Configuración electrónica del Protactinio

La configuración electrónica del Protactinio es  [Rn] 5f² 6d¹ 7s². Es un elemento químico de nuestra tabla periódica, perteneciente al grupo de los actínidos. Su número atómico es 91 y se simboliza como Pa, encontrándose en el periodo 7 bloque F.

Configuración electrónica del Protactinio

En esta ocasión estaremos estudiando acerca del elemento químico más raro de la tierra, un elemento que es incluso más raro que el radio, el protactinio cuya configuración electrónica es  [Rn] 5f² 6d¹ 7s² .

De manera detallada su configuración sería: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 5s² 5p⁶ 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² 6p⁶ 5f² 6d¹ 7s² 

Sus electrones por nivel corresponden a: 2, 8, 18, 32, 20, 9,2. El nombre dado a este elemento proviene de una palabra griega compuesta conocida como “protactinium”, donde “proto” se traduce como primero u ordinario y “Actinum” como referencia al elemento actínido” dando como conjugación, un elemento ascendente al actínido.

Características del Protactinio

• El protactinio presenta un color plateado o grisáceo con alta densidad, cuando se encuentra en estado sólido y, por lo regular, tiende a reaccionar con bastante facilidad cuando se haya expuesto al vapor de agua, al oxígeno y a algunos ácidos inorgánicos.
• Es un elemento metálico plateado que presenta un brillo intenso.
• Pertenece al grupo de los actínidos.
• Es un sólido radiactivo.
• Si es expuesto al aire su brillo desaparece.
• Bajo los 20^oC lo encontramos en estado sólido.
• Por su rareza, es uno de los elementos de mayor costo a la hora de su extracción.
• Tiene un punto de fusión de 1840 grados C.
• Posee un punto de ebullición de 4027 ⁰C.
• Su isótopo más estable es el 231.
• Tiene una densidad de 15370 Kg/m3.
• Un dato que les resultará curioso es que el protactinio es más liviano que el uranio y a su vez tiene mayor rigidez y densidad que el torio.
• El protactinio comparte con el torio y el uranio una ductilidad térmico-eléctrica y una expansión térmica muy similar.

Propiedades atómicas del Protactinio

• El protactinio tiene valores de electronegatividad 1, 5 según la escala de Pauling.
• Su radio medio es de 180 Pm, recordemos que el Pm es el pacómetro (equivalente a la billonésima parte de un metro).
• Tiene un radio covalente de 200Pm.
• Su radio atómico es de 163 pm.
• Presenta una base débil, sus estados de oxidación son: 2, 3, 4,5.
• Tiene una energía de ionización de 568 Kj/mol.
• Tiene una masa atómica de 231u.

Historia

El protactinio fue identificado por primera vez en 1913 por los químicos Kasimir Fajans y O.H Gohring. La identificación de este elemento surgió cuando los químicos realizaban estudios sobre la cadena de decaimiento del uranio, más específicamente, estaban trabajando con el isótopo ²³⁸U, encontrando un isótopo de vida media de alrededor 1,17 minutos; el isótopo encontrado fue ^234mPa.

El primer nombre que recibió el elemento al encontrarlo fue Brevium, vocablo proveniente del latín brevis que, traducido es breve. Más tarde,  en 1918 el nombre fue cambiado a Protactinium cuando dos grupos de científicos descubrieron de manera independiente el 231 pa; Los grupos estaban compuestos por: Frederick Soddy y John Cranston, y Otto Hahn y Lise Meitner.

Yacimiento y extracción del Protactinio

• Podemos encontrar el Protactinio natural en forma de dos isótopos, me explico este elemento se produce por la desintegración radiactiva del torio y el uranio, por lo que lo encontramos en todos los minerales de este elemento.
• En la república checa “Jachymov”  y en el Congo encontramos los yacimientos más importantes del protactinio, con concentraciones en un  mineral de urania cercanas a la tercera parte por millón.
• Tanto el isótopo 231 como el 233 del protactinio, se generan como resultado de los residuos en los reactores nucleares de torio.

¿Cuáles son los usos de este elemento?

Hasta el día de hoy este elemento no presenta algún tipo de utilidad fuera del ámbito científico, debido a sus escases y el costo tan elevado de su extracción.  Es un elemento con elevada radiactividad y una aumentada toxicidad.

Hay reportes de que, anteriormente se intentó utilizar el isótopo 231 de este elemento para fabricar armas nucleares, sin embargo, se demostró que no podían ser usados porque podrían llevar a una reacción en cadena y, no que al contrario, la resistencia de esta como se pensaba.

¿Cuáles son los efectos del protactinio sobre la salud?

Aunque quizás no lo sabían, es común la ingesta de este elemento en algunos alimentos, el agua e incluso ingerirlo por el aire, debido a que se haya en la gran mayoría de los materiales minerales (en mínimas cantidades).

Entonces, ¿Qué pasa con las cantidades de este elemento que absorbemos a través del aire?

La sangre solo absorbe un total de 0,05% del protactinio que ingresa a nuestro organismo, el restante normalmente es excretado. Lo que nuestra sangre absorbe se distribuye en nuestro cuerpo, donde el 40% va a los riñones, 2% a los riñones y 15% se aloja en el hígado, lo demás sale del organismo.

Se recomienda tener una buena manipulación de este elemento, más de un 0,5 microgramos de este elemento que sea absorbido resulta muy tóxico y radiactivo, especialmente cuando se trabaja con el isótopo 231, ocasionando graves problemas de salud e incluso la muerte. Lo recomendable es manipularlo en una cabina cerrada para objetos peligrosos.