Protactinium

Iso	AN	Période	MD	Ed	PD
Iso	AN	Période	MD	MeV	PD
²³⁰Pa	{syn.}	17,4 j	ε β^-	1,310 0,563	²³⁰Th ²³⁰U
²³¹Pa	{syn.}	32 760 a	α	5,149	²²⁷Ac
²³³Pa	{syn.}	26,967 j	β^-	0,571	²³³U
^234mPa	{syn.}	1,17 min	β^-	2,29	²³⁴U

Propriétés physiques du corps simple

État ordinaire

solide

Masse volumique

15,37 g·cm^-3 (calculée)[1]

Système cristallin

Tétragonal

Couleur

éclat brillant métallique argenté

Point de fusion

1 572 °C[1]

Point d’ébullition

4 026,85 °C

Énergie de fusion

15 kJ·mol^-1

Énergie de vaporisation

470 kJ·mol^-1

Volume molaire

15,18×10^-6 m³·mol^-1

Pression de vapeur

5,1×10^-5 Pa

Chaleur massique

120 J·kg^-1·K^-1

Conductivité électrique

5,29×10⁶ S·m^-1

Conductivité thermique

47 W·m^-1·K^-1

Divers

N^o CAS

7440-13-3[4]

N^o ECHA

100.122.906

Précautions

Radioélément à activité notable

Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

C'est un métal gris-argent de la famille des actinides.

Son nom est composé du mot grec πρῶτος « premier » et d'« actinium », le protactinium 231 précédant l'actinium dans la chaîne de désintégration radioactive de l'uranium 235.

Historique

L'isotope ²³⁴Pa a été identifié en 1913 par Kasimir Fajans et Otto H. Göhring, qui l'avaient nommé « brévium » (bref) bien qu'en 1900, William Crookes l'ait séparé d'un échantillon d'uranium sans l'identifier (il lui donne le nom d'uranium-X)[5].

Puis Otto Hahn et Lise Meitner ont découvert en 1918 le ²³¹Pa, plus stable, en donnant à l'élément le nom de protoactinium. Il n'a été isolé qu'en 1934 par le procédé Van-Arkel-de-Boer[5]. Le protoactinium est renommé en protactinium par l'IUPAC en 1949[6].

Isotopes

Parmi les 29 isotopes connus du protactinium, aucun n'est stable. Les plus stables sont ²³¹Pa (demi-vie 32 760 ans), ²³³Pa (période 26,967 jours) et ²³⁰Pa (période 17,4 jours). Tous les autres isotopes ont des périodes inférieures à 1,6 jour. Cet élément possède également deux isomères peu stables, ^217mPa (1,15 ms) et ^234mPa (1,17 minute).

Deux des isotopes du protactinium sont des produits intermédiaires situés en seconde position dans la chaîne de désintégration radioactive de l'uranium naturel :

l'isotope 231 est issu de la désintégration β^– du thorium 231 selon ( $ν$ _e désignant l'antineutrino électronique) :

235
92U ⟶ 231
90Th + 4
2He ;

231
90Th ⟶ 231
91Pa + e^– +

ν

_e.

l'isotope 234m est issu de la désintégration β^- du thorium 234 selon :

238
92U ⟶ 234
90Th + 4
2He ;

234
90Th ⟶ 234m
91Pa + e^– +

ν

_e.

Du fait de son rayonnement α intense, le protactinium 231 est très radiotoxique par ingestion (0,71 μSv/Bq pour un adulte) et par inhalation (jusqu’à 140 μSv/Bq pour un adulte), soit des valeurs supérieures à celles du plutonium 238.

Gisements

Le protactinium est présent en très faible quantité (typiquement de l'ordre de 1 ppm) dans les gisements naturels de minéraux uranifères (type pechblende), où il se forme lors de la lente décroissance radioactive de l'uranium. C'est un des plus rares et des plus coûteux des éléments naturels.

Propriétés

Le protactinium est supraconducteur avec une température critique de 1,4 K[7].

Composés chimiques

Composés connus du protactinium :

fluorures : PaF₄ et PaF₅ ;
chlorures : PaCl₄ et PaCl₅ ;
bromures : PaBr₄ et PaBr₅ ;
iodures : PaI₃, PaI₄ et PaI₅ ;
oxydes : PaO, PaO₂ et Pa₂O₅.

