imported>Alex NB OT: замена имён и значений устаревшего неподдерживаемого InternetArchiveBot формата параметров доступности ссылок (2), замена устаревших имён параметров (4)

2025-07-16T10:11:55Z

замена имён и значений устаревшего неподдерживаемого InternetArchiveBot формата параметров доступности ссылок (2), замена устаревших имён параметров (4)

Новая страница

{{Карточка химического элемента
| имя = Протакти́ний / Protactinium (Pa)
| символ = Pa
| номер = 91
| вверху = [[Празеодим|Pr]]
| внизу = (Uqp)
| изображение = Protactinium.jpg
| подпись = Кристаллы металлического протактиния, выращенные методом химического транспорта
| внешний вид =
| атомная масса = 231,03588(2)<ref name="iupac atomic weights">{{статья|автор=Michael E. Wieser, Norman Holden, Tyler B. Coplen, John K. Böhlke, Michael Berglund, Willi A. Brand, Paul De Bièvre, Manfred Gröning, Robert D. Loss, Juris Meija, Takafumi Hirata, Thomas Prohaska, Ronny Schoenberg, Glenda O’Connor, Thomas Walczyk, Shige Yoneda, Xiang‑Kun Zhu.|заглавие=Atomic weights of the elements 2011 (IUPAC Technical Report)|ссылка=http://iupac.org/publications/pac/85/5/1047/|язык=en|издание=[[Pure and Applied Chemistry]]|год=2013|том=85|номер=5|страницы=1047—1078|doi=10.1351/PAC-REP-13-03-02|archive-date=2014-02-05|archive-url=https://web.archive.org/web/20140205213140/http://www.iupac.org/publications/pac/85/5/1047/}}</ref>
| радиус атома = 161
| энергия ионизации 1 = 568 (5,89)
| группа = 3 (устар. 3)
| период = 7
| блок = [[f-элементы|f-элемент]]
| конфигурация = [Rn] 5f26d17s2
| ковалентный радиус =
| радиус иона = (+5e) 89 (+3e) 113
| электроотрицательность = 1,5
| электродный потенциал = Th←Th4+ −1,83В Th←Th2+ 0,7В
| степени окисления = +2, +3, +4, +5
| плотность = 15,37
| теплоёмкость = 27,7<ref name="ХЭ">{{книга |автор=Редкол.:Зефиров Н. С. (гл. ред.) |часть= |заглавие=Химическая энциклопедия: в 5 т |оригинал= |ссылка= |ответственный= |издание= |место=Москва |издательство=Советская энциклопедия |год=1995 |том=4 |страницы=111 |страниц=639 |серия= |isbn=5—85270—039—8 |тираж=20000 }}
</ref>
| теплопроводность =
| температура плавления = 1841 [[Кельвин|K]] (1568 [[Градус Цельсия|°C]])
| теплота плавления = 16,7
| температура кипения = 4300 [[Кельвин|K]] (4027 [[Градус Цельсия|°C]])
| теплота испарения = 481,2
| молярный объём = 15,0 (22 кг 602 г)
| структура решётки = Тетрагональная
| параметры решётки = a=3,925 c=3,238<ref>{{Cite web |url=http://www.webelements.com/protactinium/crystal_structure.html |title=WebElements Periodic Table of the Elements {{!}} Protactinium {{!}} crystal structures |access-date=2010-08-10 |archive-date=2010-07-22 |archive-url=https://web.archive.org/web/20100722071056/http://www.webelements.com/protactinium/crystal_structure.html |url-status=live }}</ref>
| отношение c/a = 0,82
| температура Дебая =
}}{{Элемент периодической системы|align=center|fontsize=100%|number=91}}
'''Протакти́ний''' ([[Химические знаки|химический символ]] — '''Pa''', от {{lang-la|Protactinium}}, устар. название — '''''protoactinium''''') — [[химический элемент]] [[3 группа элементов|3-й группы]] (по [[Короткая форма периодической системы элементов|устаревшей классификации]] — побочной подгруппы третьей группы, IIIB) [[Седьмой период периодической системы|седьмого периода]] [[Периодическая система химических элементов|периодической системы химических элементов]] [[Менделеев, Дмитрий Иванович|Д. И. Менделеева]], с [[атомный номер|атомным номером]] 91.

Относится к семейству [[Актиноиды|актиноидов]].

