Protoattinio
| Protoattinio | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Generalità | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Nome, simbolo, numero atomico | protoattinio, Pa, 91 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Serie | attinidi | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Gruppo, periodo, blocco | --, 7, f | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Densità | 15370 kg/m3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Durezza | n.d. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Configurazione elettronica |
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| Proprietà atomiche | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Peso atomico | 231,03588 amu | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Raggio atomico (calc.) | 163 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Raggio covalente | 200 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Configurazione elettronica | [Rn]7s26d15f2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| e− per livello energetico | 2, 8, 18, 32, 20, 9, 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Stati di ossidazione | 5 (debolmente basico) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Struttura cristallina | ortorombica | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Proprietà fisiche | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Stato della materia | solido | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Punto di fusione | 1841 K (1568 °C) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Punto di ebollizione | 4300 K (4027 °C) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Volume molare | 1,518 × 10-5 m3/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Entalpia di vaporizzazione | 481 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Calore di fusione | 12,34 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Tensione di vapore | 5,1 × 10-5 Pa a 2200 K | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Altre proprietà | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Numero CAS | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elettronegatività | 1,5 (scala di Pauling) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Calore specifico | 120 J/(kg*K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Conducibilità elettrica | 5,29 × 106 /m ohm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Conducibilità termica | 47 W/(m*K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Energia di prima ionizzazione | 568 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Isotopi più stabili | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| iso: isotopo NA: abbondanza in natura TD: tempo di dimezzamento DM: modalità di decadimento DE: energia di decadimento in MeV DP: prodotto del decadimento |
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Il protoattinio è l'elemento chimico di numero atomico 91. Il suo simbolo è Pa.
Indice |
Caratteristiche [modifica]
Il protoattinio è un metallo argenteo che appartiene al gruppo degli attinidi. Ha un aspetto lucente che resiste per qualche tempo in caso di esposizione all'aria. Diventa superconduttivo a temperature inferiori a 1,4 K.
Non riveste alcun ruolo biologico noto.
Applicazioni [modifica]
Per via della sua scarsità, nonché della sua tossicità, il protoattinio non ha applicazioni diverse dalla ricerca scientifica.
Storia [modifica]
Il protoattinio fu osservato per la prima volta nel 1913 da Kasimir Fajans e O. H. Göhring, che individuarono l'isotopo instabile 234mPa (emivita: 1,17 minuti) nella catena di decadimenti di 238U. Gli diedero il nome di brevio (dal latino brevis, "breve").
Il nome cambiò nell'attuale protoattinio nel 1918 quando due gruppi di scienziati – i tedeschi Otto Hahn e Lise Meitner e qualche tempo dopo i britannici Frederick Soddy e John Cranston – giunsero indipendentemente alla scoperta di 231Pa. - Nel 1949 la IUPAC chiamò definitivamente protoattinio e confermò Otto Hahn e Lise Meitner come scopritori.
Aristid V. Grosse, un assistente di Hahn, riuscì a preparare due milligrammi di Pa2O5 nel 1927 e, sette anni dopo a isolare il protoattinio metallico attraverso conversione dell'ossido in ioduro seguita dalla sua decomposizione termica in alto vuoto su un filamento elettrico (processo van Arkel-de Boer), secondo la reazione
- 2 PaI5 → 2 Pa + 5 I2
Nel 1961 l'ente nazionale britannico per l'energia nucleare produsse 125 grammi di protoattinio puro al 99,9% lavorando 60 tonnellate di scorie nucleari tramite un processo di purificazione a 12 stadi. Questa ne è rimasta l'unica produzione mondiale per anni. Il protoattinio è stato venduto ai laboratori di ricerca negli anni successivi ad un prezzo di circa 2800 dollari USA al grammo.
Disponibilità [modifica]
Il protoattinio è presente in tracce nella pechblenda come 231Pa con un tenore di circa 0,1 ppm. Alcuni minerali trovati nello Zaire ne contengono fino a circa 3 ppm.
Composti [modifica]
Tra i composti noti del protoattinio si annoverano due fluoruri (PaF4 e PaF5) due cloruri (PaCl4 e PaCl5) due bromuri (PaBr4 e PaBr5) tre ioduri (PaI3, PaI4 e PaI5) e tre ossidi (PaO, PaO2 e Pa2O5).
Isotopi [modifica]
Sono noti 29 isotopi radioattivi del protoattinio, di cui il più stabile è 231Pa con un'emivita di 32760 anni; seguono 233Pa (26,967 giorni) e 230Pa (17,4 giorni). Tutti gli altri isotopi hanno emivite inferiori a 1,6 giorni e la maggior parte di essi inferiore a 1,8 secondi. Sono noti anche due metastati, 217mPa (emivita 1,15 millisecondi) e 234mPa (1,7 minuti).
La principale modalità di decadimento degli isotopi più leggeri di 231Pa è il decadimento alfa in isotopi dell'attinio; gli isotopi più pesanti decadono preferenzialmente con un decadimento beta in isotopi di uranio.
Precauzioni [modifica]
Il protoattinio è tossico e altamente radioattivo; richiede le stesse precauzioni adottate per la manipolazione del plutonio.
Bibliografia [modifica]
- Francesco Borgese, Gli elementi della tavola periodica. Rinvenimento, proprietà, usi. Prontuario chimico, fisico, geologico, Roma, CISU, 1993. ISBN 88-7975-077-1
- R. Barbucci, A. Sabatini, P. Dapporto, Tavola periodica e proprietà degli elementi, Firenze, Edizioni V. Morelli, 1998.
Altri progetti [modifica]
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Collegamenti esterni [modifica]
- (EN) WebElements.com - Protactinium
- (EN) EnvironmentalChemistry.com - Protactinium
- (EN) It's Elemental - Protactinium
- (EN) InfoHaunter
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