芒果视频下载

鏷（protactinium，Pa）是一種天然(ran)放(fang)射性元素(su)。原(yuan)子序(xu)數(shu)91，原(yuan)子量231.03588。1913年(nian)美國化學(xue)家法揚(yang)斯發現(xian)(xian)短(duan)半衰期的鏷234，1917年(nian)英國化學(xue)家索迪、哈恩等各自(zi)獨(du)立(li)發現(xian)(xian)長(chang)半衰期的鏷231，這(zhe)也是僅有的兩種天然(ran)放(fang)射性元素(su)，現(xian)(xian)已發現(xian)(xian)質量數(shu)在215~238之間的鏷的21個同位素(su)。

231Pa主要用于科學(xue)研究。它也(ye)是由(n，γ)反(fan)應(ying)制取鈾-232的原料。

鏷可用(yong)四氟(fu)化鏷等用(yong)鋇還原而制得。也可用(yong)酮(tong)和(he)醇從鈾精煉廠殘余物中分離、萃取。

發現簡史

發現人：哈恩、邁(mai)特納、索迪、克蘭斯頓

發現年代：1917年

地點：英格蘭/法國

希(xi)臘文：proto和actinium（錒之母）。鏷(pu)放射性(xing)衰變為錒。

1871年(nian)(nian)，門捷列夫預(yu)言釷(tu)和鈾(you)之間有元(yuan)素(su)(su)的(de)(de)存在。當(dang)時錒(a)系元(yuan)素(su)(su)還沒(mei)有被發現。因此1950年(nian)(nian)代出版(ban)的(de)(de)周期表，先是鈾(you)、鎢、鋯、釷(tu)、鉭(tan)，而鉭(tan)下面(mian)的(de)(de)空格是空的(de)(de)。造成很長(chang)一(yi)段時間的(de)(de)化學家(jia)以EKA-鉭(tan)作為(wei)搜索的(de)(de)結果來搜尋相似的(de)(de)化學性質如(ru)鉭(tan)的(de)(de)元(yuan)素(su)(su)，而使得發現鏷幾乎不(bu)可能。

在1903年，威廉(lian)·克魯(lu)克斯(si)(si)從鈾分離出(chu)強烈的(de)放射性物(wu)質鏷(pu)，然而他(ta)不知道他(ta)發現了(le)一個(ge)新的(de)化學元素，因此將其命名為鈾-X。克魯(lu)克斯(si)(si)將硝酸鈾酰溶解于乙醚中(zhong)，發現剩(sheng)余的(de)水中(zhong)含有釷-234和鏷(pu)-234。

1913年，當時法揚斯(Kasimir Fajans)和(he)格林(lin)(Oswald Helmuth G?hring)，在他們的研究鈾-238衰(shuai)變鏈：鈾-238→釷-234→鏷(pu)-234→鈾-234，發現了鏷(pu)的231號同位素。因為它鏷(pu)-231的半衰(shuai)期僅只有6.7小時，他們將這個新元素命名為Brevium（拉丁語(yu)，意(yi)思(si)是短(duan)暫或短(duan)期）。

在1917年(nian)(nian)至1918年(nian)(nian)，兩組(zu)科學家奧托·漢恩(en)(Otto Hahn)和(he)莉斯·麥(mai)特納(Lise Meitner)，以及德國(guo)和(he)英(ying)國(guo)的弗雷德里(li)克(ke)·索迪(Frederick Soddy)和(he)約翰·克(ke)蘭(lan)斯登(deng)(John Cranston)的，另外發(fa)現(xian)了鏷(pu)(pu)-231，半衰期約3.2萬(wan)年(nian)(nian)。他們將(jiang)這(zhe)個(ge)元素更名為(wei)鏷(pu)(pu)(protoactinium)（proto-源于希臘文(wen)：πρ?το?，意義為(wei)之前，首先；-actinium源于錒的英(ying)文(wen)名），因為(wei)鏷(pu)(pu)在鈾-235衰變鏈的在錒之前。

