Protactinium

Eigenschaften des Elements

Stoffkonstanten und Häufigkeit des Vorkommens in der Natur

Dichte in bei 25 °C	15,4
Härte nach Mohs und Brinell
Schallgeschwindigkeit in
Schmelztemperatur in °C	1230
spezifische Schmelzwärme in	72,3
Siedetemperatur in °C	4027
spezifische Verdampfungswärme in	2082,25
Standardentropie S0 in
Wärmeleitfähigkeit in bei 27 °C	47,0
spezifische Wärmekapazität in
Volumenausdehnungskoeffizient in 10- 3
spez. elektrischer Widerstand in	0,1770
Anteil in der Erdhülle in % (Atmosphäre, Wasser, Erdkruste bis 10 km Tiefe)	9 · 10- 1 1

Alle Isotope sind radioaktiv.

Isotope des Elements

Ordnungszahl Z	Massenzahl A	Atommasse in u	Häufigkeit in %	Art der Strahlung und Energie in MeV	Halbwertszeit
91	231	231,035	100%	α: 5,014	3,4 · 104 a
	233	233,040	künstlich	β : 0,3	27 d
	234	234,043	künstlich	β : 2,3	6,7 h
	235	235,045	künstlich	β : 1,4	23 min.

Energieniveauschema

Weitere Eigenschaften

Protactinium ist ein silberweiß glänzendes und radioaktives Schwermetall. Es läuft an der Luft unter Oxidbildung rasch an. Es besitzt eine hohe Schmelz- und Siedetemperatur. Protactinium gehört zu den Actinoiden. In seinen Verbindungen bildet es die Oxidationsstufen III, IV und V, wobei die Stufe V die stabilste und wichtigste ist. Proactinium ist ein ziemlich unedles und elektropositives Metall. Es bildet einige farbige Halogenide.

Entdeckung

Bei Untersuchungen des radioaktiven Zerfalls des Uranisotops U entdeckten 1913 KASIMIR FAJANS (1887-1975) und O. H. GÖHRING das erste Isotop des Elements 91 in Form des Pa. Dies entsteht dabei als Glied der Uran-Radium-Zerfallsreihe aus dem Isotop Th. Sie nannten es aufgrund der kurzen Halbwertszeit «Brevium» (bedeutet so viel wie kurz). 1917/18 gelang es LISE MEITNER (1878-1968) und Otto Hahn (1879-1968), unabhängig von den britischen Chemikern FREDERICK SODDY (1877-1956) und JOHN ARNOLD CRANSTON (1891-1965), in Rückständen der Pechblende das langlebige Isotop Pa nachzuweisen. Da aus ihm Actinium hervorgeht, gaben sie dem Element den Namen «Proactinium» mit dem chemischen Symbol «Pa». Der Name wurde 1949 von IUPAC in «Protactinium» abgeändert. 1927 gelang es GROSSE, etwa 2 mg Protactinium(V)-oxid herzustellen. Das metallisches Protactinium wurde Anfang der 30er Jahre erhalten.

Vorkommen/Herstellung

Proactinium steht an 85. Stelle der Elementhäufigkeit und gehört zu den äußerst seltenen Elementen auf der Erde. Protactinium findet sich als radioaktives Zerfallsprodukt des Urans in Form des Isotops Pa in äußerst geringen Mengen in Uranmineralen. Die Gewinnung des Protactiniums aus Erzen oder deren Rückständen erfolgt nach unterschiedlichen Verfahren: z. B. durch Bildung des schwach löslichen Protactinium(V)-oxids und Trennung mittels Ionenaustausch an Harzen. Das Metall wird durch Reduktion von Protactiniumfluorid mit Barium oder Lithium gewonnen. Hochreines Proactinium erhält man durch thermische Zersetzung des Pentaiodids an einem heißen Wolframdraht.

Verwendung

Protactinium wird nur zu Forschungszwecken verwendet.

Wichtige Verbindungen

Als wichtige Protactiniumverbindung gilt das farblose Oxid Pa2O5.

Bau

Protactinium kristallisiert in einer dichtesten Kugelpackung von Metallatomen.