芒果视频下载

鏷（protactinium，Pa）是(shi)(shi)一種天(tian)然放(fang)射(she)(she)性元素。原子序數91，原子量231.03588。1913年美國化(hua)學家(jia)法(fa)揚斯發現(xian)短(duan)半衰(shuai)期(qi)的鏷234，1917年英(ying)國化(hua)學家(jia)索迪(di)、哈恩等各(ge)自獨立發現(xian)長半衰(shuai)期(qi)的鏷231，這也是(shi)(shi)僅有的兩種天(tian)然放(fang)射(she)(she)性元素，現(xian)已發現(xian)質量數在215~238之間(jian)的鏷的21個同位素。

231Pa主要用于科學研究。它(ta)也是(shi)由(n，γ)反應(ying)制(zhi)取鈾-232的原料。

鏷(pu)可(ke)用(yong)四氟化鏷(pu)等用(yong)鋇還原而制得。也(ye)可(ke)用(yong)酮和醇從鈾精煉廠殘余物中(zhong)分離(li)、萃取。

發現簡史

發(fa)現(xian)人(ren)：哈恩、邁特(te)納(na)、索(suo)迪(di)、克蘭斯頓(dun)

發現(xian)年代(dai)：1917年

地點：英格蘭/法國

希臘文：proto和actinium（錒(a)之母(mu)）。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(you)元素的(de)存在。當時錒(a)系元素還沒有(you)被發現。因此(ci)1950年(nian)代出版的(de)周(zhou)期表，先(xian)是鈾、鎢、鋯、釷、鉭(tan)(tan)，而(er)鉭(tan)(tan)下面的(de)空格是空的(de)。造成很長(chang)一(yi)段時間的(de)化學家(jia)以EKA-鉭(tan)(tan)作(zuo)為搜索的(de)結(jie)果來搜尋相似的(de)化學性質如鉭(tan)(tan)的(de)元素，而(er)使得(de)發現鏷幾乎不可能(neng)。

在1903年(nian)，威廉·克(ke)(ke)魯克(ke)(ke)斯從鈾(you)分(fen)離出強烈的(de)放射性物質鏷(pu)，然而他不知道他發現(xian)了一個新的(de)化學元(yuan)素(su)，因(yin)此(ci)將其(qi)命(ming)名為鈾(you)-X。克(ke)(ke)魯克(ke)(ke)斯將硝酸鈾(you)酰溶解于乙醚(mi)中，發現(xian)剩余的(de)水中含有釷-234和鏷(pu)-234。

1913年，當時法揚斯(Kasimir Fajans)和格林(Oswald Helmuth G?hring)，在他(ta)們的(de)研究鈾(you)-238衰變鏈：鈾(you)-238→釷-234→鏷-234→鈾(you)-234，發現了鏷的(de)231號同位素(su)。因為它(ta)鏷-231的(de)半衰期僅(jin)只有6.7小時，他(ta)們將(jiang)這個新元素(su)命名為Brevium（拉丁語，意思是短暫或短期）。

在(zai)1917年(nian)至(zhi)1918年(nian)，兩組科學(xue)家奧托(tuo)·漢(han)恩(Otto Hahn)和莉斯·麥(mai)特納(Lise Meitner)，以及德國和英國的(de)(de)弗雷德里克·索迪(Frederick Soddy)和約翰·克蘭(lan)斯登(John Cranston)的(de)(de)，另(ling)外(wai)發現了鏷(pu)-231，半衰期約3.2萬年(nian)。他們(men)將這個元素更(geng)名(ming)為鏷(pu)(protoactinium)（proto-源(yuan)于希臘文：πρ?το?，意義為之前，首(shou)先；-actinium源(yuan)于錒的(de)(de)英文名(ming)），因為鏷(pu)在(zai)鈾-235衰變鏈(lian)的(de)(de)在(zai)錒之前。

Aristid von Grosse于1927年提取2毫克的Pa2O5，并于1934年首次(ci)分(fen)離出元素鏷(pu)于0.1毫克的Pa2O5。他(ta)用兩(liang)種不同的方(fang)法：第(di)一(yi)個(ge)，氧(yang)化(hua)(hua)鏷(pu)在(zai)真空中照射35keV的電子(zi)。在(zai)另一(yi)種方(fang)法中，被(bei)稱為范亞克-戴(dai)波耳法，將氧(yang)化(hua)(hua)物的化(hua)(hua)學(xue)置HF換為一(yi)個(ge)鹵(lu)化(hua)(hua)物（氯化(hua)(hua)物，溴化(hua)(hua)物或碘(dian)化(hua)(hua)物），然(ran)后在(zai)真空用一(yi)個(ge)電加(jia)熱的金屬絲:

2 PaI5 → 2 Pa + 5 I2

1961年，英(ying)國原子能管理局（UKAEA）用(yong)125克純度為99.9%鏷，用(yong)一個(ge)12級的過程處(chu)理60噸的廢料，成本約50萬美元。

美國(guo)橡樹嶺國(guo)家實驗室提供鏷的成本約(yue)280美元(yuan)/克。

理化性質

密度15.37克(ke)/厘(li)米3。熔(rong)點小于1600℃，具有放射(she)(she)(she)(she)性。已知(zhi)同位素中，231Pa壽命最長，發(fa)射(she)(she)(she)(she)α粒子(zi)，半(ban)衰(shuai)(shuai)期約(yue)為(wei)3.4×10^4。233Pa，發(fa)射(she)(she)(she)(she)β和(he)γ射(she)(she)(she)(she)線，半(ban)衰(shuai)(shuai)期為(wei)27天。其他(ta)幾種(zhong)同位素226Pa、237Pa等，都較"短命"。灰白色金(jin)屬(shu)，有延展性能(neng)，硬度似鈾。空氣中穩定，晶格屬(shu)正(zheng)方系。化學性質(zhi)與(yu)鉭相似。常顯(xian)示(shi)+4價(jia)和(he)+5價(jia)。鏷是(shi)(shi)第三(san)罕有元素。它在(zai)放射(she)(she)(she)(she)衰(shuai)(shuai)變過(guo)程中產生錒，是(shi)(shi)錒的"祖先(xian)"。

