Protaktinium: Perbedaan antara revisi
Konten dihapus Konten ditambahkan
k r2.7.2) (bot Mengubah: bs:Protaktinij |
k ~ |
||
| (19 revisi perantara oleh 11 pengguna tidak ditampilkan) | |||
Baris 1:
{{Kotak info protaktinium}}
'''Protaktinium''' (sebelumnya '''protoaktinium''') adalah sebuah [[unsur kimia]] [[Peluruhan radioaktif|radioaktif]] dengan [[Lambang unsur|lambang]] '''Pa''' dan [[nomor atom]] 91. Ia adalah logam [[aktinida]] padat berwarna abu-abu keperakan yang mudah bereaksi dengan [[oksigen]], uap air, dan [[asam]] anorganik. Ia membentuk berbagai [[senyawa kimia]] di mana protaktinium biasanya hadir dalam [[bilangan oksidasi|keadaan oksidasi]] +5, tetapi ia juga memiliki keadaan +4 dan bahkan +3 atau +2. Konsentrasi protaktinium di kerak bumi biasanya beberapa bagian per triliun, tetapi dapat mencapai hingga beberapa bagian per juta pada beberapa endapan bijih [[uraninit]]. Karena kelangkaannya, serta radioaktivitasnya dan toksisitasnya yang tinggi, saat ini protaktinium tidak digunakan di luar penelitian ilmiah, dan untuk tujuan ini, protaktinium sebagian besar diekstraksi dari [[bahan bakar nuklir bekas]].
Unsur ini pertama kali diidentifikasi pada tahun 1913 oleh [[Kazimierz Fajans]] dan [[Oswald Helmuth Göhring|Oswald Göhring]] dan diberi nama "brevium" karena [[waktu paruh]] pendek dari [[isotop]] spesifik yang dipelajari, yaitu protaktinium-234. Isotop protaktinium yang lebih stabil, <sup>231</sup>Pa, ditemukan pada 1917/18 oleh [[Lise Meitner]] yang bekerja sama dengan [[Otto Hahn]], dan mereka memilih nama protaktinium.<ref name="meitner">[https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/bbpc.19180241107 Meitner, L. (1918) Die Muttersubstanz des Actiniums, ein Neues Radioaktives Element von Langer Lebensdauer]. ''Zeitschrift für Elektrochemie und angewandte physikalische Chemie'' 24: 169-173.</ref> [[Persatuan Kimia Murni dan Terapan Internasional|IUPAC]] memilih nama "protaktinium" pada tahun 1949 dan mengukuhkan Hahn dan Meitner sebagai penemunya. Nama baru ini memiliki arti "[[prekursor (kimia)|prekursor]] (nuklir)<ref>http://hpschapters.org/northcarolina/NSDS/Protactinium.pdf {{Bare URL PDF|date=Juni 2023}}</ref> [[aktinium]]" dan mencerminkan bahwa aktinium adalah [[produk peluruhan]] radioaktif protaktinium. [[John Arnold Cranston|John Cranston]] (bekerja dengan [[Frederick Soddy]] dan [[Ada Hitchins]]) juga dikreditkan dengan menemukan isotop protaktinium paling stabil pada tahun 1915, tetapi menunda pengumumannya karena dia dipanggil untuk bertugas pada [[Perang Dunia I|Perang Dunia Pertama]].<ref>[http://www.universitystory.gla.ac.uk/biography/?id=WH3023&type=P John Arnold Cranston] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20200311015550/http://www.universitystory.gla.ac.uk/biography/?id=WH3023&type=P |date=2020-03-11 }}. [[Universitas Glasgow]]</ref>