Aristid von Grosse于(yu)1927年(nian)提取2毫(hao)克(ke)的(de)Pa2O5，并于(yu)1934年(nian)首次分離(li)出元素鏷于(yu)0.1毫(hao)克(ke)的(de)Pa2O5。他用(yong)兩(liang)種(zhong)不同(tong)的(de)方法：第一(yi)個(ge)，氧(yang)化(hua)鏷在真(zhen)空中(zhong)照射35keV的(de)電(dian)子。在另一(yi)種(zhong)方法中(zhong)，被稱為范亞克(ke)-戴波耳法，將氧(yang)化(hua)物(wu)的(de)化(hua)學置HF換(huan)為一(yi)個(ge)鹵化(hua)物(wu)（氯化(hua)物(wu)，溴化(hua)物(wu)或碘化(hua)物(wu)），然(ran)后在真(zhen)空用(yong)一(yi)個(ge)電(dian)加熱的(de)金屬(shu)絲:

2 PaI5 → 2 Pa + 5 I2

1961年，英國原子能管(guan)理局（UKAEA）用125克純度為99.9%鏷，用一個12級的過(guo)程(cheng)處理60噸的廢料，成本約50萬美(mei)元。

美國橡樹嶺(ling)國家實(shi)驗室提供鏷的成本約280美元/克。

理化性質

密(mi)度15.37克/厘(li)米3。熔(rong)點小于1600℃，具有放(fang)(fang)射(she)性。已知同(tong)位素中(zhong)(zhong)，231Pa壽命最長(chang)，發射(she)α粒子(zi)，半(ban)衰(shuai)期約為3.4×10^4。233Pa，發射(she)β和γ射(she)線，半(ban)衰(shuai)期為27天。其(qi)他幾種同(tong)位素226Pa、237Pa等，都較(jiao)"短命"。灰(hui)白(bai)色金(jin)屬，有延展性能，硬度似鈾。空(kong)氣中(zhong)(zhong)穩定，晶格(ge)屬正方系(xi)。化學性質與鉭相似。常顯示(shi)+4價和+5價。鏷是(shi)第三(san)罕有元素。它(ta)在放(fang)(fang)射(she)衰(shuai)變過(guo)程中(zhong)(zhong)產生錒，是(shi)錒的"祖先"。

在同一(yi)時間(jian)內自(zi)然界中(zhong)(zhong)只有幾個鏷原子存在并幾乎都在出(chu)現(xian)后幾分鐘內衰變掉了，見(jian)于鈾、釷(tu)和钚的裂變產物(wu)中(zhong)(zhong)。

元素符號：Pa 英文(wen)名：Protactini

元素名稱：鏷

元素原子量：231.0

元素類型：金屬

原子YY體積(ji):(立(li)方厘(li)米(mi)/摩爾)

15.1

氧化態：

Main Pa+5

Other Pa+3, Pa+3

晶(jing)體結構：晶(jing)胞為正交晶(jing)胞。

晶胞參數：

a = 392.5 pm

b = 39T2.5 pm

c = 323.8 pm

α = 91°

β = 92°

γ = 91°

相(xiang)對原子質量：231.036 常(chang)見化合價：+4,+5 電負性(xing)：1.5

外(wai)圍電子排布：5f2 6d1 7s2 核(he)外(wai)電子排布：2,8,18,32,20,9,2

同(tong)位素及放(fang)射(she)線(xian)：Pa-230[17.4d] Pa-231(放(fang) α[32800y]) Pa-233[27d]Pa-234[6.69h]Pa-234m[1.17m]

電子親(qin)合和能：0 KJ·mol-1

第一電離(li)能(neng)：570 KJ·mol-1 第二電離(li)能(neng)： 0 KJ·mol-1 第三電離(li)能(neng)： 0 KJ·mol-1

單(dan)質(zhi)密度：15.4 g/cm3 單(dan)質(zhi)熔點： 1Y567 ℃ 單(dan)質(zhi)沸點：4027℃

原子(zi)半徑：160.6 離(li)子(zi)半徑：未知 共價半徑：未知

表2 鏷的重要(yao)物理性質

性(xing) 質(zhi) 數 據(ju) 性(xing) 質(zhi) 數 據(ju)

