鏷（protactinium，Pa）是(shi)一種(zhong)天然放(fang)(fang)射性元素(su)。原(yuan)子(zi)序數(shu)(shu)91，原(yuan)子(zi)量231.03588。1913年美國(guo)化學家法(fa)揚斯發(fa)現短半衰期(qi)的鏷234，1917年英國(guo)化學家索迪、哈恩等各自獨立發(fa)現長半衰期(qi)的鏷231，這也是(shi)僅有的兩種(zhong)天然放(fang)(fang)射性元素(su)，現已發(fa)現質量數(shu)(shu)在215~238之間的鏷的21個同位素(su)。
231Pa主要用(yong)于科學(xue)研究(jiu)。它(ta)也是由(n，γ)反應(ying)制(zhi)取鈾-232的(de)原料。
鏷可用四氟化鏷等(deng)用鋇還原(yuan)而(er)制得。也可用酮和醇從鈾精煉廠(chang)殘余物中分離、萃取。
發現(xian)人：哈恩(en)、邁特納、索迪、克蘭斯(si)頓
發現年代：1917年
地點：英(ying)格蘭/法國
希臘文：proto和(he)actinium（錒(a)之母）。鏷放射性衰變為錒(a)。
1871年(nian)，門捷列夫預(yu)言釷和鈾之間有元(yuan)(yuan)素(su)的(de)(de)存在。當時錒系(xi)元(yuan)(yuan)素(su)還沒有被發現。因(yin)此1950年(nian)代出版的(de)(de)周期表，先是(shi)鈾、鎢、鋯、釷、鉭，而(er)鉭下面的(de)(de)空(kong)格是(shi)空(kong)的(de)(de)。造成很長一(yi)段(duan)時間的(de)(de)化學家以EKA-鉭作(zuo)為搜(sou)索的(de)(de)結(jie)果來搜(sou)尋相似的(de)(de)化學性質如鉭的(de)(de)元(yuan)(yuan)素(su)，而(er)使(shi)得發現鏷(pu)幾乎不可能。
在1903年，威廉·克(ke)(ke)魯(lu)(lu)克(ke)(ke)斯從鈾(you)分離出強烈的(de)放射性物質鏷，然而(er)他(ta)不知道他(ta)發現(xian)了一個新的(de)化學(xue)元素，因此將其命名為鈾(you)-X。克(ke)(ke)魯(lu)(lu)克(ke)(ke)斯將硝(xiao)酸鈾(you)酰溶解于乙醚(mi)中，發現(xian)剩(sheng)余的(de)水中含有釷-234和鏷-234。
1913年，當時(shi)法揚斯(si)(Kasimir Fajans)和格林(lin)(Oswald Helmuth G?hring)，在他(ta)們(men)的研(yan)究鈾-238衰變鏈：鈾-238→釷-234→鏷(pu)-234→鈾-234，發現了鏷(pu)的231號同位素(su)。因為它(ta)鏷(pu)-231的半衰期(qi)僅只有6.7小時(shi)，他(ta)們(men)將(jiang)這個新元素(su)命名為Brevium（拉丁(ding)語，意思是(shi)短(duan)(duan)暫或短(duan)(duan)期(qi)）。
在(zai)1917年(nian)至1918年(nian)，兩組(zu)科學家奧托(tuo)·漢恩(Otto Hahn)和莉斯·麥特納(Lise Meitner)，以及(ji)德國和英(ying)國的弗雷德里(li)克·索迪(Frederick Soddy)和約(yue)翰·克蘭(lan)斯登(John Cranston)的，另外發現了鏷(pu)-231，半(ban)衰期約(yue)3.2萬年(nian)。他(ta)們將這個元(yuan)素更名(ming)為鏷(pu)(protoactinium)（proto-源(yuan)于希臘文：πρ?το?，意義為之前(qian)，首(shou)先；-actinium源(yuan)于錒的英(ying)文名(ming)），因為鏷(pu)在(zai)鈾(you)-235衰變鏈的在(zai)錒之前(qian)。