[[Простое вещество]] '''протактиний''' — это плотный [[Радиоактивность|радиоактивный]] [[Металлы|металл]] светло-серого [[цвет]]а.
{{-|left}}

== История ==
В 1913 году [[Фаянс, Казимир|Казимир Фаянс]] и Освальд Гельмут Гёринг открыли в продуктах распада урана изотоп UX2 (234Pa) с периодом полураспада около 1 мин. и назвали элемент «'''бревием'''» (от {{lang-la|brevis}} — «короткий» или «краткий») из-за короткого периода полураспада определённого изученного изотопа, то есть протактиния-234 (234Pa). Более стабильный изотоп протактиния (231Pa) был обнаружен в 1917/18 годах [[Ган, Отто|Отто Ганом]] и [[Мейтнер, Лиза|Лизой Мейтнер]]. Они выбрали название «'''прото-актиний'''» (proto-actinium), но в 1949 году [[Международный союз теоретической и прикладной химии|ИЮПАК]] окончательно назвал его «протактинием» и подтвердил, что Ган и Мейтнер были первооткрывателями. Новое название означало «(ядерный) [[Прекурсор|предшественник]]<ref>[http://hpschapters.org/northcarolina/NSDS/Protactinium.pdf Protactinium] {{Wayback|url=http://hpschapters.org/northcarolina/NSDS/Protactinium.pdf |date=20200729220008 }} // hpschapters.org</ref> актиния» и отразил, что актиний является продуктом радиоактивного распада протактиния. Джону Арнольду Крэнстону, работавшему с [[Содди, Фредерик|Фредериком Содди]] и Адой Хитчинс, также приписывают открытие самого стабильного изотопа в 1915 году, но он отложил объявление этого из-за вызова на службу во время Первой мировой войны<ref>[http://www.universitystory.gla.ac.uk/biography/?id=WH3023&type=P John Arnold Cranston] {{Wayback|url=http://www.universitystory.gla.ac.uk/biography/?id=WH3023&type=P |date=20200311015550 }} // [[University of Glasgow]]</ref>.

Затем Блек, Ган и Мейтнер обнаружили сходство свойств UX2 с [[Тантал (элемент)|танталом]]. В 1918 г. Ган и Мейтнер в [[Настуран|урановой смолке]] и, независимо от них Содди и Кренстон, открыли долгоживущий изотоп протактиния, названного так потому, что он являлся предшественником [[Актиний|актиния]].

== Нахождение в природе ==

=== Месторождения ===
Протактиний входит в состав урановых руд, которые находятся на территории [[США]], [[Швеция|Швеции]], [[ДРК|Конго]], [[Испания|Испании]], [[Чехия|Чехии]], [[ЮАР]], [[Россия|России]], [[Канада|Канады]], [[Марокко]].

== Происхождение названия ==
Так как протактиний служит родоначальником [[актиний|актиния]] (при α-распаде 231Pa образуется 227Ac), ему было присвоено современное название.

== Физические свойства ==
Полная [[электронная конфигурация]] атома протактиния: 1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s24f145d106p65f26d17s2.

Протактиний — это твёрдый [[Радиоактивность|радиоактивный]] светло-серый металл, по твёрдости приближающийся к урану. При температуре 2 К обладает [[сверхпроводимость]]ю.

Металлический протактиний кристаллизуется в [[Тетрагональная сингония|тетрагональной сингонии]]. При 1170 °С существует объёмно-центрированная кубическая модификация.

== Химические свойства ==
Протактиний — это плотный серебристо-серый [[Актиноиды|актиноидный]] [[Металлы|металл]], который легко реагирует с [[Кислород|кислородом]], водяным паром и [[Неорганические кислоты|неорганическими кислотами]]. Он образует различные [[Химическое соединение|химические соединения]], в которых протактиний обычно присутствует в [[Степень окисления|степени окисления]] +5, но он также может иметь степени окисления +4 и даже +3 и +2. Концентрации протактиния в [[Земная кора|земной коре]] обычно составляют несколько частиц на [[триллион]], но в некоторых месторождениях [[Настуран|уранинитной]] руды концентрация может достигать нескольких частиц на миллион.

Протактиний на [[воздух]]е обычно покрывается тонкой плёнкой монооксида. Легко реагирует с [[водород]]ом при 250—300 °С, образуя [[Гидриды|гидрид]] PaH3. С [[иод]]ом образует летучие [[иодиды]] сложного состава.

== Изотопы ==
{{main|Изотопы протактиния}}
Самый долгоживущий и наиболее распространенный (почти 100 %) изотоп протактиния, встречающийся в природе, протактиний-231, имеет период полураспада 32 760 лет и является продуктом распада [[Уран-235|урана-235]]. Гораздо меньшие следовые количества короткоживущего протактиния-234 и его ядерного изомера протактиния-234m встречаются в цепи распада [[Уран-238|урана-238]]. Протактиний-233 является результатом распада [[Торий|тория]]-233; этот распад используется для производства [[Уран-233|урана-233]] путем нейтронного облучения тория-232. Он является нежелательным промежуточным продуктом в ядерных реакторах на основе тория и поэтому удаляется из активной зоны реактора во время процесса разведения. Анализ относительных концентраций различных [[Изотопы урана|изотопов урана]], тория и протактиния в воде и минералах используется в [[Радиоизотопное датирование|радиоизотопном датировании]] отложений, возраст которых составляет до 175 000 лет, и при моделировании различных геологических процессов.

