Протактиний
Протакти́ний (лат. Protactinium), Pa, радиоактивный химический элемент III группы короткой формы (3-й группы длинной формы) периодической системы, атомный номер 91; относится к актиноидам. Стабильных изотопов не имеет. Известны изотопы протактиния с массовыми числами 213–239; наиболее долгоживущие 230Ра (период полураспада T1/2 17,4 дня), 231Ра (T1/2 32 760 лет, α-распад), 233Ра (T1/2 26,97 дня, β-радиоактивный). Содержание протактиния в земной коре 1·10–10 % по массе; присутствует в урановых рудах. Существование элемента предсказано в 1871 г. Д. И. Менделеевым; впервые обнаружен в 1913 г. К. Фаянсом и О. Гёрингом (Германия); идентифицирован в 1918 г. О. Ганом и Л. Майтнер (Германия) и независимо от них Ф. Содди и Дж. Кранстоном (Великобритания). Название происходит от греч. πρῶτος – первый и актиний, поскольку протактиний является предшественником актиния при радиоактивном распаде 238U.
Протактиний – серебристо-белый металл; до 1170 °C устойчива α-модификация с тетрагональной решёткой, выше – β-модификация с кубической объёмноцентрированной решёткой; tпл около 1575 °С, tкип около 4500 °С; плотность 15 340 кг/м3; в мелкодисперсной форме пирофорен. Кoнфигурация внешних электронных оболочек атома 5f26d17s2, в соединениях проявляет степени окисления от +2 до +5. Протактиний реакционноспособен, на воздухе покрывается оксидной плёнкой. Известны оксиды PaO, Pa2O3, РаО2 и Ра2О5, гидрид PaH3, галогениды РаX4 (X – F, Cl), PaX5 (X – F, Cl, Br, I), оксисульфид PaOS и другие соединения. Соединения протактиния легко гидролизуются, в водных растворах образуют коллоиды.
231Ра получают из урановых концентратов гидрометаллургическими методами и применяют для синтеза 232U. 233Ра получают нейтронным облучением 232Th. Протактиний и все его соединения высокотоксичны.