[[Isotop]] protaktinium yang paling lama hidup dan paling melimpah (hampir 100%) secara alami, protaktinium-231, memiliki [[waktu paruh]] 32.760 tahun dan merupakan produk peluruhan [[uranium-235]]. Jumlah renik yang jauh lebih kecil dari protaktinium-234 dan [[isomer nuklir]]nya protaktinium-234m berumur pendek terjadi dalam rantai peluruhan [[uranium-238]]. Protaktinium-233 dihasilkan dari peluruhan [[torium]]-233 sebagai bagian dari rangkaian peristiwa yang digunakan untuk menghasilkan [[uranium-233]] melalui penyinaran neutron terhadap torium-232. Ia adalah produk intermediat yang tidak diinginkan dalam [[reaktor nuklir]] berbasis torium dan karena itu ia dikeluarkan dari zona aktif reaktor selama proses pembiakan. Ilmu kelautan memanfaatkan unsur ini untuk memahami lautan purba. Analisis konsentrasi relatif berbagai isotop uranium, torium, dan protaktinium dalam air dan mineral digunakan dalam [[penanggalan radiometrik]] [[sedimen]] yang berusia hingga 175.000 tahun dan dalam pemodelan berbagai proses geologis.<ref>Negre, César dkk. “Reversed flow of Atlantic deep water during the Last Glacial Maximum.” ''Nature'', vol. 468,7320 (2010): 84-8. doi:10.1038/nature09508</ref>
==Sejarah==
[[Berkas:Periodensystem_Mendelejews.jpg|thumb|left|upright=1.5|Tabel periodik [[Dmitri Mendeleev]] tahun 1871 dengan celah untuk protaktinium di baris bawah tabel, antara torium dan uranium]]
Pada tahun 1871, [[Dmitri Mendeleev]] [[Unsur-unsur prediksi Mendeleev|meramalkan]] adanya unsur antara [[torium]] dan [[uranium]].<ref name="Emsley" /> Deret aktinida tidak diketahui pada saat itu. Oleh karena itu, uranium ditempatkan di bawah [[wolfram]] di golongan VI, dan torium di bawah [[zirkonium]] di golongan IV, meninggalkan ruang kosong di bawah [[tantalum]] di golongan V; sampai penerimaan [[konsep aktinida]] pada akhir 1940-an, [[tabel periodik]] diterbitkan dengan struktur ini.<ref>{{cite journal|doi = 10.1007/s10698-004-5959-9|title=A Revised Periodic Table: With the Lanthanides Repositioned|author=Laing, Michael |journal=[[Foundations of Chemistry]]|volume=7|issue=3|date=2005|page=203|s2cid=97792365}}</ref> Untuk waktu yang lama, para kimiawan mencari eka-tantalum sebagai unsur dengan sifat kimia yang mirip dengan tantalum, membuat penemuan protaktinium hampir mustahil. Analog tantalum yang lebih berat kemudian ditemukan sebagai [[unsur transuranium]] [[dubnium]] – yang, bagaimanapun, tidak bereaksi seperti tantalum, tetapi seperti protaktinium.<ref name="Fessl">{{cite web |last1=Fessl |first1=Sophie |title=How Far Does the Periodic Table Go? |url=https://daily.jstor.org/how-far-does-the-periodic-table-go/ |publisher=JSTOR |access-date=11 Juni 2023|date=2 Januari 2019 }}</ref>
Pada tahun 1900, [[William Crookes]] mengisolasi protaktinium sebagai bahan radioaktif yang sangat kuat dari uranium; namun, dia tidak dapat mengarakterisasinya sebagai unsur kimia baru dan dengan demikian menamainya uranium-X (UX).<ref name="Emsley">{{cite book|title = Nature's Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements|last = Emsley|first = John|publisher = Oxford University Press|orig-year = 2001|location = Oxford, Inggris, UK|isbn = 978-0-19-850340-8|chapter = Protactinium|pages = [https://archive.org/details/naturesbuildingb0000emsl/page/347 347–349]|chapter-url = https://books.google.com/books?id=j-Xu07p3cKwC&pg=PA348|date = 2003|url = https://archive.org/details/naturesbuildingb0000emsl/page/347}}</ref><ref name="google">{{cite book|title=A Glossary of Terms in Nuclear Science and Technology|author=National Research Council (U.S.). Conference on Glossary of Terms in Nuclear Science and Technology|date=1957|publisher=American Society of Mechanical Engineers|url=https://books.google.com/books?id=-zgrAAAAYAAJ&pg=PA180|page=180|access-date=11 Juni 2023}}</ref><ref>{{cite journal|doi = 10.1098/rspl.1899.0120|last1 = Crookes|first1 = W.