Protaktiniy
Protaktiniy - Mendeleyev kimyoviy elementlar davriy jadvalning VII davr III guruh elementi bo‘lib, aktinoidlar turkumiga mansub radioaktiv metalldir. Atom raqami 91. Pa (lotincha Protactinium so‘zidan) formulasi bilan belgilanadi. Oddiy modda shakildagi protaktiniy o‘ta radioaktiv metall bo‘lib, kumush-oq rangda, yorqin tovlanadi.
Tarixi va atama etimologiyasi.
1869-yildayoq D.I.Mendeleyev o‘z nomi bilan atalavuchi davriy qonunga ko‘ra, Uran va Toriy elementlari orasida yana bir hozircha noma'lum element mavjudligini bashorat qilgan. Bu vaqtda aktinoidlar guruhi elementlari hali fanga ma'lum emas edi. Protaktiniy dastavval 1913-yilda kimyogarlar Kazimir Fayans (1887-1975) hamda Osvald Gelmut Gyoring (1889-1915) tomonidan kashf qilingan. Ular Uranning parchalanishidan keyingi qoladigan mahsulotlari orasidan, yarim yemirilish davri taxminan 1 daqiqa atrofida bo‘lgan uran izotopi - UX2(234Pa) mavjudligini aniqlashdi. Uning yarim yemirilish davri shunday qisqaligi uchun ushbu izotopga "breviy" (lotincha - "brevis", "qisqa" yoki "kalta" ma'nolarida) deb nom berishgan.
Keyinroq boshqa olimlar - Otto Gan (1879-1968), Liza Meynter (1878-1968) hamda Jeyms Blek birgalikda mazkur izotopning tantal elementiga o‘xshash xossalari borligini aniqlashdi. Izlanishlarni davom ettirish orqali, oradan 5 yil o‘tib, ya'ni, 1918-yilda Liza Meytner hamda Otto Gan birgalikda, hamda, ulardan mustaqil ravishda Frederik Soddi (1877-1956) nasturan tarkibidan nisbatan barqaror izotopni kashf qilishganini ma'lum qilishgan. Unga olimlar Protaktiniy deb nom berishga qaror qilishgan. "Protaktiniy" - ma'nosiga ko‘ra "aktiniydan avval keluvchi", "aktiniyning debochasi" degan ma'nolarni anglatadi. Chunki Aktiniy elementi aynan Protaktiniyning radioaktiv yemirilishidan hosil bo‘luvchi mahsulot sanaladi. Ya'ni, 231Pa ning ?-yemirilishidan 227Ac hosil bo‘ladi. Garchi uni dastavval aniqlagan olimlar Kazimir Fayans va Osvald Gyoring bo‘lsa-da, lekin IUPAC protaktiniyning kashfiyotchilari sifatida aynan Meytner va Ganlarni tan olgan. Sababi, ular aniqlagan Protaktiniy izotopi nisbatan barqaror bo‘lganligi bilan izohlanadi. Manbalarda qayd etilishicha, protaktiniyning barqaror izotopini shuningdek ingliz kimyogari Jon Arnlod Krenston (1891-1972) ham 1915-yilda kashf etgan bo‘lib, lekin u davom etayotgan jahon urushi sababli o‘z kashfiyoti haqida e'lon qilishga shoshilmagan ekan. Lekin bu olimlarning barchasi Protaktiniyni bir necha atomdan iborat juda kam miqdorlarda olishgan. Ushbu elementning sezilarli miqdorda ko‘p sintez qilgan ilk olim Aristid fon Gross (1905-1985) bo‘lib, u avvalida 1927-yilda 2 milligramm Pa2O5 hosil qiligan. Uzoq izlanishlardan so‘ng, fon Gressning o‘zi 1934-yilda Pa2O5 dan 0.1 milligramm sof elementar Protaktiniy ajratib olishga muvaffaq bo‘lgan. 1961 yilda esa Buyuk Britaniyada 125 gramm miqdoridagi 99.9% sof Protaktiniy elementi ajratib olingan. Buning uchun ingliz olimlari 60 tonna radioaktiv moddani 12-bosqichli murakkab kimyoviy-texnologik jarayon vositasida qayta ishlashga majbur bo‘lishgan. Ushbu Protaktiniy miqdori olimlar uchun 500000 AQSH dollariga tushgan edi.
Tabiatda tarqalganligi.
Yer qobigidagi protaktiniy miqdori, milliarddan bir ulush deb baholanadi. Protaktiniy tabiatda asosan uran rudasi tarkibida uchraydi. Har bir tonna uran rudasidan o‘rtacga 0.34 gramm protaktiniy olish mumkin. Ushbu elementga boy uran rudalari Ispaniya, Kongo, Shvetsiya, Chexiya, JAR, Marokash, Kanada, Rossiya va AQSH hududlarida joylashgan.
Olinishi.
Protaktiniyning 231Pa izotopini tabiiy manbalardan - uranning parchalanish mahsulotlaridan, shuningdek, toriyining 230Th izotopini sust neytronlar bilan nurlantirish orqali olish mumkin:
230Th(n, γ)231Th(β−yemirilish, T1/2 = 25.6 soat) → 231Pa
yoki, 232Th ni tezkor neytronlar bilan nurlantirish orqali:
232Th(n, 2n)231Th(β−yemirilish, T1/2 = 25.6 soat) → 232Pa
reaksiyasi orqali olish mumkin. 233Pa izotopini ham toriydan quyidagi reaksiya orqali olinadi:
232Th(n, γ)233Th(β−yemirilish, T1/2 = 23.5 daqiqa) → 233Pa
Metall Protaktiniyni PaF4 ni 1400-1500 °C haroratli bariy yoki kalsiy bug‘lari yordamida tiklash orqali olish mumkin.
