Protactinium

	Protactinium
	; Échantillon de protactinium 233 (zone sombre au centre) photographié en 1969.
	Thorium ← Protactinium → Uranium
; 91	Pa
	↑
	Pa
	↓
	?
	Tableau complet • Tableau étendu
Position dans le tableau périodique
Symbole	Pa
Nom	Protactinium
Numéro atomique	91
Groupe	–
Période	7e période
Bloc	Bloc f
Famille d'éléments	Actinide
Configuration électronique	[Rn] 5f2 6d1 7s2
Électrons par niveau d’énergie	2, 8, 18, 32, 20, 9, 2
Propriétés atomiques de l'élément
Masse atomique	231,035 88 ± 0,000 02 u
Rayon atomique (calc)	163 pm
Rayon de covalence	200 pm
État d’oxydation	2, 3, 4, 5
Électronégativité (Pauling)	1,5
Oxyde	Base faible
Énergies d’ionisation
	1re : 5,89 eV
Isotopes les plus stables
MeV
Propriétés physiques du corps simple
État ordinaire	solide
Masse volumique	15,37 g·cm-3 (calculée)
Système cristallin	Tétragonal centré
Couleur	éclat brillant métallique argenté
Point de fusion	1 572 °C
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
No CAS	7440-13-3
No ECHA	100.122.906
Précautions
	; Radioélément à activité notable
	Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.
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Le protactinium est un élément chimique de symbole Pa et de numéro atomique 91.

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).

Puis Otto Hahn et Lise Meitner ont découvert en 1918 le ²³¹Pa, plus stable, en donnant à l'élément son nom actuel. Il n'a été isolé qu'en 1934.

Propriétés

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 jours. Cet élément possède également deux isomères peu stables, ^217mPa (1,15 ms) et ^234mPa (1,17 minutes).

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 ( ${\bar {\nu }}_{e}$ désignant l'antineutrino électronique):

${}^{235}{\hbox{U}}\;\to \;^{231}{\hbox{Th}}\;+\;\alpha$

${}^{231}{\hbox{Th}}\;\to \;^{231}{\hbox{Pa}}\;+\;e^{-}+\;{\bar {\nu }}_{e}$

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

${}^{238}{\hbox{U}}\;\to \;^{234}{\hbox{Th}}\;+\;\alpha$

${}^{234}{\hbox{Th}}\;\to \;^{234m}{\hbox{Pa}}\;+\;e^{-}+\;{\bar {\nu }}_{e}$

Du fait de son rayonnement alpha 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.

Historique

Propriétés

Gisements

Utilisation

Composés

Notes et références