პროტაქტინიუმი

პროტაქტინიუმი (ქიმიური სიმბოლო — Pa) — 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, tდნ — 1568 °C, tდუღ — 4027 °C, სიმკვრივე — 15.37 გ/სმ3. ბზინვარე ღია რუხი ფერის ლითონი. პროტაქტიუმის პირველი იზოტოპი (უფრო სწორედ ბირთვული იზომერი) ^{234m}Pa (T1/2=1.18 წთ) აღმოჩენილია 1913 წელს კ. ფაიანსისა და გერმანელი ფიზიკოსის ო. გერინგის მიერ ურან-რადიუმის რადიოაქტიურ მწკრივში. 1918 წელს აღმოაჩინეს ^{231}Pa (T1/2=32 400 წ). ცნობილია პროტაქტიუმის იზოტოპები, რომელთა მსაიური რიცხვებია 224-237 და ბირთული იზომერი ^{234m}Pa. მათ შორის ყველაზე მდგრადია ^{231}Pa. პროტაქტინიუმი ნაკლებად გავრცელებული ელემენტია. ლითონის ზედაპირი დაფარულია PaO ჟანგის შრით. ნაერთებში პროტაქტინიუმის ჟანგვის ხარისხი +2-დან +5-მდეა. პროტაქტინიუმის ჟანგეულებიდან მიღებულია PaO2, Pa6O14, Pa2O5. ცნობილია პროტაქტინიუმის ჰალოგენიდები, კარბიდი PaC, ჰიდრიდი PaH3 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» («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. 2oК ტემპერატურისას ხდება ზეგამტარი.
ლითონური პროტაქტინიუმი კრისტალიზირდება ტეტრაგონალურ სინგონიით. 1170оС ტემპერატურაზე აქვს მოცულობით-ცენტრირებული კუბური მოდიფიკაცია.
პროტაქტინიუმი ჰაერზე ჩვეულებრივ იფარება მონოქსიდის თხელი აპკით. ადვილად რეაგირებს წყალბადთან 250—300оС-ტემპერატურაზე, და წარმოქმნის ჰიდრიდს PaH3. იოდთან წარმოქმნის აქროლად რთული შემადგენლობის იოდიდებს.
იზოტოპები
პროტაქტინიუმის ზოგიერთი იზოტოპის რადიოაქტიური თვისებები:
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, T1/2 = 25.6 სთ) → 231Pa
ან 232Th-ის დასხივებით ჩქარი ნეიტრონებით შემდეგი რეაქციის მიხედვით
232Th(n, 2n)231Th (β−-დაშლა, T1/2 = 25.6 სთ) → 232Pa
იზოტოპ 233Pa-ს ასევე მიიღებენ თორიუმიდან:
232Th(n, γ)233Th (β−-დაშლა, T1/2 = 23.5 წთ.) → 233Pa
ლითონური პროტაქტინიუმს მიიღებენ PaF4 აღდგენით ბარიუმის ან კალციუმის ორთქლში 1400—1500оС 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 ექსპერიმენტალური 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 5,6 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
პროტაქტინიუმი და მისი ნაერთები chemister.ru-ზე
სქოლიო