Протактиний (Pa) — химический элемент III группы периодической системы Менделеева. Атомный номер — 91, атомная масса — 231,0359. Входит в семейство актиноидов. Элемент токсичен и радиоактивен.
В земной коре содержание протактиния очень мало: несколько частиц на триллион. Концентрация может быть немного выше в месторождениях уранинитной руды.
Когда и кем был открыт?
В 1913 году К. Фаянс и О. Гельмут обнаружили первый изотоп протактиния с периодом полураспада 6,7 часов — 234Pa. Тогда он был назван «бревий». В 1918 благодаря О. Ган и Л. Мейтнер появился более стабильный изотоп — «прото-актиний» — 231Pa. Чистая окись протактиния была приготовлена А. Гроссе в 1927 году, а спустя 2 года он сумел выделить металлический протактиний.
Основные свойства протактиния
Протактиний представляет собой светло-серый металл с плотностью 15,37. Обладает двойственным характером: в одном валентном состоянии он схож с элементами V группы, а в других с актиноидами. Температура плавления 1570 °С, кипения 4280 °C.
Соединения протактиния склонны к гидролизу. Известны лишь некоторые из них, где состав определен точно. В воде принимают различную форму: ионную, коллоидную, полимерную. Форма протактиния в растворе зависит также от способа его приготовления. Бывают случаи, когда соединения элемента сорбируются стенками сосудов, и он исчезает из раствора.
Изотопы
На сегодняшний день известно 13 изотопов протактиния, ядерные числа которых от 224 до 237 и 1 ядерный изомер 234Pa. Период полураспада варьируется от доли секунды до нескольких лет.
Где применяется протактиний?
Протактиний все еще не нашел широкого применения. Единственная отрасль, где используют этот элемент — ядерная. Здесь протактиний служит добавкой к топливу. Причинами такой непопулярности являются труднодоступность элемента, отсутствие каких-либо полезных для промышленности свойств и высокая токсичность.
С большой вероятностью протактиний станет более популярен в будущем. Известно, что из протактиния с массовым числом 231 можно получить искусственный изотоп урана-232, а это альфа-излучатель, используемый в космической технике.
Изучение этого элемента все еще продолжается. Не так давно был предложен метод датирования океанических осадков по соотношению протактиния-231 и тория-230. Этот метод оказался успешным для науки, поэтому в дальнейшем у протактиния много перспектив.
