jours. Les autres ont une durée de vie inférieure à 1,6 jour et d’autres n’atteignent que 1,8 seconde.
Caractéristiques du Protactinium
Il L’élément Protactinium est ductile et malléable et lorsqu’il est exposé à l’air à température ambiante, il ne ternit pas avec le temps. Sa ductilité thermique et électrique et sa capacité de dilatation thermique sont similaires à celles du Thorium et de l’Uranium. Parmi ses caractéristiques les plus notables figurent :
- Magnétisme : Il est paramagnétique à température ambiante, mais lorsqu’il est refroidi à 182 K, il est ferromagnétique.
- Réactivité chimique : Réagit facilement avec la vapeur d’eau, les acides inorganiques et l’oxygène pour former divers composés.
- Brillance : métallique.
- Structure cristalline : Orthorhombique, Tétragonale.
- Etat : Il est solide à l’état naturel.
Propriétés chimiques et physiques du Protactinium
- Numéro atomique : 91
- Période : 7
- Bloc : f
- Rayon covalent : 200
- Rayon atomique : 163
- Rayon moyen : 180
- Electronégativité : 1,5
- Densité : 15370 kg/m 3
- Point de fusion : 2113K
- Point d’ébullition : 4300K
- Enthalpie de fusion : 15 Kj/mol
- Chaleur spécifique : 120 J
- Pression de vapeur : 5,1 x 10 -5 Pa à 2 200 K
- Configuration électronique : [Rn] 7s 2 5f 2 6d 1
- Conductivité thermique : 5,29 x 10 6 m -1 S/m
- Enthalpie de vaporisation : 470 kJ/mol
Origine du protactinium
En 1871, l’inventeur et chimiste russe Dmitri Mendeleïev prédit quelque chose qui étonnerait le monde entier. Il a dit qu’il devait y avoir un nouvel élément dans le tableau périodique et qu’il devait se situer entre l’uranium et le thorium. Puis, en 1900, le chimiste anglais William Crookes confirma les propos de Mendeleev en prenant du Protactinium et en l’isolant comme un élément radioactif formé par l’Uranium, bien qu’il ne puisse pas l’identifier à cette époque.
Plus tard, en 1913, les chimistes Oswald Helmuth Gohring et Kasimir Fajans, qui étudiaient la chaîne de désintégration de l’uranium 238, trouvèrent l’isotope 234m Pa avec une demi-vie de 1,17 minutes. Pour cette raison, ils lui ont donné le nom de Brevium qui signifie vie brève ou courte.
Finalement, en 1918, le nom fut changé en Protactinium lorsque les scientifiques Lise Meitner, John Cranston, Otto Hahn et Frederick Soddy découvrirent indépendamment l’élément Pa 231 avec une durée de vie d’environ 32 000 ans. Puis, en 1949, ils décidèrent de raccourcir le nom en Protactinio.
À quoi sert Protactinium ?
Cet élément étant très rare, il est difficile et coûteux de l’extraire sous sa forme naturelle. Ce facteur signifie qu’à ce jour, aucune application n’est connue, sauf dans la recherche scientifique. De plus, sa forte toxicité le rend dangereux pour la manipulation humaine.
Dans le passé, on a tenté d’utiliser l’isotope 231 Pa pour fabriquer des armes nucléaires, car on pensait qu’il pouvait résister à des réactions de ce type. Cependant, certaines enquêtes ont montré qu’il pouvait y avoir une criticité ou une réaction en chaîne, de sorte que d’autres expériences ont été abandonnées.
Origine du nom Protactinium
Son nom vient du mot actinium et du terme grec protos. En joignant ces deux termes cela signifie père d’actnium. On l’appelle ainsi parce qu’il provient de la désintégration alpha du Protactinium.
Effets sur la santé du Protactinium
De manière générale, le Protactinium est dangereux pour la santé, car il pourrait provoquer le cancer et la mort. Pour cette raison, pour le manipuler, il faut utiliser une boîte à gants étanche, c’est-à-dire une cabine où sont manipulés des objets dangereux. De plus, il est capable de pénétrer dans l’organisme par l’eau, l’air respirable et la nourriture. Même de petites fractions de cet élément inhalées dans les poumons peuvent atteindre la circulation sanguine et d’autres organes, comme le squelette, le foie et les reins.
En bref, le symbole du Protactinium est Pa et c’est un élément chimique du tableau périodique et appartient aux métaux rares en raison de sa faible quantité dans la nature. Sa couleur est argentée avec un éclat métallique et ses applications sont inconnues jusqu’à aujourd’hui.