Protactinium Échantillon de protactinium 233 (zone sombre au centre) photographié en 1969.Position dans letableau périodique Symbole Pa Nom Protactinium Numéro atomique 91 Groupe – Période 7 e périodeBloc Bloc f Famille d'éléments Actinide Configuration électronique [Rn ] 5f 2 6d 1 7s 2 Électrons parniveau d’énergie 2, 8, 18, 32, 20, 9, 2 Propriétés atomiques de l'élément Masse atomique 231,035 88 ± 0,000 02 u [ 1] Rayon atomique (calc) 163 pm Rayon de covalence 200 pm [ 2] État d’oxydation 2, 3, 4,5 Électronégativité (Pauling ) 1,5 Oxyde Base faible Énergies d’ionisation [ 3] 1re :5,89 eV Isotopes les plus stables Propriétés physiques ducorps simple État ordinaire solide Masse volumique 15,37 g ·cm -3 (calculée)[ 1] Système cristallin Tétragonal centré Couleur éclat brillant métallique argenté Point de fusion 1 572 °C[ 1] Point d’ébullition 4 026,85 °C Enthalpie de fusion 15 kJ ·mol -1 Enthalpie de vaporisation 470 kJ ·mol -1 Volume molaire 15,18 ×10-6 m 3 ·mol -1 Pression de vapeur 5,1 ×10-5 Pa Chaleur massique 120 J ·kg -1 ·K -1 Conductivité électrique 5,29 ×106 S ·m -1 Conductivité thermique 47 W ·m -1 ·K -1 Divers No CAS 7440-13-3 [ 4] No ECHA 100.122.906 Précautions Radioélément à activité notableUnités duSI &CNTP , sauf indication contraire. modifier
Leprotactinium est unélément chimique desymbole Pa et denuméro atomique 91.
C'est un métal gris-argent de la famille desactinides .
Son nom est composé du mot grecπρῶτος « premier » et d'« actinium », leprotactinium 231 précédant l'actinium dans lachaîne de désintégration radioactive de l'uranium 235 .
L'isotope 234 Pa a été identifié en1913 parKasimir Fajans etOtto H. Göhring , qui l'avaient nommé « brévium » (bref) bien qu'en1900 ,William Crookes l'ait séparé d'un échantillon d'uranium sans l'identifier (il lui donne le nom d'uranium-X)[ 5] .
PuisOtto Hahn etLise Meitner ont découvert en1918 le231 Pa, plus stable, en donnant à l'élément le nom de protoactinium. Il n'a été isolé qu'en1934 par leprocédé Van-Arkel-de-Boer [ 5] . Le protoactinium est renommé en protactinium par l'IUPAC en 1949[ 6] .
Parmi les 29isotopes connus du protactinium, aucun n'est stable. Les plus stables sont231 Pa (demi-vie 32 760 ans),233 Pa (période 26,967 jours) et230 Pa (période 17,4 jours). Tous les autres isotopes ont des périodes inférieures à 1,6 jour. Cet élément possède également deuxisomères peu stables,217m Pa (1,15 ms) et234m Pa (1,17 minute).
Deux des isotopes du protactinium sont des produits intermédiaires situés en seconde position dans la chaîne de désintégration radioactive de l'uranium naturel :
235 92 U ⟶231 90 Th +4 2 He ;231 90 Th ⟶231 91 Pa +e− +ν e .l'isotope 234m est issu de la désintégration β− duthorium 234 selon : 238 92 U ⟶234 90 Th +4 2 He ;234 90 Th ⟶234m 91 Pa +e− +ν e .Du fait de sonrayonnement α intense, leprotactinium 231 est très radiotoxique par ingestion (0,71 μSv/Bq pour un adulte) et par inhalation (jusqu’à 140 μSv/Bq pour un adulte), soit des valeurs supérieures à celles duplutonium 238 .
Le protactinium est présent en très faible quantité (typiquement de l'ordre de 1 ppm ) dans les gisements naturels de minéraux uranifères (typepechblende ), où il se forme lors de la lente décroissance radioactive de l'uranium. C'est un des plus rares et des plus coûteux des éléments naturels.
Le protactinium estsupraconducteur avec une température critique de1,4 K[ 7] .
Composés connus du protactinium :
Le protactinium a été utilisé dans desscintillateurs de détection de rayons X et des céramiques decondensateurs . L'isotope231 Pa est également utilisé dans laméthode de datation 231 Pa / 235 U[ 7] .
↑a b etc (en) David R. Lide,CRC Handbook of Chemistry and Physics , CRC Press Inc,2009 , 90e éd., 2804 p., Relié(ISBN 978-1-420-09084-0 ) ↑ (en)Beatriz Cordero, Verónica Gómez, Ana E. Platero-Prats, Marc Revés, Jorge Echeverría, Eduard Cremades, Flavia Barragán et Santiago Alvarez , « Covalent radii revisited »,Dalton Transactions ,2008 , p. 2832 - 2838 (DOI 10.1039/b801115j ) ↑ (en) David R. Lide,CRC Handbook of Chemistry and Physics , CRC,2009 , 89e éd., p. 10-203 ↑ Base de données Chemical Abstracts interrogée via SciFinder Web le 15 décembre 2009 (résultats de la recherche ) ↑a etb (en) JohnEmsley ,Nature's Building Blocks : An A-Z Guide to the Elements , Oxford, England, UK, Oxford University Press,2003 ( 1re éd. 2001), 347–349 p.(ISBN 0-19-850340-7 ,lire en ligne ) , « Protactinium » .↑ (en) Hammond, C. R.,The Elements, in Handbook of Chemistry and Physics , CRC press,2004 , 81e éd., 2712 p.(ISBN 978-0-8493-0485-9 et0-8493-0485-7 ,lire en ligne ) .↑a etb (en) Boris F.Myasoedov , Harold W.Kirby et Ivan G.Tananaev ,The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements , Springer Netherlands,1er janvier 2008 (ISBN 978-1-4020-3555-5 et9781402035982 ,DOI 10.1007/1-4020-3598-5_4 ,lire en ligne ) , chap. 4 (« Protactinium ») , p. 188-193 .Sur les autres projets Wikimedia :