鏷

發現人： 哈恩、邁特納、索迪、克蘭斯頓

發現年代：1917年

地點： 英格蘭/法國

希臘文：proto和actinium（錒之母）。鏷放射性衰變為錒。

1871年，門捷列夫預言釷和鈾之間有元素的存在。當時錒系元素還沒有被發現。因此1950年代出版的周期表，先是鈾、鎢、鋯、釷、鉭，而鉭下面的空格是空的。造成很長一段時間的化學家以EKA-鉭作為搜索的結果來搜尋相似的化學性質如鉭的元素，而使得發現鏷幾乎不可能。

在1903年，威廉·克魯克斯從鈾分離出強烈的放射性物質鏷，然而他不知道他發現了一個新的化學元素，因此將其命名為鈾-X。克魯克斯將硝酸鈾醯溶解於乙醚中，發現剩餘的水中含有釷-234和鏷-234。

1913年，當時法揚斯(Kasimir Fajans)和格林(Oswald Helmuth Göhring)，在他們的研究鈾-238衰變鏈：鈾-238→釷-234→鏷-234→鈾-234，發現了鏷的231號同位素。因為它鏷-231的半衰期僅只有6.7小時，他們將這個新元素命名為Brevium（拉丁語，意思是短暫或短期）。

在1917年至1918年，兩組科學家奧托·漢恩(Otto Hahn)和莉斯·麥特納(Lise Meitner)，以及德國和英國的弗雷德里克·索迪(Frederick Soddy)和約翰·克蘭斯登(John Cranston)的，另外發現了鏷-231，半衰期約3.2萬年。他們將這個元素更名為鏷(protoactinium)（proto- 源於希臘文：πρῶτος，意義為之前，首先；-actinium 源於錒的英文名），因為鏷在鈾-235衰變鏈的在錒之前。

Aristid von Grosse於1927年提取2毫克的Pa2O5，並於1934年首次分離出元素鏷於0.1毫克的Pa2O5。他用兩種不同的方法：第一個，氧化鏷在真空中照射35 keV的電子。在另一種方法中，被稱為范亞克-戴波耳法，將氧化物的化學置HF換為一個鹵化物（氯化物，溴化物或碘化物），然後在真空用一個電加熱的金屬絲:

2 PaI5 → 2 Pa + 5 I2

1961年，英國原子能管理局（UKAEA）用125克純度為99.9%鏷，用一個12級的過程處理60噸的廢料，成本約50萬美元。

美國橡樹嶺國家實驗室提供鏷的成本約280美元/克。

密度15.37克/厘米3。熔點小於1600℃，具有放射性。已知同位素中，231Pa壽命最長，發射α粒子，半衰期約為3.4×10^4。233Pa，發射β和γ射線，半衰期為27天。其他幾種同位素226Pa、237Pa等，都較"短命"。灰白色金屬，有延展性能，硬度似鈾。空氣中穩定，晶格屬正方系。化學性質與鉭相似。常顯示+4價和+5價。鏷是第三罕有元素。它在放射衰變過程中產生錒，是錒的"祖先"。

在同一時間內自然界中只有幾個鏷原子存在並幾乎都在出現後幾分鐘內衰變掉了，見於鈾、釷和鈈的裂變產物中。

元素符號： Pa 英文名：Protactini

元素名稱：鏷

元素原子量：231.0

元素類型：金屬

原子YY體積:(立方厘米/摩爾)

15.1

氧化態：

Main Pa+5

Other Pa+3, Pa+3

晶體結構：晶胞為正交晶胞。

晶胞參數：

a = 392.5 pm

b = 39T2.5 pm

c = 323.8 pm

α = 91°

β = 92°

γ = 91°

相對原子質量： 231.036 常見化合價： +4,+5電負性： 1.5

外圍電子排布： 5f2 6d1 7s2核外電子排布： 2,8,18,32,20,9,2

同位素及放射線： Pa-230[17.4d] Pa-231(放 α[32800y]) Pa-233[27d] Pa-234[6.69h] Pa-234m[1.17m]

電子親合和能： 0 KJ·mol-1

第一電離能： 570 KJ·mol-1 第二電離能： 0 KJ·mol-1 第三電離能： 0 KJ·mol-1

單質密度： 15.4 g/cm3 單質熔點： 1Y567 ℃ 單質沸點：4027℃

原子半徑：160.6離子半徑：未知共價半徑： 未知

表2 鏷的重要物理性質

鏷有兩種製取途徑： 一種是從鈾礦渣中提取；另一種是在反應堆中，用中子輻照釷-230靶，由核反應製得。

從礦渣中分離提取的化學過程複雜，一般要經過溶劑萃取和離子交換分離過程。英國科學家曾從鈾“醚渣”中回收了125g純度為99.9%的Pa。

中國研究了從鈾礦渣中提取鏷的流程。該流程以瀝青鈾礦為原料，經硝酸浸出鈾、鐳后，用氫氟酸浸出渣中的鏷，經苯基磷酸-2-乙基己基酯-二甲苯、三烷基氧膦-二甲苯、三脂肪胺-混合醇-磺化煤油等三次溶劑萃取和陰離子交換樹脂色層分離獲得純化鏷。

