プロトアクチニウム (英: protactinium [ˌproʊtækˈtɪniəm]) は、原子番号91の元素。元素記号は Pa。アクチノイド元素の一つ。安定同位体は存在せず、すべてが放射性同位体である。
| 外見 | |
|---|---|
| 銀白色 | |
| 一般特性 | |
| 名称, 記号, 番号 | プロトアクチニウム, Pa, 91 |
| 分類 | アクチノイド |
| 族, 周期, ブロック | n/a, 7, f |
| 原子量 | 231.03588 |
| 電子配置 | [Rn] 7s2 6d1 5f2 |
| 電子殻 | 2, 8, 18, 32, 20, 9, 2（(画像)） |
| 物理特性 | |
| 相 | 固体 |
| 密度（室温付近） | 15.37 g/cm3 |
| 融点 | 1841 K, 1568 °C, 2854 °F |
| 沸点 | ? 4300 K, ? 4027 °C, ? 7280 °F |
| 融解熱 | 12.34 kJ/mol |
| 蒸発熱 | 481 kJ/mol |
| 原子特性 | |
| 酸化数 | 2, 3, 4, 5（弱塩基性酸化物） |
| 電気陰性度 | 1.5（ポーリングの値） |
| イオン化エネルギー | 1st: 568 kJ/mol |
| 原子半径 | 163 pm |
| 共有結合半径 | 200 pm |
| その他 | |
| 結晶構造 | 正方晶系 |
| 磁性 | 常磁性[1] |
| 電気抵抗率 | (0 °C) 177 nΩ⋅m |
| 熱伝導率 | (300 K) 47 W/(m⋅K) |
| CAS登録番号 | 7440-13-3 |
| 主な同位体 | |
| 詳細はプロトアクチニウムの同位体を参照 | |
銀白色の金属で、常温、常圧で安定な結晶構造は正方晶系であるが、800℃程に加熱すると体心立方格子が最も安定となる。比重は15.37（理論値）、融点は1575 °C、沸点は4000 °C（融点、沸点とも異なる実験値あり）。
空気中での酸化はゆるやか。酸に溶ける（やや難溶）。酸素、水蒸気と反応。酸素と反応すると表面が曇る。アルカリには不溶。展性、延性があり、化学的性質は、ニオブやタンタルに類似する。安定な原子価は+5価
名称
α崩壊するとアクチニウムになる。アクチニウム(actinium)の元になるもの(proto)という意味で、1918年に protoactinium と名づけられた。その後1949年に protactinium に短縮された。
歴史
1871年、メンデレーエフが91番元素として、その存在と性質を予言、エカタンタル (ekatantalum) と呼んだ[2]。
当時はウラン崩壊の際に生じる核異性体のプロトアクチニウム234を偶然発見しただけであったが、その後1917年、リーゼ・マイトナー、オットー・ハーンがプロトアクチニウム231を発見した。
1961年には99.9 %純粋なプロトアクチニウムが作られるようになった。
用途
プロトアクチニウムは存在量の少なさと強い毒性のためあまり用途はない。しかし、ウラン235のα崩壊の際に生じるプロトアクチニウム231は核燃料に使用されると思われる。現在、プロトアクチニウム231は海底沈殿層の年代測定に利用されている。
存在
プロトアクチニウムはウラン鉱に微量存在し、ウラン崩壊の際に極微量生成する。
同位体
プロトアクチニウムは29の同位体が存在が確認されているが、安定同位体は存在せず、すべてが放射性である。天然には4つの同位体が存在し、最も半減期が長いのがプロトアクチニウム231で、32760年である。この元素には、2つの核異性体 217mPa（半減期1.15ミリ秒）と 234mPa（半減期1.17分）が存在する。
人体毒性
プロトアクチニウムの化合物
- PaO2 - 酸化プロトアクチニウム(IV)
- Pa2O5 - 酸化プロトアクチニウム(V)
- PaF4
- PaF5
- PaCl4
- PaCl5
- PaBr4
- PaBr5
- PaI4
- PaI5
- プロトアクトセン（Pa(C8H8)2）
出典
- ^ Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds 2012年1月12日, at the Wayback Machine., in Handbook of Chemistry and Physics 81st edition, CRC press.
- ^ (桜井弘)『元素111の新知識』講談社、1998年、368頁。ISBN (4-06-257192-7)。