|title = Radio-Activity of Uranium|url = https://books.google.com/books?id=hmZDAAAAYAAJ&pg=PA409-IA6|journal = [[Proceedings of the Royal Society of London]]|volume = 66|issue = 424–433|pages = 409–423|date = 1899|s2cid = 93563820}}</ref><!--https://www.jstor.org/pss/96048 --> Crookes melarutkan [[uranil nitrat|uranium nitrat]] dalam [[dietil eter|eter]], dan fase berair residual mengandung sebagian besar {{nuclide|Th|234}} dan {{nuclide|Pa|234}}. Metode ini masih digunakan pada tahun 1950-an untuk mengisolasi {{nuclide|Th|234}} dan {{nuclide|Pa|234}} dari senyawa uranium.<ref>{{cite journal|last1 = Johansson|first1 = Sven|title = Decay of UX1, UX2, and UZ|journal = [[Physical Review]]|volume = 96|pages = 1075–1080|date = 1954|doi = 10.1103/PhysRev.96.1075|issue = 4|bibcode = 1954PhRv...96.1075J }}</ref> Protaktinium pertama kali diidentifikasi pada tahun 1913, ketika [[Kazimierz Fajans|Kasimir Fajans]] dan [[Oswald Helmuth Göhring|Oswald Göhring]] menemukan isotop <sup>234</sup>Pa selama studi mereka mengenai [[Deret radioaktif|rantai peluruhan]] [[uranium-238]]: {{nuclide|U|238}} → {{nuclide|Th|234}} → {{nuclide|Pa|234}} → {{nuclide|U|234}}. Mereka menamai unsur baru ini "[[Isotop protaktinium#Protaktinium-234m|brevium]]" (dari kata Latin, ''brevis'', yang berarti singkat atau pendek) karena waktu paruhnya yang singkat, 6,7 jam untuk {{nuclide|Pa|234}}.<ref name="g1250">[[#Greenwood|Greenwood]], hlm. 1250</ref><ref name="g1254">[[#Greenwood|Greenwood]], hlm. 1254</ref><ref>{{cite journal|author = Fajans, K.|author2 = Gohring, O.|name-list-style = amp|title = Über die komplexe Natur des Ur X|journal = [[Naturwissenschaften]]|date = 1913|volume =1|pages = 339|url =http://www.digizeitschriften.de/no_cache/home/jkdigitools/loader/?tx_jkDigiTools_pi1%5BIDDOC%5D=201162&tx_jkDigiTools_pi1%5Bpp%5D=425 |doi = 10.1007/BF01495360|issue = 14|bibcode = 1913NW......1..339F |s2cid = 40667401}}</ref><ref>{{cite journal|author = Fajans, K.|author2 = Gohring, O.|name-list-style = amp |title = Über das Uran X<sub>2</sub>-das neue Element der Uranreihe|journal = [[Physikalische Zeitschrift]]|date = 1913|volume = 14|pages = 877–84}}</ref><ref name="Scerri">[[Eric Scerri]], ''A tale of seven elements,'' (Oxford University Press 2013) {{ISBN|978-0-19-539131-2}}, hlm.67–74</ref> Pada tahun 1917/18, dua kelompok ilmuwan, [[Lise Meitner]] yang bekerja sama dengan [[Otto Hahn]] dari [[Jerman]] serta [[Frederick Soddy]] dan John Cranston dari [[Pulau Britania Raya|Britania Raya]], secara terpisah menemukan isotop protaktinium lain, <sup>231</sup>Pa, yang memiliki waktu paruh lebih lama, sekitar 33.000 tahun.<ref name="meitner" /><ref name="Scerri" /><ref>[https://royalsocietypublishing.org/doi/pdf/10.1098/rspa.1918.0025 Soddy, F., Cranston, J.F. (1918) The parent of actinium]. Proceedings of the Royal Society A – Mathematical, Physical and Engineering Sciences 94: 384-403.</ref> Dengan demikian, nama "brevium" diubah menjadi ''protaktinium''<ref name="meitner" /> karena unsur baru tersebut merupakan bagian dari rantai peluruhan uranium-235 sebagai induk dari aktinium (dari {{lang-gr|πρῶτος}} ''prôtos'' "pertama, sebelum"). [[Persatuan Kimia Murni dan Terapan Internasional|IUPAC]] mengonfirmasi penamaan ini pada tahun 1949.