Utilisations

Le protactinium a été utilisé dans des scintillateurs de détection de rayons X et des céramiques de condensateurs. L'isotope ²³¹Pa est également utilisé dans la méthode de datation ²³¹Pa / ²³⁵U[7].

Notes et références

(en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press Inc, 2009, 90^e éd., 2804 p., Relié (ISBN 978-1-420-09084-0)
(en) Beatriz Cordero, Verónica Gómez, Ana E. Platero-Prats, Marc Revés, Jorge Echeverría, Eduard Cremades, Flavia Barragán et Santiago Alvarez, « Covalent radii revisited », Dalton Transactions,‎ 2008, p. 2832 - 2838 (DOI 10.1039/b801115j)
(en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC, 2009, 89^e éd., p. 10-203
Base de données Chemical Abstracts interrogée via SciFinder Web le 15 décembre 2009 (résultats de la recherche)
(en) John Emsley, Nature's Building Blocks : An A-Z Guide to the Elements, Oxford, England, UK, Oxford University Press, 2003 (1^re éd. 2001), 347–349 p. (ISBN 0-19-850340-7, lire en ligne), « Protactinium ».
(en) Hammond, C. R., The Elements, in Handbook of Chemistry and Physics, CRC press, 2004, 81^e éd., 2712 p. (ISBN 978-0-8493-0485-9 et 0-8493-0485-7, lire en ligne).
(en) Boris F. Myasoedov, Harold W. Kirby et Ivan G. Tananaev, The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements, Springer Netherlands, 1^er janvier 2008 (ISBN 978-1-4020-3555-5 et 9781402035982, DOI 10.1007/1-4020-3598-5_4, lire en ligne), chap. 4 (« Protactinium »), p. 188-193.

Voir aussi

Liens externes

(en) « Technical data for Protactinium » (consulté le 11 août 2016), avec en sous-pages les données connues pour chaque isotope

1

2

3

4

5

6

7

8

*

Métaux Alcalins	Alcalino- terreux	Lanthanides	Métaux de transition	Métaux pauvres	Métal- loïdes	Non- métaux	Halo- gènes	Gaz nobles	Éléments non classés
		Actinides
		Superactinides

Portail de la chimie

Cet article est issu de Wikipedia. Le texte est sous licence Creative Commons - Attribution - Partage dans les Mêmes. Des conditions supplémentaires peuvent s'appliquer aux fichiers multimédias.

[HandbookChemPhys90-1] (en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press Inc, 2009, 90^e éd., 2804 p., Relié (ISBN 978-1-420-09084-0)

[2] (en) Beatriz Cordero, Verónica Gómez, Ana E. Platero-Prats, Marc Revés, Jorge Echeverría, Eduard Cremades, Flavia Barragán et Santiago Alvarez, « Covalent radii revisited », Dalton Transactions,‎ 2008, p. 2832 - 2838 (DOI 10.1039/b801115j)

[CRC_Handbook_of_Chemistry_and_Physics-3] (en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC, 2009, 89^e éd., p. 10-203

[4] Base de données Chemical Abstracts interrogée via SciFinder Web le 15 décembre 2009 (résultats de la recherche)

[protactinium-5] (en) John Emsley, Nature's Building Blocks : An A-Z Guide to the Elements, Oxford, England, UK, Oxford University Press, 2003 (1^re éd. 2001), 347–349 p. (ISBN 0-19-850340-7, lire en ligne), « Protactinium ».

[6] (en) Hammond, C. R., The Elements, in Handbook of Chemistry and Physics, CRC press, 2004, 81^e éd., 2712 p. (ISBN 978-0-8493-0485-9 et 0-8493-0485-7, lire en ligne).

[chp-7] (en) Boris F. Myasoedov, Harold W. Kirby et Ivan G. Tananaev, The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements, Springer Netherlands, 1^er janvier 2008 (ISBN 978-1-4020-3555-5 et 9781402035982, DOI 10.1007/1-4020-3598-5_4, lire en ligne), chap. 4 (« Protactinium »), p. 188-193.