Радиоактивные свойства некоторых изотопов протактиния:

{| class="standard"
!Массовое число
!Период полураспада
!Тип распада
|-
|224
|0,6 сек.
|α
|-
|225
|2,0 сек.
|α
|-
|226
|1,8 сек.
|α
|-
|227
|38,3 мин.
|α (15%), [[электронный захват]] (85%)
|-
|228
|22 час.
|α (2%), электронный захват (98%)
|-
|229
|1,4 дня
|α (0,25%), электронный захват (99%)
|-
|230
|17 дней
|β− (10%), электронный захват (90%), α (0,003%), β+ (0,03%)
|-
|231
|32480±260 лет
|α
|-
|232
|1,31 дня
|β−
|-
|233
|27,4 дня
|β−
|-
|234m (UX2)
|1,18 мин.
|β−
|-
|234 (UZ)
|6,7 час.
|β−
|-
|235
|23,7 мин.
|β−
|-
|236
|12,5 мин.
|β−
|-
|237
|10,5 мин (?)/39 мин.
|β−
|-
|}

== Получение ==
Из природных источников — остатков от переработки урановой смолки — можно получить только 231Pa. Кроме того, 231Pa можно получить облучением 230Th медленными нейтронами:

230Th(n, γ)231Th (β−-распад, T1/2 = 25.6 ч) → 231Pa

или при облучении 232Th быстрыми нейтронами по реакции

232Th(n, 2n)231Th (β−-распад, T1/2 = 25.6 ч) → 231Pa

Изотоп 233Pa также получают из тория:

232Th(n, γ)233Th (β−-распад, T1/2 = 23.5 мин.) → 233Pa

Металлический протактиний получают при восстановлении PaF4 парами бария или кальция при 1400—1500 °С.

== Применение ==
Из-за дефицита протактиния, его высокой радиоактивности и радиотоксичности в настоящее время он не находит применения вне научных исследований, и для этой цели его получают в основном из отработанного ядерного топлива. Используется в качестве добавки к топливному урану.

Радиоактивный распад избыточной активности дочерних радионуклидов [[Торий-232|230Th]] и 231Pa над материнскими изотопами урана в колонке осадочной толщи используется для установления возраста донных осадков<ref>''Кузнецов В. Ю., Арсланов X. А., Козлов В. Б., Максимов Ф. Е., Савельева Л. А., Чернов С. Б., Баранова Н. Г.'' [http://cyberleninka.ru/article/n/perspektivy-primeneniya-uran-torievogo-metoda-neravnovesnoy-geohronologii-dlya-datirovaniya-mezhlednikovyh-kontinentalnyh Перспективы применения уран-ториевого метода неравновесной геохронологии для датирования межледниковых континентальных отложений] {{Wayback|url=http://cyberleninka.ru/article/n/perspektivy-primeneniya-uran-torievogo-metoda-neravnovesnoy-geohronologii-dlya-datirovaniya-mezhlednikovyh-kontinentalnyh |date=20210126065024 }} // Вестник Санкт-Петербургского университета, № 2 / 2003</ref>.

== Биологическая роль и особенности экспериментальной работы ==
ПДК для 231Pa в воздухе рабочих помещений 5,6{{e|−4}} Бк/м³<ref>{{книга
|заглавие = Химическая энциклопедия |ответственный = Редкол.: Кнунянц И.Л. и др. |место = М. |издательство = Советская энциклопедия
|год = 1995 |том = 4 |страниц = 639 |isbn = 5-82270-092-4
}}
</ref>. В Германии {{val|3|e=-4|u=Бк/м3}}.<ref name="автоссылка1">{{Статья|ссылка=https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0168900208002866|автор=R. Grossmann, H.J. Maier, J. Szerypo, H.U. Friebel|заглавие=Preparation of 231Pa targets|год=2008-06|язык=en|издание=Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment|том=590|выпуск=1—3|страницы=122–125|doi=10.1016/j.nima.2008.02.084|archive-date=2020-06-15|archive-url=https://web.archive.org/web/20200615173703/https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0168900208002866}}</ref>

Все работы с 231Pa допускаются только в герметичном перчаточном боксе. В организме человека склонен накапливаться в почках, печени и костях.

== Токсичность ==
Протактиний в зависимости от изотопного состава обладает средней, высокой и особо высокой радиотоксичностью<ref>{{публикация|книга|заглавие='''Вредные химические вещества.''' Радиоактивные вещества: Справ. изд.|ответственный=В.А. Баженов, Л. А. Булдаков, И. Я. Василенко и др.; Под. ред. В. А. Филова и др.|место=Л.|издательство=Химия|год=1990|isbn=5-7245-0216-X|страницы=35, 181}}</ref>. Кроме непосредственной ядовитости протактиний радиоактивен, при распаде испускает альфа-частицы с энергией 5 МэВ. Они эффективно задерживаются тонким слоем любого вещества, в том числе кожей, поэтому значительной опасности для здоровья не представляют. Однако при попадании внутрь 231Pa наносит значительный вред организму, в первую очередь благодаря продуктам деления.