<ref name="CRC" /><ref name="g1251">[[#Greenwood|Greenwood]], hlm. 1251</ref> Penemuan protaktinium menyelesaikan salah satu celah terakhir dalam versi awal tabel periodik, yang diusulkan oleh Mendeleev pada tahun 1869, dan membuat para ilmuwan yang terlibat menjadi terkenal.<ref>Shea, William R. (1983) [https://books.google.com/books?id=W7xyvXc-hgEC&pg=PA213 Otto Hahn and the rise of nuclear physics], Springer, hlm. 213, {{ISBN|90-277-1584-X}}.</ref>
[[Aristid von Grosse]] memroduksi 2 miligram Pa<sub>2</sub>O<sub>5</sub> pada tahun 1927,<ref>{{cite journal|author = von Grosse, Aristid |title = Das Element 91; seine Eigenschaften und seine Gewinnung |pages = 233–245|journal = [[Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft]]|doi = 10.1002/cber.19280610137|volume = 61|issue = 1|date = 1928}}</ref> dan pada tahun 1934 pertama kali mengisolasi protaktinium elemental dari 0,1 miligram Pa<sub>2</sub>O<sub>5</sub>.<ref>{{cite journal|doi = 10.1002/ange.19340473706|title = Die technische Gewinnung des Protactiniums|date = 1934|last1 = Graue|first1 = G.|last2 = Käding|first2 = H.|journal = [[Angewandte Chemie]]|volume = 47|issue = 37|pages = 650–653|bibcode = 1934AngCh..47..650G}}</ref> Dia menggunakan dua prosedur berbeda: yang pertama, protaktinium oksida disinari oleh elektron 35 keV dalam ruang hampa. Dalam metode lain, yang disebut [[proses van Arkel–de Boer]], oksida itu diubah secara kimiawi menjadi [[halida]] ([[klorida]], [[bromida]], atau [[iodida]]) dan kemudian direduksi dalam ruang hampa dengan filamen logam yang dipanaskan secara elektrik:<ref name="CRC" /><ref>{{cite journal| last1=Grosse| first1=A. V.| journal=[[Journal of the American Chemical Society]]| volume=56|pages=2200–2201| date=1934| doi=10.1021/ja01325a508| issue=10| title=Metallic Element 91}}</ref>
: 2 PaI<sub>5</sub> → 2 Pa + 5 I<sub>2</sub>
Pada tahun 1961, [[Otoritas Energi Atom Britania Raya]] (UKAEA) memroduksi 127 gram protaktinium-231 murni 99,9% dengan mengolah 60 ton bahan limbah dalam proses 12 tahap, dengan biaya sekitar AS$500.000.<ref name="CRC" /><ref name="Myasoedov" /> Selama bertahun-tahun, ini adalah satu-satunya pasokan protaktinium yang signifikan di dunia, yang diberikan ke berbagai laboratorium untuk studi ilmiah.<ref name="Emsley" /> [[Laboratorium Nasional Oak Ridge]] di A.S. menyediakan protaktinium dengan biaya sekitar AS$280/gram.<ref>{{cite web |url=https://periodic.lanl.gov/91.shtml |title=Periodic Table of Elements: Protactinium |access-date=11 Juni 2023 |publisher=[[Laboratorium Nasional Los Alamos]] |url-status=dead<!-- informasi kemudian dihapus --> |archive-url=https://web.archive.org/web/20110928025549/http://periodic.lanl.gov/91.shtml |archive-date=28 September 2011}}</ref>
==Isotop==<!-- Bagian ini ditautkan dari [[uranium]] -->
{{Utama|Isotop protaktinium}}
Dua puluh sembilan [[radionuklida|radioisotop]] protaktinium telah ditemukan, yang paling stabil adalah <sup>231</sup>Pa dengan [[waktu paruh]] 32.760 tahun, <sup>233</sup>Pa dengan waktu paruh 27 hari, dan <sup>230</sup>Pa dengan waktu paruh 17,4 hari. Semua isotop yang tersisa memiliki waktu paruh lebih pendek dari 1,6 hari, dan sebagian besar memiliki waktu paruh kurang dari 1,8 detik. Protaktinium juga memiliki dua [[isomer nuklir]], <sup>217m</sup>Pa (waktu paruh 1,2 milidetik) dan <sup>234m</sup>Pa (waktu paruh 1,17 menit).<ref name="nubase">{{NUBASE 2003}}</ref>
