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镤
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镤
镤（pu），外文名为protactinium ，化学符号是Pa， 原子序数91，原子量231.03588，是天然放射性元素。1913年美国化学家法扬斯发现短半衰期的镤234，1917年英国化学家索迪、哈恩等各自独立发现长半衰期的镤231，这也是仅有的两种天然放射性元素，现已发现质量数在215～238之间的镤的21个同位素。
231Pa主要用于科学研究。它也是由 (n，γ)反应制取铀-232的原料。
镤可用四氟化镤等用钡还原而制得。也可用酮和醇从铀精炼厂残余物中分离、萃取。
密度15.37克/厘米3。熔点小于1600℃，具有放射性。已知同位素中，231Pa寿命最长，发射α粒子，半衰期约为3.4×10^4。233Pa，发射β和γ射线，半衰期为27天。其他几种同位素226Pa、237Pa等，都较"短命"。灰白色金属，有延展性能，硬度似铀。空气中稳定，晶格属正方系。化学性质与钽相似。常显示+4价和+5价。镤是第三罕有元素。它在放射衰变过程中产生锕，是锕的"祖先"。
发现人： 哈恩、迈特纳、索迪、克兰斯顿
发现年代：1917年
地点： 英格兰/法国
希腊文：proto和actinium（锕之母）。镤放射性衰变为锕。
镤有两种制取途径： 一种是从铀矿渣中提取；另一种是在反应堆中，用中子辐照钍-230靶，由核反应制得。
从矿渣中分离提取的化学过程复杂，一般要经过溶剂萃取和离子交换分离过程。英国科学家曾从铀“醚渣”中回收了125g纯度为99.9%的Pa。
中国研究了从铀矿渣中提取镤的流程。该流程以沥青铀矿为原料，经硝酸浸出铀、镭后，用氢氟酸浸出渣中的镤，经苯基磷酸-2-乙基己基酯-二甲苯、三烷基氧膦-二甲苯、三脂肪胺-混合醇-磺化煤油等三次溶剂萃取和阴离子交换树脂色层分离获得纯化镤。
1871年，门捷列夫预言钍和铀之间有元素的存在。当时锕系元素还没有被发现。因此1950年代出版的周期表，先是铀、钨、锆、钍、钽，而钽下面的空格是空的。造成很长一... [查看全部]
1871年，门捷列夫预言钍和铀之间有元素的存在。当时锕系元素还没有被发现。因此1950年代出版的周期表，先是铀、钨、锆、钍、钽，而钽下面的空格是空的。造成很长一段时间的化学家以EKA-钽作为搜索的结果来搜寻相似的化学性质如钽的元素，而使得发现镤几乎不可能。
在1903年，威廉·克鲁克斯从铀分离出强烈的放射性物质镤，然而他不知道他发现了一个新的化学元素，因此将其命名为铀-X。克鲁克斯将硝酸铀酰溶解于乙 醚中，发现剩余的水中含有钍-234和镤-234。
1913年，当时法扬斯(Kasimir Fajans)和格林(Oswald Helmuth G?hring)，在他们的研究铀-238衰变链：铀-238→钍-234→镤-234→铀-234，发现了镤的231号同位素。因为它镤-231的半衰期仅只有6.7小时，他们将这个新元素命名为Brevium（拉丁语，意思是短暂或短期）。
在1917年至1918年，两组科学家奥托·汉恩(Otto Hahn)和莉斯·麦特纳(Lise Meitner)，以及德国和英国的弗雷德里克·索迪(Frederick Soddy)和约翰·克兰斯登(John Cranston)的，另外发现了镤-231，半衰期约3.2万年。他们将这个元素更名为镤(protoactinium)（proto- 源于希腊文：πρ?το?，意义为之前，首先；-actinium 源于锕的英文名），因为镤在铀-235衰变链的在锕之前。
Aristid von Grosse于1927年提取2毫克的Pa2O5，并于1934年首次分离出元素镤于0.1毫克的Pa2O5。他用两种不同的方法：第一个，氧化镤在真空中照射35 keV的电子。在另一种方法中，被称为范亚克-戴波耳法，将氧化物的化学置HF换为一个卤化物（氯化物，溴化物或碘化物），然后在真空用一个电加热的金属丝:
2 PaI5 → 2 Pa + 5 I2
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... 查看全文镤在海水中的溶存形态可能是五价的氧化态，以PaO(OH)2.5或Pa(OH)4.5水解形态存在。这些水解产物被吸附在氢氧化物和粘土矿物等天然吸附剂的表面上，最后在海底沉积物或铁锰结核中富集。
由于镤在海水中的含量极低，所以必须要取大体积(200-500升)水样才能分析。通常用氢氧化铁和二氧化锰进行富集，然后再用溶剂萃取或阴离子交换法分离、纯化。至今，海水中测定镤的实例还不多。有的报道说，在太平洋赤道海域其值为3—5×10克/升，在北太平洋和加勒比海其值为1.3-2.4×10克/升。这只不过是与U平衡值的0.15-7%。不平衡的原因是与镤的水解产物沉积在海底沉积物所致。
在镤的放射性同位素中，较有意义的是Pa。利用锾镤法( Pa/Th)或镤法，可以测定海底沉积物的年代及铁锰结核和磷块结核的生长速度。
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