半徑r/pm Pa3+113，Pa4+98，熱導率λ/W·m-1·K-1 47(300K)

Pa5+89

熔點T/K 2113

沸點T/K 4300

熔(rong)化(hua)熱Q/kJ·mol-1 16.7

氣化(hua)熱Q/kJ·mol-1 481

密(mi)度ρ/kg·m-3 15370

制備方法

鏷(pu)有兩種制取途(tu)徑(jing)：一種是(shi)從鈾(you)礦渣中(zhong)提取；另一種是(shi)在(zai)反(fan)應堆中(zhong)，用中(zhong)子輻(fu)照釷-230靶，由(you)核反(fan)應制得。

從(cong)礦渣中(zhong)分(fen)離提(ti)取的(de)化(hua)學(xue)過程復雜，一般要經過溶(rong)劑萃取和離子交換分(fen)離過程。英國科學(xue)家曾(ceng)從(cong)鈾“醚(mi)渣”中(zhong)回收(shou)了125g純度為99.9%的(de)Pa。

中國研究了從鈾礦渣中提取(qu)鏷(pu)(pu)的(de)流(liu)程(cheng)。該流(liu)程(cheng)以瀝青(qing)鈾礦為(wei)原料，經(jing)(jing)硝酸浸(jin)出(chu)鈾、鐳(lei)后，用氫(qing)氟酸浸(jin)出(chu)渣中的(de)鏷(pu)(pu)，經(jing)(jing)苯基(ji)磷酸-2-乙基(ji)己基(ji)酯-二(er)甲(jia)苯、三烷基(ji)氧(yang)膦-二(er)甲(jia)苯、三脂(zhi)肪胺(an)-混(hun)合醇-磺(huang)化煤(mei)油(you)等三次溶劑(ji)萃取(qu)和陰(yin)離(li)(li)子(zi)交換(huan)樹脂(zhi)色層分離(li)(li)獲(huo)得純化鏷(pu)(pu)。

海水中的鏷

鏷在(zai)海水中(zhong)的溶存(cun)形(xing)態可能是五價的氧化(hua)態，以PaO(OH)2.5或(huo)Pa(OH)4.5水解形(xing)態存(cun)在(zai)。這些水解產物被(bei)吸(xi)附在(zai)氫(qing)氧化(hua)物和(he)粘土礦物等天(tian)然吸(xi)附劑的表(biao)面上(shang)，最(zui)后在(zai)海底沉積物或(huo)鐵錳結核中(zhong)富集。

由于鏷(pu)在(zai)海水中(zhong)的含量極低(di)，所以必(bi)須要取(qu)大(da)體積(ji)(200-500升(sheng))水樣才能分(fen)析(xi)。通常(chang)用氫氧化鐵和二氧化錳(meng)進(jin)行富集(ji)，然后再用溶劑萃取(qu)或陰離子交換法分(fen)離、純化。至今(jin)，海水中(zhong)測定鏷(pu)的實例還不(bu)(bu)多。有的報道說，在(zai)太平(ping)洋(yang)赤道海域其值(zhi)為3—5×10克(ke)/升(sheng)，在(zai)北太平(ping)洋(yang)和加勒(le)比(bi)海其值(zhi)為1.3-2.4×10克(ke)/升(sheng)。這只(zhi)不(bu)(bu)過是與U平(ping)衡(heng)值(zhi)的0.15-7%。不(bu)(bu)平(ping)衡(heng)的原因是與鏷(pu)的水解(jie)產物沉積(ji)在(zai)海底沉積(ji)物所致。

在鏷(pu)的(de)放射性同(tong)位素中(zhong)，較有(you)意義的(de)是Pa。利用鍰鏷(pu)法(Pa/Th)或鏷(pu)法，可以測定海(hai)底沉積(ji)物的(de)年代(dai)及鐵(tie)錳結(jie)核和磷塊結(jie)核的(de)生長速度。