[[Peluruhan radioaktif#Mode peluruhan|Mode peluruhan]] utama untuk isotop yang paling stabil, <sup>231</sup>Pa, dan yang lebih ringan (<sup>211</sup>Pa hingga <sup>231</sup>Pa) adalah [[peluruhan alfa]], menghasilkan [[isotop aktinium]]. Mode utama untuk isotop yang lebih berat (<sup>232</sup>Pa hingga <sup>239</sup>Pa) adalah [[peluruhan beta]], menghasilkan [[isotop uranium]].<ref name="nubase" />
===Fisi nuklir===
Isotop berumur paling panjang dan paling melimpah, <sup>231</sup>Pa, dapat difisi dari [[Suhu neutron#Cepat|neutron cepat]] melebihi ~1 M[[Elektronvolt|eV]].<ref>{{cite journal |last1=Grosse |first1=A. v. |last2=Booth |first2=E. T. |last3=Dunning |first3=J. R. |title=The Fission of Protactinium (Element 91) |journal=Physical Review |date=15 August 1939 |volume=56 |issue=4 |page=382 |doi=10.1103/PhysRev.56.382 |bibcode=1939PhRv...56..382G |url=https://journals.aps.org/pr/pdf/10.1103/PhysRev.56.382 |access-date=11 Juni 2023}}</ref> <sup>233</sup>Pa, isotop lain dari protaktinium yang diproduksi dalam reaktor nuklir, juga memiliki ambang fisi 1 MeV.<ref>{{cite journal |last1=Tovesson |first1=F. |last2=Hambsch |first2=F.-J |last3=Oberstedt |first3=A. |last4=Fogelberg |first4=B. |last5=Ramström |first5=E. |last6=Oberstedt |first6=S. |title=The Pa-233 Fission Cross Section |journal=Journal of Nuclear Science and Technology |date=Agustus 2002 |volume=39 |issue=sup2 |pages=210–213 |doi=10.1080/00223131.2002.10875076 |bibcode=2002JNST...39Q.210T |s2cid=91866777 |url=https://www.tandfonline.com/doi/pdf/10.1080/00223131.2002.10875076 |access-date=11 Juni 2023}}</ref>
==Keterjadian==
Protaktinium adalah salah satu unsur alami yang paling langka dan paling mahal. Ia ditemukan dalam bentuk dua isotop – <sup>231</sup>Pa dan <sup>234</sup>Pa, dengan isotop <sup>234</sup>Pa terjadi dalam dua keadaan energi yang berbeda. Hampir semua protaktinium alami adalah protaktinium-231. Ia adalah [[Partikel alfa|pemancar alfa]] dan dibentuk oleh peluruhan uranium-235, sedangkan protaktinium-234 yang [[partikel beta|memancarkan beta]] dihasilkan sebagai hasil [[:Berkas:Decay chain(4n+2, Uranium series).PNG|peluruhan uranium-238]]. Hampir semua uranium-238 (99,8%) meluruh terlebih dahulu menjadi isomer <sup>234m</sup>Pa yang berumur lebih pendek.<ref name="ANL">[http://www.ead.anl.gov/pub/doc/protactinium.pdf Protaktinium] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20080307023843/http://www.ead.anl.gov/pub/doc/protactinium.pdf |date=7 Maret 2008 }}, Laboratorium Nasional Argonne, Human Health Fact Sheet, Agustus 2005</ref>
Protaktinium terjadi dalam [[uraninit]] (''pitchblende'') pada konsentrasi sekitar 0,3–3 [[Notasi bagian per|bagian]] <sup>231</sup>Pa per juta bagian (ppm) bijih.<ref name="Emsley" /> Meskipun konten biasa mendekati 0,3 ppm<ref name="brit" /> (misalnya di [[Jáchymov]], [[Ceko|Republik Ceko]]<ref>{{cite journal|last1=Grosse|first1=A. V.|last2=Agruss|first2=M. S.|journal=[[Journal of the American Chemical Society]]|volume=56|pages=2200|date=1934|doi=10.1021/ja01325a507|issue=10|title=The Isolation of 0.1 Gram of the Oxide of Element 91 (Protactinium)}}</ref>), beberapa bijih dari [[Republik Demokratik Kongo]] memiliki sekitar 3 ppm.