Дело в том, что сам 231Pa имеет большой период полураспада, (33 тыс. лет), что означает низкую радиоактивность: всего 0,048 Ки/г. Продукты его распада — тоже нестабильные изотопы, в основном, короткоживущие, а значит, с высокой радиоактивностью. Испустив альфа-частицу, атом протактиния-231 превращается в 227Ac, (''t''1⁄2 = 22 года, активность 73Ки/г.) Тот в свою очередь — в 227Th (''t''1⁄2 = 19 дней, активность 31 000 Ки/г.) Основные продукты цепочки деления представлены в таблице:
{| class="wikitable" style="text-align:center"
!Изотоп
|231Pa
|227Ac
|227Th
|223Ra
|219Rn
|215Po
|211Pb
|211Bi
|207Tl
|-
!Активность ([[Кюри (единица измерения)|Ки]]/г.)
|0.048
|73
|31 000
|52 000
|1.3{{e|10}}
|3{{e|13}}
|2.5{{e|7}}
|4.2{{e|8}}
|1.9{{e|8}}
|-
!Тип распада
|α
|α, β
|α
|α
|α
|α
|β
|α, β
|β
|-
![[Период полураспада]]
|33 тыс. л.
|22 года
|19 дней
|11 дней
|4 с
|1,8 мс
|36 мин
|2,1 мин
|4,8 мин
|}
Суммарная радиоактивность всех звеньев этой цепочки имеет значительную величину.

В следовых количествах протактиний встречается в большинстве натуральных продуктов. Он попадает в организм с пищей, водой, вдыхается с воздухом. Только 0,05 % всасывается из желудочно-кишечного тракта в кровь. 40 % вещества, попавшего в системный кровоток, откладывается в костях, 15 % — в печени, 2 % — в почках. Остальное выводится с калом и мочой.

[[Период полувыведения]] весьма различен для разных тканей: для костей он составляет 50 лет. В других органах кинетика имеет сложный характер, условно можно выделить быструю и медленную компоненты. Так, 70 % протактиния, попавшего в печень, имеют T1/2 = 10 дней, для оставшихся 30 % — 60 дней. В почках 20 % (T1/2 = 10 дней), и 80 % (60 дней).

В этих органах из-за радиоактивности протактиний провоцирует возникновение онкологических заболеваний<ref>{{Cite web|lang=en|url=http://www.ead.anl.gov/pub/doc/protactinium.pdf|title=Human Health Fact Sheet, August 2005|author=Argonne National Laboratory|date=2008-03-07|access-date=2021-09-02|archive-date=2008-03-07|archive-url=https://web.archive.org/web/20080307023843/http://www.ead.anl.gov/pub/doc/protactinium.pdf|url-status=unfit}}</ref><ref name="автоссылка1" />.

Максимальное безопасное количество протактиния при попадании в организм человека составляет 0,03 мкКи (1,1 кБк), что соответствует 0,5 мкг<ref name="АХП">{{книга|ссылка=|автор=Пальшин Е.С., Мясоедов Б.Ф., Давыдов А.В.|заглавие=Аналитическая химия протактиния|ответственный=|год=1968|часть=|оригинал=|издание=|место=М.|издательство=Издательство «Наука»|том=|страницы=15|страниц=240|серия=Аналитическая химия элементов|isbn=|тираж=2200}}</ref>.

Повсеместно встречающееся утверждение «Протактиний в 250 миллионов раз токсичнее синильной кислоты» является, судя по всему, заблуждением<ref>[[Обсуждение:Протактиний#Ошибка в источнике АХП]]</ref>.

== Примечания ==
{{примечания}}

== Ссылки ==
{{навигация}}
* [http://www.webelements.com/webelements/elements/text/Pa/key.html Протактиний на Webelements]
* [http://n-t.ru/ri/ps/pb091.htm Протактиний в Популярной библиотеке химических элементов]

{{Внешние ссылки}}
{{Соединения протактиния}}
{{Периодическая система элементов}}
{{Ряд Активности Металлов}}

[[Категория:Химические элементы]]
[[Категория:Актиноиды]]
[[Категория:Радиоактивные элементы]]
[[Категория:Протактиний]]
[[Категория:Металлы]]

Протактиний - История изменений

imported>Alex NB OT: замена имён и значений устаревшего неподдерживаемого InternetArchiveBot формата параметров доступности ссылок (2), замена устаревших имён параметров (4)