Aristid von Grosse于1927年(nian)(nian)提取2毫(hao)克的(de)(de)(de)Pa2O5，并于1934年(nian)(nian)首(shou)次分(fen)離(li)出元素鏷于0.1毫(hao)克的(de)(de)(de)Pa2O5。他用兩(liang)種不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)方法(fa)：第一(yi)個(ge)，氧化(hua)鏷在(zai)(zai)真(zhen)空(kong)(kong)中(zhong)照射35keV的(de)(de)(de)電子。在(zai)(zai)另一(yi)種方法(fa)中(zhong)，被稱為范亞克-戴波(bo)耳法(fa)，將氧化(hua)物的(de)(de)(de)化(hua)學置HF換為一(yi)個(ge)鹵化(hua)物（氯(lv)化(hua)物，溴化(hua)物或碘化(hua)物），然后在(zai)(zai)真(zhen)空(kong)(kong)用一(yi)個(ge)電加熱(re)的(de)(de)(de)金屬(shu)絲:
2 PaI5 → 2 Pa + 5 I2
1961年(nian)，英(ying)國原子能管理局（UKAEA）用125克純(chun)度為99.9%鏷，用一個12級的過程處理60噸的廢料(liao)，成本約(yue)50萬美元。
美(mei)國橡樹嶺(ling)國家實驗(yan)室(shi)提供鏷的(de)成(cheng)本約280美(mei)元(yuan)/克。
密度15.37克/厘米3。熔點小于(yu)1600℃，具有放射(she)性(xing)。已知同位素中，231Pa壽(shou)命(ming)(ming)最長，發(fa)射(she)α粒子，半(ban)衰期(qi)約為3.4×10^4。233Pa，發(fa)射(she)β和γ射(she)線，半(ban)衰期(qi)為27天。其他幾種(zhong)同位素226Pa、237Pa等(deng)，都較"短命(ming)(ming)"。灰白色金屬，有延展性(xing)能，硬(ying)度似鈾(you)。空(kong)氣中穩定，晶格屬正方系。化(hua)學性(xing)質與鉭相似。常顯(xian)示+4價(jia)和+5價(jia)。鏷是第三(san)罕有元素。它在放射(she)衰變過程中產生錒，是錒的(de)"祖先"。
在同一(yi)時間內(nei)自(zi)然界(jie)中只(zhi)有幾個鏷原(yuan)子存(cun)在并幾乎都在出現后幾分(fen)鐘內(nei)衰(shuai)變(bian)掉了，見于(yu)鈾、釷和(he)钚的裂變(bian)產物中。
元素符(fu)號：Pa 英文名：Protactini
元素名稱：鏷
元素原(yuan)子(zi)量：231.0
元素類型：金屬
原子YY體積:(立(li)方厘米/摩爾)
15.1
氧化態：
Main Pa+5
Other Pa+3, Pa+3
晶體結構：晶胞為(wei)正交晶胞。
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(yuan)子質量(liang)：231.036 常見(jian)化合(he)價：+4,+5 電負性：1.5
外圍(wei)電(dian)(dian)子排(pai)布(bu)：5f2 6d1 7s2 核外電(dian)(dian)子排(pai)布(bu)：2,8,18,32,20,9,2
同位素及放射線：Pa-230[17.4d] Pa-231(放 α[32800y]) Pa-233[27d]Pa-234[6.69h]Pa-234m[1.17m]
電子親合和能：0 KJ·mol-1
第(di)(di)一電(dian)離能：570 KJ·mol-1 第(di)(di)二電(dian)離能： 0 KJ·mol-1 第(di)(di)三電(dian)離能： 0 KJ·mol-1
單質密度：15.4 g/cm3 單質熔點： 1Y567 ℃ 單質沸點：4027℃
原子半(ban)(ban)徑(jing)：160.6 離子半(ban)(ban)徑(jing)：未(wei)知 共價半(ban)(ban)徑(jing)：未(wei)知