<ref name="CRC" /> Protaktinium tersebar secara homogen di sebagian besar bahan alami dan di air, tetapi pada konsentrasi yang jauh lebih rendah sekitar satu bagian per triliun, yang sesuai dengan radioaktivitasnya sebesar 0,1 pCi/g. Ada sekitar 500 kali lebih banyak protaktinium dalam partikel tanah berpasir daripada dalam air, bahkan air yang ada dalam sampel tanah yang sama. Rasio yang jauh lebih tinggi dari 2.000 ke atas diukur dalam tanah [[geluh]] dan lempung, seperti [[bentonit]].<ref name="ANL" /><ref>Cornelis, Rita (2005) [https://books.google.com/books?id=1PmjurlE6KkC&pg=PA520 Handbook of elemental speciation II: species in the environment, food, medicine & occupational health, Vol. 2], John Wiley and Sons, hlm. 520–521, {{ISBN|0-470-85598-3}}.</ref>
===Dalam reaktor nuklir===
Dua isotop protaktinium utama, <sup>231</sup>Pa dan <sup>233</sup>Pa, dihasilkan dari torium dalam [[reaktor nuklir]]; keduanya tidak diinginkan dan biasanya dihilangkan, sehingga menambah kerumitan desain dan operasi reaktor. Secara khusus, <sup>232</sup>Th melalui reaksi (''n'',2''n'') menghasilkan <sup>231</sup>Th yang dengan cepat (waktu paruh 25,5 jam) meluruh menjadi <sup>231</sup>Pa. Isotop terakhir, meski bukan limbah transuranik, memiliki waktu paruh yang panjang selama 32.760 tahun dan merupakan kontributor utama [[Radiasi pengion#Efek kesehatan|radiotoksisitas]] jangka panjang dari bahan bakar nuklir bekas.<ref name="b1" />
Protaktinium-233 terbentuk setelah [[Tangkapan neutron|penangkapan neutron]] oleh <sup>232</sup>Th. Ia selanjutnya meluruh menjadi uranium-233 atau menangkap neutron lain dan mengubahnya menjadi uranium-234 nonfisil.<ref>{{cite book|author=Hébert, Alain|title=Applied Reactor Physics|url=https://books.google.com/books?id=sibA5ECQ8LoC&pg=PA265|date=July 2009|publisher=Presses inter Polytechnique|isbn=978-2-553-01436-9|page=265}}</ref> <sup>233</sup>Pa memiliki waktu paruh yang relatif panjang yaitu 27 hari dan [[penampang lintang (fisika)|penampang lintang]] yang tinggi untuk penangkapan neutron (disebut "[[racun neutron]]"). Jadi, alih-alih meluruh dengan cepat menjadi <sup>233</sup>U yang berguna, sebagian kecil <sup>233</sup>Pa yang signifikan diubah menjadi isotop nonfisil dan mengonsumsi neutron, menurunkan [[ekonomi neutron|efisiensi reaktor]]. Untuk menghindari hal ini, <sup>233</sup>Pa diekstraksi dari zona aktif [[reaktor garam cair]] torium selama pengoperasiannya, sehingga hanya meluruh menjadi <sup>233</sup>U. Hal ini dicapai dengan menggunakan kolom [[bismut]] cair setinggi beberapa meter dengan [[litium]] terlarut di dalamnya. Dalam skenario yang disederhanakan, litium secara selektif mereduksi garam protaktinium menjadi logam protaktinium yang kemudian diekstraksi dari siklus garam cair, dan bismut hanyalah pembawa. Ia dipilih karena [[titik lebur]]nya yang rendah (271 °C), tekanan uapnya yang rendah, kelarutannya yang baik untuk litium dan aktinida, dan ia tidak bercampur dengan [[halida]] cair.<ref name="b1">Groult, Henri (2005) [https://books.google.com/books?id=dR2DA50PUV4C&pg=PA562 Fluorinated materials for energy conversion], Elsevier, hlm. 562–565, {{ISBN|0-08-044472-5}}.</ref>
==Persiapan==
[[Berkas:Uraninite-39029.jpg|thumb|right|upright|Protaktinium terjadi pada bijih [[uraninit]].]]
