2. Нахождение в природе

Протактиний – крайне малораспространенный элемент. Даже у долго живущего природного изотопа (Т=32480 лет) продолжительность жизни ничтожно мала по сравнению с возрастом Земли. Этот изотоп постоянно образуется при распаде и находится с ним в радиоактивном равновесии. По мере распада в земной коре пропорционально уменьшается и содержания протактиния. Например, 4,5 миллиарда лет назад содержания протактиния было в 16 раз больше, чем в современную геологическую эпоху. Общее содержание протактиния в земной коре согласно оценке содержания урана, определяемого в 1,3· т, составляет 4,4· т. По последним данным, содержание протактиния в земной коре соответствует 1· % по массе. Содержания протактиния в горных породах вулканического происхождения составляет 0,8· г/т, а в железных метеоритах 0,02· г/т. По другим сведеньям, граниты содержат 0,46· г на 1 т породы, а каменные метеориты 0,035· г/т. Радионуклиды протактиния входят в состав естественных радиоактивных рядов урана-235 и урана-238 (ядерные изомеры 234-Ра, Т1/2 = 6,7 часа и менее устойчивый 234-Pa). В 1 т урана в урановых около 0,3 г протактиния-231.

3. Физические свойства

Протактиний — светло-серый металл, по твёрдости приближающийся к урану. Металлический протактиний существует в двух модификация При температуре 2К обладает сверхпроводимостью. Металлический протактиний кристаллизуется в тетрагональной сингонии. При 1170 ͦ С существует объёмно-центрированная кубическая модификация. Протактиний на воздухе обычно покрывается тонкой плёнкой монооксида. Плотность 15,37 г/ , tпл около 1570°C, t кип.=4500 ͦ С.

4. Токсические свойства

Как и все α-излучатели со сравнительно небольшим периодом жизни, представляет опасность для организма. При попадании в организм он склонен накапливаться в почках и костях. Максимальное безопасное количество протактиния при попадании внутрь организма человека составляет 0,03 мккюри, что соответствует 0,5 мкг . Протактиний-231, содержащийся в воздухе в виде аэрозолей, в 2,5· раз токсичнее, чем синильная кислота(при одинаковых их концентрациях). Поэтому все работы с весовыми количествами проводятся в специальных изолированных боксах.

3. Ядерно – химические свойства

1. Химические свойства:

1. Металлического протактиния

Металлический протактиний был впервые получен Гроссе и Агруссом бомбардировкой электронами с энергией 35 кэв в высоком вакууме пятиокиси протактиния, нанесенной на медную мишень. А также термическим разложением галогенидов протактиния (хлорида, бромида и иодида) на вольфрамовой нити при повышенной температуре и давлении 1· - 1· мм рт. ст. Металлический протактиний получен восстановлением РаF4 парами бария или кальция при 1400-1500 ͦ С. Имеются данные, что протактиний осаждается в виде тонкой пленкой на металлических пластинах (Zn, Al, Mn и др.) из разбавленных растворов HF и H2SO4. Легко реагирует с водородом при 250-300 ͦ С, образуя черный гидрид РаН3, изоструктурный с UН3. С иодом металлический протактиний образует летучие соединения, которые не были идентифицированы. Протактиний не образует амальгамы.

Металлический протактиний бурно реагирует в первый момент с 6Н НСl, но за тем реакция быстро прекращается. Добавление HF вначале способствует растворению протактиния, однако реакция также быстро прекращается. При этом металл покрывается гелеобразно пленкой. В смеси HF и НСl металлический протактиний не растворяется.