在(zai)同一時間(jian)內(nei)自(zi)然(ran)界中只有幾(ji)(ji)個鏷原子(zi)存在(zai)并(bing)幾(ji)(ji)乎都在(zai)出現后幾(ji)(ji)分鐘內(nei)衰變(bian)掉了，見于鈾、釷和钚的裂變(bian)產物中。

元素符號(hao)：Pa 英文名：Protactini

元素名稱：鏷

元(yuan)素原子量：231.0

元素類型：金屬

原子YY體積:(立方厘(li)米/摩爾(er))

15.1

氧化態：

Main Pa+5

Other Pa+3, Pa+3

晶(jing)體結構：晶(jing)胞為正(zheng)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 常見化合(he)價：+4,+5 電負性：1.5

外圍電(dian)子排布：5f2 6d1 7s2 核外電(dian)子排布：2,8,18,32,20,9,2

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

電子親合和能：0 KJ·mol-1

第一電(dian)離能：570 KJ·mol-1 第二電(dian)離能： 0 KJ·mol-1 第三電(dian)離能： 0 KJ·mol-1

單(dan)質密度：15.4 g/cm3 單(dan)質熔(rong)點： 1Y567 ℃ 單(dan)質沸點：4027℃

原子(zi)半(ban)徑：160.6 離子(zi)半(ban)徑：未知(zhi) 共價半(ban)徑：未知(zhi)

表2 鏷的重(zhong)要物理性質(zhi)

性(xing)(xing) 質 數 據 性(xing)(xing) 質 數 據

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

Pa5+89

熔點(dian)T/K 2113

沸點T/K 4300

熔化熱(re)Q/kJ·mol-1 16.7

氣化熱Q/kJ·mol-1 481

密度ρ/kg·m-3 15370

制備方法

鏷有兩種制(zhi)(zhi)取途徑(jing)：一種是從(cong)鈾礦渣中提取；另一種是在反應(ying)(ying)堆中，用中子輻照釷-230靶，由核反應(ying)(ying)制(zhi)(zhi)得。

從(cong)礦渣中分離提取(qu)的化學過程復(fu)雜，一般要經過溶劑萃取(qu)和(he)離子交換分離過程。英國科學家曾從(cong)鈾(you)“醚渣”中回收(shou)了125g純(chun)度(du)為99.9%的Pa。

中(zhong)國研究了從鈾(you)礦渣(zha)中(zhong)提取鏷的流程(cheng)。該(gai)流程(cheng)以瀝青鈾(you)礦為原料(liao)，經硝(xiao)酸(suan)浸出鈾(you)、鐳后，用氫氟酸(suan)浸出渣(zha)中(zhong)的鏷，經苯基磷酸(suan)-2-乙基己(ji)基酯-二甲苯、三(san)烷基氧膦-二甲苯、三(san)脂(zhi)(zhi)肪胺-混合醇-磺化煤(mei)油等三(san)次溶劑萃(cui)取和(he)陰離子交換(huan)樹脂(zhi)(zhi)色(se)層(ceng)分離獲得純化鏷。

海水中的鏷

鏷在(zai)(zai)海(hai)水中(zhong)的(de)溶存形態可(ke)能是五(wu)價的(de)氧(yang)化態，以(yi)PaO(OH)2.5或(huo)Pa(OH)4.5水解(jie)形態存在(zai)(zai)。這些水解(jie)產物被吸(xi)附在(zai)(zai)氫(qing)氧(yang)化物和粘土礦物等天(tian)然(ran)吸(xi)附劑的(de)表面上，最后(hou)在(zai)(zai)海(hai)底(di)沉(chen)積物或(huo)鐵錳結核中(zhong)富集(ji)。

由于鏷在(zai)海水(shui)中的(de)含量(liang)極(ji)低，所以必須要取大體(ti)積(200-500升)水(shui)樣才能分析(xi)。通常用氫氧化(hua)鐵和二氧化(hua)錳進行富(fu)集，然(ran)后再用溶劑萃取或陰離子交換法分離、純(chun)化(hua)。至今，海水(shui)中測(ce)定鏷的(de)實例還(huan)不(bu)多。有的(de)報道說，在(zai)太(tai)平洋赤道海域其值(zhi)(zhi)為(wei)(wei)3—5×10克/升，在(zai)北太(tai)平洋和加勒比海其值(zhi)(zhi)為(wei)(wei)1.3-2.4×10克/升。這(zhe)只不(bu)過(guo)是與(yu)U平衡(heng)值(zhi)(zhi)的(de)0.15-7%。不(bu)平衡(heng)的(de)原因(yin)是與(yu)鏷的(de)水(shui)解產物沉積在(zai)海底沉積物所致。

在鏷(pu)的放射性同位素中，較有意義(yi)的是Pa。利用鍰(huan)鏷(pu)法(Pa/Th)或(huo)鏷(pu)法，可以(yi)測(ce)定海底沉(chen)積(ji)物的年(nian)代及鐵錳結核和磷塊(kuai)結核的生長速度(du)。