Sebelum munculnya [[reaktor nuklir]], protaktinium dipisahkan untuk percobaan ilmiah dari bijih uranium. Saat ini, ia sebagian besar diproduksi sebagai produk intermediat [[fisi nuklir]] dalam reaktor suhu tinggi torium (waktu yang diberikan adalah waktu paruh):
:<chem>^{232}_{90}Th + ^{1}_{0}n -> ^{233}_{90}Th ->[\beta^-][22,3\ \ce{mnt}] ^{233}_{91}Pa ->[\beta^-][26,967\ \ce{hri}] ^{233}_{92}U</chem>
Isotop protaktinium-231 dapat dibuat dengan meradiasi torium-230 dengan [[Suhu neutron#Lambat|neutron lambat]], mengubahnya menjadi torium-231 yang mengalami peluruhan beta, atau dengan menyinari torium-232 dengan [[Suhu neutron#Cepat|neutron cepat]], menghasilkan torium-231 dan 2 neutron.
Logam protaktinium dapat dibuat dengan mereduksi [[fluorida]]nya dengan [[kalsium]],<ref name="exp">{{cite journal|last1=Marples|first1=J. A. C.|title=On the thermal expansion of protactinium metal|journal=[[Acta Crystallographica]]|volume=18|pages=815–817|date=1965|doi=10.1107/S0365110X65001871|issue=4}}</ref> [[litium]] atau [[barium]] pada suhu 1300–1400 °C.<ref name="super" /><ref name="pao2" />
==Sifat fisik dan kimia==
Protaktinium adalah sebuah [[aktinida]] yang terletak pada [[tabel periodik]] di sebelah kiri [[uranium]] dan di sebelah kanan [[torium]], dan banyak sifat fisiknya berada di antara kedua aktinida tersebut. Jadi, protaktinium lebih padat dan kaku dari torium tetapi lebih ringan dari uranium, dan [[titik lebur]]nya lebih rendah dari torium dan lebih tinggi dari uranium. [[Pemuaian|Ekspansi termal]], [[Resistivitas dan konduktivitas listrik|konduktivitas listrik]] dan [[konduktivitas termal|termal]] dari ketiga unsur ini sebanding dan tipikal [[logam miskin|logam pascatransisi]]. Perkiraan [[modulus geser]] protaktinium mirip dengan [[titanium]].<ref>Seitz, Frederick dan Turnbull, David (1964) [https://books.google.com/books?id=F9V3a-0V3r8C&pg=PA289 Solid state physics: advances in research and applications], Academic Press, hlm. 289–291, {{ISBN|0-12-607716-9}}.</ref> Protaktinium adalah logam dengan kilau abu-abu keperakan yang diawetkan untuk beberapa waktu di udara.<ref name="CRC">{{cite book |author = Hammond, C. R. |title = The Elements, in Handbook of Chemistry and Physics |edition = 81 |publisher = CRC press |isbn = 978-0-8493-0485-9 |date = 29 Juni 2004 |url-access = registration |url = https://archive.org/details/crchandbookofche81lide }}</ref><ref name="Myasoedov">{{cite book |last1=Myasoedov |first1=B. F. |last2=Kirby |first2=H. W.|last3=Tananaev |first3=I. G. |title=The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements |s2cid=93796247 |editor1-first=L. R. |editor1-last=Morss |editor2-first=N. M. |editor2-last=Edelstein |editor3-first=J. |editor3-last=Fuger |journal=The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements |edition=3 |date=2006 |publisher=Springer |location=Dordrecht, Belanda |chapter=Chapter 4: Protactinium |isbn=978-1-4020-3555-5|bibcode=2011tcot.book.....M |doi=10.1007/978-94-007-0211-0 }}</ref> Protaktinium mudah bereaksi dengan [[oksigen]], uap air, dan asam, tetapi tidak dengan alkali.<ref name="Emsley" />