Xossalari.
Protaktiniy yorqin kumush-oq rangli metall bo‘lib, qattiqligi uranga o‘xshash. 2 K haroratda o‘ta o‘tkazgich xossalarini namoyon qiladi. Metall protaktiniy tetragonal struktura bilan kristallanadi. Ochiq havoda protaktiniy yupqa monooksid qatlami bilan qoplanadi. 250-300 °C haroratlarda vodorod bilan oson reaksiyaga kirishadi va PaH3 gidrid hosil qiladi. U shuningdek yod bilan ham, uchuvchan yodli birikmalar hosil qiladi.
Izotoplari.
Hozirda protaktiniynng 29 xil izotopi fanga ma'lum. Ular ichida eng barqaror izotopi 231Pa ning yarim yemirilish davri 32760 yildan iborat. Qolgan izotoplar nisbatan ancha qisqa yarim yemirilish davriga egadir. Chunonchi, 233Pa 27 kun va 230Pa 17 kun, 6-soatda parchalanadi. Quyidagi jadvalda protaktiniyning ba'zi izotoplarining radioaktivlik xossalari keltiriladi:
Protaktiniy izotopi |
Yarim yemirilish |
Parchalanish shakli |
224Pa |
0.6 soniya |
α-yemirilish |
225Pa |
2 soniya |
α-yemirilish |
226Pa |
1.8 soniya |
α-yemirilish |
227Pa |
38 daqiqa 20 soniya |
15% α-yemirilish; 85% β yemirilish |
228Pa |
22 soat |
2% α-yemirilish; 98% β yemirilish |
229Pa |
1 kun 6 soat |
0.25% α-yemirilish; 99.75% β yemirilish |
230Pa |
17 kun |
10% β− yemirilish; 90% β yemirilish |
231Pa |
32480±260 yil |
α-yemirilish |
232Pa |
1 kun, 7-soat, 26 daqiqa |
β− yemirilish |
233Pa |
27 kun, 6-soat |
β− yemirilish |
234 M UX2 |
1 daqiqa 18 soniya |
β− yemirilish |
234 UZ |
6 soat 42 daqiqa |
β− yemirilish |
235Pa |
23 soat 42 daqiqa |
β− yemirilish |
236Pa |
12 soat 30 daqiqa |
β− yemirilish |
237Pa |
10 soat 30 daqiqa* |
β− yemirilish |
* To‘liq aniqlanmagan
Qo‘llanishi.
Protaktiniy o‘ta radioaktiv modda bo‘lib, faqat termoyadro yoqilg‘ilariga qo‘shimcha sifatida qo‘llaniladi. Uning favqulodda radioaktiv va toksik ekani tufayli, inson faoliyatiga oid deyarli hech qaysi sohada qo‘llanilmaydi.
Biologik ahamiyati.
Protaktiniy va uning birikmalari inson uchun favqulodda xavfli bo‘lgan, radioaktiv va toksik moddalardir. 231Pa ning zaharlilik darajasi sianid kislota (HCN) dan million barobar kuchli ekani ma'lum (eslatib o‘tamiz, sianid kislotaning atiga 0.05 grami o‘limga olib keladi). Protaktiniyning odam organizmi uchun xavfsiz miqdori 0.0005 milligrammni tashkil qiladi. Bu esa 0.03 mkkyuri (1.1 kBk) nurlanish miqdoriga to‘g‘ri keladi. Nisbatan barqaror izotopi 231Pa ning havodagi ruxsat etilgan chegaraviy konsentratsiyasi 3·10-4 Bk/m3 hisoblanadi.
Protaktiniy haqida ma'lumotnoma jadval:
Umumiy ma'lumotlar |
|
Nomi |
Protaktiniy; |
Formulasi |
Pa |
Raqami |
91, VII davr; 3-guruh |
Atom xossalari |
|
Atom massasi |
231.03588(2) m.a.b. (g/mol); |
Elektron konfiguratsiyasi |
[Rn] 5f26d17s2 |
Atom radiusi |
161 pm; |
Kimyoviy xossalari |
|
Ion radiusi |
(+5e) 89 (+3e) 113 pm; |
Kovalent radiusi |
200 pm |
Elektromanfiyligi |
1.5 (poling shkalasi bo‘yicha); |
Elektrod potensiali |
Th←Th4+ −1,83V; |
Oksidlanish darajasi |
5.4; |
Ionizatsiya energiyasi (birinchi elektron) |
0.00 kJ/mol; (0,0 eV); |
Termodinamik xossalari |
|
Zichligi (m.sh.) |
15.37 g/sm3; |
Erish harorati |
1840 °C, 2113 K; |
Qaynash harorati |
4026.85 °C; 4300 K; |
Erish issiqligi |
16,7 kJ/mol; |
Bug‘lanish issiqligi |
481.2 kJ/mol; |
Molyar issiqlik sig‘imi |
27,7 kJ/(K·mol); |
Molyar hajmi |
15.0 mol/sm3; (ya'ni, 22 kg 602 gr) |
Struktura panjarasi shakli |
Tetragonal; |
Panjara parametrlari |
a=3,925 c=3,238 Å |
c/a nisbati |
0.82 |
* To‘liq aniqlanmagan
Bizni ijtimoiy tarmoqlarda ham kuzatib boring:
Feysbukda: https://www.facebook.com/Orbita.Uz/
Tvitterda: @OrbitaUz
Google+ : https://plus.google.com/104225891102513041205/posts/
Telegramdagi kanalimiz: https://telegram.me/OrbitaUz
< avvаlgi | kеyingi > |
---|