鏷在海水中的溶存形態可能是五價的氧化態，以PaO(OH)2.5或Pa(OH)4.5水解形態存在。這些水解產物被吸附在氫氧化物和粘土礦物等天然吸附劑的表面上，最後在海底沉積物或鐵錳結核中富集。

由於鏷在海水中的含量極低，所以必須要取大體積(200-500升)水樣才能分析。通常用氫氧化鐵和二氧化錳進行富集，然後再用溶劑萃取或陰離子交換法分離、純化。至今，海水中測定鏷的實例還不多。有的報道說，在太平洋赤道海域其值為3—5×10克/升，在北太平洋和加勒比海其值為1.3-2.4×10克/升。這隻不過是與U平衡值的0.15-7%。不平衡的原因是與鏷的水解產物沉積在海底沉積物所致。

在鏷的放射性同位素中，較有意義的是Pa。利用鍰鏷法( Pa/Th)或鏷法，可以測定海底沉積物的年代及鐵錳結核和磷塊結核的生長速度。

元素周期表

1871年，門得列夫預言釷和鈾之間有元素的存在。當時錒系元素還沒有被發現。因此1950年代出版的周期表，先是鈾、鎢、鋯、釷、鉭，而鉭下面的空格是空的。造成很長一段時間的化學家以Eka-鉭作為搜索的結果來搜尋相似的化學性質如鉭的元素，而使得發現鏷幾乎不可能。在1900年，威廉·克魯克斯從鈾分離出強烈的放射性物質鏷，然而他不知道他發現一個新的化學元素，因此將其命名為鈾-X。克魯克斯將[[硝酸鈾醯]溶解]於乙醚中，發現剩餘的水中含有234釷和234鏷。他的方法是1950年代從鈾化合物分離出234釷和234鏷。鏷首次發現於1913年，當時法揚斯巴(KASIMIRFajans)和格林(OswaldHelmuthGöhring)，在他們的研究鈾-238衰變鏈：238鈾→234釷→234鏷→234鈾，發現了鏷的同位素234鏷。因為它的半衰期短(6.7小時，234鏷)，他們將他們發現的新元素命名為Brevium（拉丁語，意思是短暫或短期）。在1917年至1918年，兩組科學家奧托·漢恩(OttoHahn)和莉斯·麥特納(LiseMeitner)，以及德國和英國的弗雷德里克·索迪(FrederickSoddy)和約翰·克蘭斯登(JohnCranston)的，另外發現了另一種同位素鏷231鏷，半衰期約32000年。因此，他們將名稱從Brevium變更為鏷(protoactinium)（希臘文：πρῶτος，意義為之前，首先），因為鏷在鈾-235衰變鏈的在錒之前。

AristidvonGrosse於1927年提取2毫克的Pa2O5，並於1934年首次分離出元素鏷於0.1毫克的Pa2O5。他用兩種不同的方法：第一個，氧化鏷在真空中照射35keV的電子。在另一種方法中，被稱為范亞克-戴波耳法，將氧化物的化學置換為一個鹵化物（氯化物，溴化物或碘化物），然後在真空用一個電加熱的金屬絲:

2PaI5→2Pa+5I2

1961年，英國原子能管理局（UKAEA）用125克純度為99.9％鏷，用一個12級的過程處理60噸的廢料，成本約50萬美元。

美國橡樹嶺國家實驗室提供目前鏷的成本約280美元/克。

門得列夫於1869年的周期表，它在最後一行釷和鈾之間留了一個空格。

生成

鏷是最稀有，最昂貴的自然產生的元素之一。幾乎是以兩種同位素231Pa和234Pa的形式存在。它是一種鈾-235的α衰變成鏷-231，或是鈾-238進行β衰變產生鏷-234。幾乎所有的鈾238（99.8％）都繪衰變成鏷異構體234m鏷。

鏷出現在晶質鈾礦（瀝青鈾礦）的濃度約3百萬分濃度（ppm）的231鏷礦石，部分礦石從剛果民主共和國生產的有大約3ppm。在大多數的天然材料和在水中，鏷被均勻地分佈，濃度為一兆分之一以下，即對應的放射性為0.1微居里/克。

[編輯]核反應堆

有兩個主要鏷同位素，231鏷和233鏷，在釷核反應堆中產生，兩者都是不需要的產物而被除去，所以添加了反應器的設計和操作的複雜性。特別是，232釷通過中子（n，2n）反應產生231釷然後迅速（半衰期25.5小時）衰變成231鏷。最後的同位素，是一個半衰期長，整整有32760年，是用過的核燃的長期放射線的主要產生者。

鏷-233是釷-232中子俘獲所形成的。它會衰變成鈾-233或捕捉另一個中子，並將其轉換成非裂變的鈾-234。因此，不是迅速衰減到有用的233鈾，而變成233鏷，降低了反應器的效率。為了避免這種情況，233鏷從釷熔鹽反應堆活性區提取，在其操作期間，方便它衰變到233鈾，使用數米的高大圓柱鋰溶解於熔融鉍。在簡化的情況下，鋰選擇性降低鏷鹽，然後，從熔融鹽循環萃取(鉍是載體)。它之所以被選擇，因為其低的熔點（271℃）以及低蒸氣壓，與錒系元素的良好的溶解性，以及與熔融鹵化物的不混溶性。

