პროტაქტინიუმი

თარგი:ინფოდაფა პროტაქტინიუმი პროტაქტინიუმი (თარგი:Lang-la; ქიმიური სიმბოლო — $\mathrm{P}\mathrm{a}$) — ელემენტთა პერიოდული სისტემის მეშვიდე პერიოდის, ჯგუფგარეშე (ძველი კლასიფიკაციით მესამე ჯგუფის თანაური ქვეჯგუფის, IIIბ) რადიოაქტიური ქიმიური ელემენტი. განეკუთვნება აქტინოიდების ოჯახს. მისი ატომური ნომერია — 91, ატომური მასა 231.04, t_დნ — 1568 °C, t_დუღ — 4027 °C, სიმკვრივე — 15.37 გ/სმ³. ბზინვარე ღია რუხი ფერის ლითონი. პროტაქტიუმის პირველი იზოტოპი (უფრო სწორედ ბირთვული იზომერი) ${\phantom{A}}_{\phantom{}}^{\phantom{234m}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}}^{\phantom{2}234m}\mathrm{P}\mathrm{a}$ (T_1/2=1.18 წთ) აღმოჩენილია 1913 წელს კ. ფაიანსისა და გერმანელი ფიზიკოსის ო. გერინგის მიერ ურან-რადიუმის რადიოაქტიურ მწკრივში. 1918 წელს აღმოაჩინეს ${\phantom{A}}_{\phantom{}}^{\phantom{231}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}}^{\phantom{2}231}\mathrm{P}\mathrm{a}$ (T_1/2=32 400 წ). ცნობილია პროტაქტიუმის იზოტოპები, რომელთა მსაიური რიცხვებია 224-237 და ბირთული იზომერი ${\phantom{A}}_{\phantom{}}^{\phantom{234m}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}}^{\phantom{2}234m}\mathrm{P}\mathrm{a}$. მათ შორის ყველაზე მდგრადია ${\phantom{A}}_{\phantom{}}^{\phantom{231}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}}^{\phantom{2}231}\mathrm{P}\mathrm{a}$. პროტაქტინიუმი ნაკლებად გავრცელებული ელემენტია. ლითონის ზედაპირი დაფარულია $\mathrm{P}\mathrm{a}\mathrm{O}$ ჟანგის შრით. ნაერთებში პროტაქტინიუმის ჟანგვის ხარისხი +2-დან +5-მდეა. პროტაქტინიუმის ჟანგეულებიდან მიღებულია $\mathrm{P}\mathrm{a}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2$, $\mathrm{P}\mathrm{a}{\phantom{A}}_6\mathrm{O}{\phantom{A}}_{14}$, $\mathrm{P}\mathrm{a}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_5$. ცნობილია პროტაქტინიუმის ჰალოგენიდები, კარბიდი $\mathrm{P}\mathrm{a}\mathrm{C}$, ჰიდრიდი $\mathrm{P}\mathrm{a}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3$ და სხვა.

ისტორია

1913 წ. ფაიანსმა და გერინგმა აღმოაჩინეს ურანის დაშლის პროდუქტებში იზოტოპი UX₂ (²³⁴Pa) მიახლოებით 1 წთ. ნახევარდაშლის პერიოდით, მოკლე ცხოვრების გამოც უწოდეს «ბრევიუმი» ( თარგი:Lang-la — «მოკლე» ან «ხანმოკლე»). შემდგომ ბლეკმა, განმა და მაიტნერმა აღმოაჩინეს მისი UX₂ -ის თვისებების მსგავსება ტანტალთან.

1918 წ. განმა და მეიტნერმა ნასტურანში და მათგან დამოუკიდებლად ფრედერიკ სოდის და კრენსტონმა აღმოაჩინეს ხანგრძლივად მცხოვრები პროტაქტონიუმის იზოტოპი, რომელსაც ასე უწოდეს იმიტომ, რომ ის აქტინიუმის წინამორბედია.

ბუნებაში

ადგილმდებარეობა

პროტაქტინიუმი შედის ურანის მადნების შემადგენლობაში, რომლებიც აშშ-ის, შვედეთის, ზაირის, ესპანეთი]]ს, ჩეხეთის, სამხრეთ აფრიკის რესპუბლიკის, რუსეთის, კანადის, მაროკოს ტერიტორიაზე მოიპოვება.

სახელწოდების წარმომავლობა

რადგანაც პროტაქტინიუმი წარმოადგენს აქტინიუმის წინამორბედს (α-დაშლის ²³¹Pa დროს წარმოიქმნება ²²⁷Ac), მას უწოდეს ეს სახელწოდება.

თვისებები

პროტაქტინიუმი — ღია-რუხი ლითონია, სიმაგრით უახლოვდება ურანს. 2^oК ტემპერატურისას ხდება ზეგამტარი.

