Elemento químico · actínido
Protactinio
Elemento raro y radiactivo. Tiene aplicaciones principalmente científicas en investigación nuclear.
Propiedades rápidas
- Nº atómico
- 91
- Peso atómico
- 231.0359
- Grupo
- —
- Periodo
- 7
- Estado
- sólido
- Bloque
- F
- Valencia
- +5
- Tipo
- actínido
Qué es el protactinio
El protactinio es un elemento químico raro y radiactivo que pertenece a la serie de los actínidos. Su importancia está en el ámbito de la investigación nuclear, donde se estudian sus propiedades y comportamiento. Curiosamente, a pesar de su escasez, el protactinio fue uno de los primeros actínidos en ser identificado, lo que subraya su importancia histórica en la química nuclear.
Para qué sirve el protactinio
Investigación nuclear
El protactinio se utiliza en estudios de investigación nuclear debido a su radiactividad. Ayuda a entender las propiedades de los actínidos y sus posibles aplicaciones en energía nuclear.
Datación geológica
Se emplea en la datación de sedimentos oceánicos y glaciares, gracias a su desintegración radiactiva, que permite calcular la edad de las formaciones geológicas.
Estudios de materiales
El protactinio se utiliza en la investigación de materiales avanzados, especialmente en el estudio de sus propiedades físicas y químicas bajo condiciones extremas.
Datos del protactinio
- Número atómico (Z)
- 91
- Peso atómico relativo
- 231,0359
- Punto de fusión
- 1572 °C
- Punto de ebullición
- 4000 °C
- Densidad
- 15,37 g/cm³
- Electronegatividad (Pauling)
- 1,5
- Radio atómico
- 161 pm
- Energía de 1ª ionización
- 568 kJ/mol
- Afinidad electrónica
- 53,03 kJ/mol
- Estructura cristalina
- tetragonal centrada en el cuerpo (BCC)
- Color / aspecto
- blanco plateado brillante
- Origen del nombre
- del griego «protos» (primero) + actinio (porque su desintegración produce Ac-227)
- Descubrimiento
- 1913 · Kasimir Fajans y Oswald Helmuth Göhring (Pa-234); aislado por Lise Meitner y Otto Hahn en 1918 (Alemania)
El peso atómico relativo no lleva unidades. El valor mostrado está redondeado para consulta; algunos elementos presentan un intervalo según su composición isotópica. Consulta los valores y notas de CIAAW.
Propiedades del protactinio
Propiedades físicas
El protactinio es un metal denso, con una densidad de aproximadamente 15.37 g/cm³. Tiene un aspecto metálico brillante, de color plateado. Su punto de fusión es de unos 1572 °C, y el de ebullición ronda los 4000 °C. Es un buen conductor de la electricidad, aunque su uso está limitado por su radiactividad.
Propiedades químicas
Químicamente, el protactinio es bastante reactivo. Forma compuestos principalmente con oxígeno y halógenos, presentando estados de oxidación +4 y +5. Es corrosivo en presencia de aire húmedo y se disuelve en ácidos, lo que requiere precauciones especiales en su manejo debido a su radiactividad.
Configuración electrónica
La configuración electrónica abreviada del protactinio es:
[Rn] 5f² 6d¹ 7s²
En notación desarrollada completa:
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s² 4d¹⁰ 5p⁶ 6s² 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6p⁶ 5f² 6d¹ 7s²
Esta configuración corresponde al átomo neutro, con 91 electrones. Las reglas de Aufbau, Hund y Pauli ayudan a interpretarla, aunque el orden de llenado simplificado tiene excepciones. Los electrones de valencia participan en el enlace; en los metales de transición también pueden intervenir electrones de subniveles d de un nivel interior.
Estados de oxidación y valencias del protactinio
| Estado | Ejemplo(s) | Frecuencia |
|---|---|---|
| +4 | PaO₂, PaCl₄ | secundario |
| +5 | Pa₂O₅, PaCl₅, PaF₅ | principal |
Si lo que necesitas es formular, en la página de la valencia del protactinio está cada estado de oxidación con su ejemplo resuelto y de dónde sale a partir de la configuración electrónica.
Historia del protactinio
El protactinio fue identificado por primera vez en 1913 por los químicos Kasimir Fajans y Oswald Helmuth Göhring, quienes lo llamaron 'brevium' debido a su corta vida media. Sin embargo, fue en 1918 cuando se aisló en forma pura por Otto Hahn y Lise Meitner, quienes lo renombraron como protactinio, en referencia a que es el precursor del actinio en la serie de desintegración radiactiva. Este descubrimiento fue un hito en la química nuclear de principios del siglo XX.
Compuestos habituales
| Fórmula | Nombre | Descripción |
|---|---|---|
| PaO2 | Dióxido de protactinio | Un compuesto de protactinio con oxígeno, utilizado en estudios de química inorgánica. |
| PaF4 | Tetrafluoruro de protactinio | Un compuesto que se forma al reaccionar protactinio con flúor. |
| PaCl5 | Pentacloruro de protactinio | Un compuesto de protactinio y cloro, estudiado por sus propiedades químicas. |
Dónde se encuentra el protactinio
El protactinio se encuentra en la naturaleza en cantidades muy pequeñas, principalmente en minerales de uranio como la carnotita y la pitchblenda. No se encuentra en seres vivos ni en el universo en grandes cantidades. Debido a su escasez, se obtiene principalmente como subproducto en el procesamiento de minerales de uranio.
Isótopos del protactinio
| Isótopo | Masa | Abundancia | Vida media |
|---|---|---|---|
| Pa-231 | 231,03588 u | 100 % natural (trazas) | 32.760 años |
| Pa-233 | 233,04025 u | — | 26,975 días |
| Pa-234m | 234,04330 u | — | 1,17 min |
Curiosidades sobre el protactinio
-
El protactinio es uno de los elementos más raros en la corteza terrestre, con una abundancia menor que la del oro y el platino.
-
A pesar de su escasez, el protactinio es crucial para entender la serie de desintegración radiactiva del uranio, lo que lo hace valioso en estudios geológicos.
-
El protactinio fue uno de los elementos que más tiempo tardó en ser aislado en forma pura, debido a su complejidad química y radiactividad.
El protactinio en la tabla periódica
- Tipo: actínido.
- Grupo: pertenece a los actínidos, no asignado a un grupo numerado.
- Periodo: 7.
- Bloque: F (el último electrón se aloja en un orbital de tipo f).
- Valencia principal: +5.
Compara con el resto de actínidos o con los elementos del periodo 7.