反應

鏷產生於瀝青鈾礦

鏷在核反應堆的出現之前，從鈾礦石用於科學實驗方法分離。如今，它主要是釷的高溫反應器中作為中間產物的核衰變產生的：

鏷金屬可以用氟化鈣，鋰或鋇製備於1300至1400℃。

在同一時間內自然界中只有幾個鏷原子存在並幾乎都在出現後幾分鐘內衰變掉了，見於鈾、釷和鈈的裂變產物中。

鏷 拼音:pú繁體字：鏷

部首：釒,部外筆畫:12,總筆畫:17 ; 繁體部首：金,部外筆畫:12,總筆畫:20

五筆86:QOGY五筆98:QOUG倉頡:XCTCO

筆順編號:31115224314311134四角號碼:82785Unicode:CJK 統一漢字 U+9564

密度15.37克/厘米³ 。熔點小於1600℃，具有放射性。已知同位素中，²³¹Pa壽命最長，發射α粒子，半衰期約為3.4×10⁴。²³³Pa，發射β和γ射線，半衰期為27天。其他幾種同位素²²⁶Pa、²³⁷Pa等，都較"短命"。灰白色金屬，有延展性能，硬度似鈾。空氣中穩定，晶格屬正方系。化學性質與鉭相似。常顯示+4價和+5價。鏷是第三罕有元素。它在放射衰變過程中產生錒，是錒的"祖先"。

元素來源：

可用四氟化鏷等用鋇還原而製得。也可用酮和醇從鈾精鍊廠殘餘物中分離、萃取。

元素用途：

元素輔助資料：

1900年，克魯克斯在提取鈾礦中的鈾時，發現了一種新的放射性元素，稱它為鈾X。到1913年，波蘭出生的美籍化學家法江斯和他的助手戈林證實鈾X是兩種組分的混合物，並分別命名為鈾X1和鈾X2。後來鈾X被稱為鈾X1。此後科學家們還發現了一系列類似的放射性物質。直到1917年間，索迪和克蘭斯頓從瀝青鈾礦中的殘渣中發現一放射性元素，因性質和鉭相似，被命名為類鉭Ekatantalum。同年，哈恩和邁特納也從同一礦中發現了一种放射性元素，命名為protactinium。元素符號定為Pa。

後來證實鈾X2是鏷234，類鉭以及protactinium都是鏷231。1927年，德國化學家格羅斯首先分離出鏷的5價化合物。

元素符號： Pa 英文名： Protactini 中文名：鏷

相對原子質量： 231.036 常見化合價： +4,+5 電負性： 1.5

外圍電子排布： 5f² 6d¹7s² 核外電子排布： 2,8,18,32,20,9,2

同位素及放射線： Pa-230[17.4d] Pa-231(放 α[32800y]) Pa-233[27d] Pa-234[6.69h] Pa-234m[1.17m]

電子親合和能： 0 KJ·mol⁻¹

第一電離能： 570 KJ·mol⁻¹第二電離能： 0 KJ·mol⁻¹第三電離能： 0 KJ·mol⁻¹

單質密度： 15.4 g/cm³ 單質熔點： 1567 ℃ 單質沸點：4027℃

原子半徑：160.6 離子半徑：未知 共價半徑：未知

常見化合物：

發現人：哈恩、邁特納、索迪、克蘭斯頓 時間： 1917 地點：英格蘭/法國

名稱由來：

希臘文：proto和actinium（錒之母）。鏷放射性衰變為錒。

元素描述：

極為罕見的銀白色金屬，具有強放射性。

元素來源：

自然界並不存在，見於鈾、釷和鈈的裂變產物中。

元素用途：

用於原子能工業。

圖量杯中所顯示的少量樣品是氧化鏷。

鏷是既有毒和放射性很高的，因此它的所有操作在一個密封的手套箱。其主要的同位素231鏷0.048居禮/克，它主要是發射α-粒子5MeV，用薄的金屬即可阻擋。然後它會慢慢的衰變(半衰期為32760年),變成227Ac,能量為74居禮/g,進行α和β衰變，半衰期為22年。227Ac,接著會衰變成半衰期更短、能量更大的元素，其結果整理於下表:

鏷是存在於自然界少量的天然元素，它是由食物或水攝入，或從空氣吸入。會存在於中的只會有0.05%，其餘的會排出體外。其中的0.05%會進入骨骼，有15%會進入肝臟,2%進入腎臟，急於的再度離開身體。因此，在肝臟中的鏷有70％的半衰期為10天，30％保持60天。腎臟的相應值分別為20％（10天）和80％（60天）。所有這些器官中，鏷的放射性會促進腫瘤生成。在人體內的231Pa最大安全劑量是0.03微居里，相當於0.5微克，.這種同位素是氫氰酸毒性的2.5×108倍。231Pa在空氣中的最大存在量為3×10-4Bq/m3.