ლითონური პროტაქტინიუმი კრისტალიზირდება ტეტრაგონალურ სინგონიით. 1170^оС ტემპერატურაზე აქვს მოცულობით-ცენტრირებული კუბური მოდიფიკაცია.

პროტაქტინიუმი ჰაერზე ჩვეულებრივ იფარება მონოქსიდის თხელი აპკით. ადვილად რეაგირებს წყალბადთან 250—300^оС-ტემპერატურაზე, და წარმოქმნის ჰიდრიდს PaH₃. იოდთან წარმოქმნის აქროლად რთული შემადგენლობის იოდიდებს.

იზოტოპები

პროტაქტინიუმის ზოგიერთი იზოტოპის რადიოაქტიური თვისებები:

მასური რიცხვი	ნახევარდაშლის პერიოდი	დაშლის ტიპი
224	0,6 წმ	α
225	2,0 წმ	α
226	1,8 წმ	α
227	38,3 წთ.	α (15%), ელექტრონული მიტაცება (85%)
228	22 სთ.	α (2%), ელექტრონული მიტაცება (98%)
229	1,4 დღე	α (0,25%), ელექტრონული მიტაცება (99%)
230	17 დღე	β− (10%), ელექტრონული მიტაცება (90%), α (0,003%), β+ (0,03%)
231	32480±260 წელი	α
232	1,31 დღე	β−
233	27,4 დღე	β−
234М (UX2)	1,18 წთ.	β−
234 (UZ)	6,7 სთ.	β−
235	23,7 წთ.	β−
236	12,5 წთ.	β−
237	10,5 წთ (?)/39 წთ.	β−

მიღება

ბუნებრივი წყაროებიდან — ურანის მადნების გადამუშავების ნარჩენებიდან — შეიძლება მივიღოთ მხოლოდ ²³¹Pa. ამას გარდა, ²³¹Pa შეიძლება მივიღოთ ²³⁰Th-ის ნელი ნეიტრონებით დასხივებით:

²³⁰Th(n, γ)²³¹Th (β⁻-დაშლა, T_1/2 = 25.6 სთ) → ²³¹Pa

ან ²³²Th-ის დასხივებით ჩქარი ნეიტრონებით შემდეგი რეაქციის მიხედვით

²³²Th(n, 2n)²³¹Th (β⁻-დაშლა, T_1/2 = 25.6 სთ) → ²³²Pa

იზოტოპ ²³³Pa-ს ასევე მიიღებენ თორიუმიდან:

²³²Th(n, γ)²³³Th (β⁻-დაშლა, T_1/2 = 23.5 წთ.) → ²³³Pa

ლითონური პროტაქტინიუმს მიიღებენ PaF₄ აღდგენით ბარიუმის ან კალციუმის ორთქლში 1400—1500^оС ტემპერატურისას.

გამოყენება

მისი მცირე შემცველობის გამო დედამიწის ქერქში (შემცველობა დედამიწის მასის ერთი პროცენტის 0,1 მემილიარდე ნაწილი) და მისი განსაკუთრებული ტოქსიკურობის გამო გამოიყენება ძალიან ვიწრო მიმართულებით — როგორც დანამატი ბირთვულ საწვავში. ერთ ტონა ურანზე მოდის პროტაქტინიუმის 0,34 გრამი

ბიოლოგიური როლი და ექსპერიმენტული სამუშაოების თავისებურებები

პროტაქტინიუმი და მისი ნაერთები მეტად რადიოაქტიურები და რადიოტოქსიკურები არიან. ჰაერში პროტაქტინიუმ-231-სა (აეროზოლის სახით) და სინილინ მჟავის ერთნაირი კონცენტრაციის შემთხვევაში პროტაქტინიუმ-231 250 მილიონჯერ უფრო ტოქსიკურია ვიდრე სინილინ მჟავა.

²³¹Pa-ის ზღვრული დასაშვები კონცენტრაცია სამუშაო შენობების ჰაერში არის 5,6თარგი:E ბკ/მ³ . ²³¹Pa ადამიანის ორგანიზმში გროვდება თირკმლებში და ძვლებში. ადამიანის ორგანიზმში პროტაქტინიუმის მაქსიმუმ დასაშვები რაოდენობაა 0,03 მკკიური, რაც შეესაბამება 0,5 მკგ.

რესურსები ინტერნეტში

• პროტაქტინიუმი Webelements-ზე
• პროტაქტინიუმი ქიმიური ელემენტების პოპულარული ბიბლიოთეკაში თარგი:Webarchive
• პროტაქტინიუმი და მისი ნაერთები chemister.ru-ზეთარგი:Dead link