表2 鏷的重(zhong)要物理(li)性質
性 質 數 據(ju) 性 質 數 據(ju)
半徑r/pm Pa3+113，Pa4+98，熱導(dao)率λ/W·m-1·K-1 47(300K)
Pa5+89
熔點T/K 2113
沸點T/K 4300
熔化熱(re)Q/kJ·mol-1 16.7
氣化熱(re)Q/kJ·mol-1 481
密度ρ/kg·m-3 15370
鏷有(you)兩種(zhong)制取途徑：一種(zhong)是(shi)從鈾礦(kuang)渣中(zhong)(zhong)(zhong)提取；另(ling)一種(zhong)是(shi)在反應堆中(zhong)(zhong)(zhong)，用中(zhong)(zhong)(zhong)子輻(fu)照(zhao)釷-230靶，由核反應制得(de)。
從(cong)礦渣中(zhong)分(fen)(fen)離(li)(li)提取(qu)的化(hua)學過(guo)(guo)程(cheng)復雜(za)，一般要經過(guo)(guo)溶劑萃(cui)取(qu)和離(li)(li)子交換分(fen)(fen)離(li)(li)過(guo)(guo)程(cheng)。英(ying)國科學家曾從(cong)鈾(you)“醚渣”中(zhong)回收了(le)125g純(chun)度為99.9%的Pa。
中(zhong)國研究了從鈾礦渣(zha)中(zhong)提取鏷的流程。該流程以瀝(li)青鈾礦為原料(liao)，經(jing)硝酸浸出鈾、鐳后(hou)，用(yong)氫(qing)氟酸浸出渣(zha)中(zhong)的鏷，經(jing)苯(ben)(ben)基(ji)(ji)磷(lin)酸-2-乙基(ji)(ji)己基(ji)(ji)酯-二甲苯(ben)(ben)、三烷基(ji)(ji)氧膦-二甲苯(ben)(ben)、三脂肪胺-混合醇(chun)-磺化煤油等三次溶(rong)劑萃取和陰(yin)離子交換樹脂色層(ceng)分離獲(huo)得純化鏷。
鏷(pu)在(zai)海水(shui)(shui)中的溶存形態可能是五價的氧化態，以PaO(OH)2.5或(huo)Pa(OH)4.5水(shui)(shui)解形態存在(zai)。這些水(shui)(shui)解產(chan)物(wu)被吸附在(zai)氫(qing)氧化物(wu)和粘土(tu)礦物(wu)等天然吸附劑的表面上，最后在(zai)海底沉積物(wu)或(huo)鐵錳(meng)結核中富集(ji)。
由于鏷在(zai)海(hai)(hai)水中的(de)(de)含(han)量極低，所以必須要(yao)取大(da)體積(ji)(200-500升(sheng))水樣才能(neng)分析。通(tong)常用氫氧化(hua)鐵和二氧化(hua)錳進行富(fu)集(ji)，然后再用溶(rong)劑萃取或(huo)陰離子交換法分離、純化(hua)。至今，海(hai)(hai)水中測(ce)定鏷的(de)(de)實例還(huan)不(bu)(bu)多。有的(de)(de)報道說，在(zai)太平洋(yang)赤道海(hai)(hai)域其(qi)值為3—5×10克(ke)/升(sheng)，在(zai)北太平洋(yang)和加勒(le)比海(hai)(hai)其(qi)值為1.3-2.4×10克(ke)/升(sheng)。這(zhe)只不(bu)(bu)過是與U平衡值的(de)(de)0.15-7%。不(bu)(bu)平衡的(de)(de)原因是與鏷的(de)(de)水解產物沉積(ji)在(zai)海(hai)(hai)底沉積(ji)物所致。
在鏷(pu)(pu)的放(fang)射性同位素中，較有意義的是Pa。利用鍰鏷(pu)(pu)法(Pa/Th)或鏷(pu)(pu)法，可以測(ce)定海(hai)底(di)沉(chen)積物的年代及鐵錳結核和(he)磷(lin)塊結核的生(sheng)長速度。
精靈世界
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