Pada suhu kamar, protaktinium mengkristal dalam struktur [[Sistem kristal tetragon|tetragon]] berpusat-badan yang dapat dianggap sebagai kisi kubus berpusat-badan (''bcc'') yang terdistorsi; struktur ini tidak berubah pada kompresi hingga 53 GPa. Strukturnya berubah menjadi kubus berpusat-muka (''fcc'') setelah didinginkan dari suhu tinggi, sekitar 1200 °C.<ref name="exp" /><ref>Young, David A. (1991) [https://books.google.com/books?id=F2HVYh6wLBcC&pg=PA222 Diagram fase unsur kimia], University of California Press, hlm. 222, {{ISBN|0-520-07483-1}}.</ref> Koefisien ekspansi termal fase tetragon antara suhu kamar dan 700 °C adalah 9,9{{e|-6}}/°C.<ref name="exp" />
Protaktinium bersifat [[paramagnetisme|paramagnetik]] dan tidak ada transisi magnetik yang diketahui pada suhu berapa pun.<ref>Buschow, K. H. J. (2005) [https://books.google.com/books?id=N9mvytGEBtwC&pg=PA129 Ensiklopedia ringkas bahan magnetik dan superkonduktor], Elsevier, hlm. 129–130, {{ISBN|0-08-044586-1}}.</ref> Ia menjadi [[Superkonduktivitas|superkonduktif]] pada suhu di bawah 1,4 K.<ref name="Emsley" /><ref name="super">{{cite journal| display-authors =4| author =Fowler, R. D. |title = Superconductivity of Protactinium| journal = [[Physical Review Letters]]| volume = 15 |page = 860|date = 1965| doi = 10.1103/PhysRevLett.15.860| bibcode=1965PhRvL..15..860F| issue =22| last2 =Matthias| first2 =B.| last3 =Asprey| first3 =L.| last4 =Hill| first4 =H.| last5 =Lindsay| first5 =J.| last6 =Olsen| first6 =C.| last7 =White| first7 =R.}}</ref> Protaktinium tetraklorida bersifat paramagnetik pada suhu kamar tetapi berubah menjadi [[feromagnetisme|feromagnetik]] saat didinginkan hingga 182 K.<ref>{{cite journal|last1=Hendricks|first1=M. E.|title=Magnetic Properties of Protactinium Tetrachloride|journal=[[Journal of Chemical Physics]]|volume=55|pages=2993–2997|date=1971|doi=10.1063/1.1676528|issue=6|bibcode = 1971JChPh..55.2993H }}</ref>
Protaktinium eksis dalam dua [[bilangan oksidasi|keadaan oksidasi]] utama, +4 dan +5, baik dalam padatan maupun larutan, dan keadaan +3 dan +2 diamati dalam beberapa fase padat. Karena konfigurasi elektron atom netral protaktinium adalah [Rn]5f<sup>2</sup>6d<sup>1</sup>7s<sup>2</sup>, keadaan oksidasi +5 sesuai dengan konfigurasi 5f<sup>0</sup> berenergi rendah (dan dengan demikian disukai). Keadaan +4 dan +5 dengan mudah membentuk [[hidroksida]] dalam air dengan ion utamanya adalah Pa(OH)<sup>3+</sup>, {{chem|Pa(OH)|2|2+}}, {{chem|Pa(OH)|3|+}}, dan Pa(OH)<sub>4</sub>, semuanya nirwarna.<ref name="g1265">[[#Greenwood|Greenwood]], hlm. 1265</ref> Ion protaktinium lain yang dikenal meliputi {{chem|PaCl|2|2+}}, {{chem|PaSO|4|2+}}, PaF<sup>3+</sup>, {{chem|PaF|2|2+}}, {{chem|PaF|6|-}}, {{chem|PaF|7|2-}}, dan {{chem|PaF|8|3-}}.<ref name="g1275">[[#Greenwood|Greenwood]], hlm. 1275</ref><ref name="trif" />
==Senyawa kimia==
{| Class = "wikitable" style = "text-align: center"
! Rumus
! warma
! simetri
! [[grup ruang]]
! No
! [[Simbol Pearson|lambang Pearson]]
! ''a'' (pm)
! ''b'' (pm)
! ''c'' (pm)
! ''Z''
! densitas (g/cm<sup>3</sup>)
|-
| Pa
| abu-abu keperakan
| [[Sistem kristal tetragon|tetragon]]<ref name="str" />
| I4/mmm
| 139
| tI2
| 392,5
| 392,5
| 323,8
| 2
| 15,37
|-
| PaO
|
| garam-batu<ref name="pao2">{{cite journal|doi = 10.1021/ja01652a011|date = 1954|last1 = Sellers|first1 = Philip A.|last2 = Fried|first2 = Sherman|last3 = Elson|first3 = Robert E.|last4 = Zachariasen|first4 = W. H.|journal = [[Journal of the American Chemical Society]]|volume = 76|pages = 5935|title = The Preparation of Some Protactinium Compounds and the Metal|issue = 23|url = https://digital.library.unt.edu/ark:/67531/metadc172625/}}</ref>
| Fm{{overline|3}}m
| 225
| cF8
| 496,1
|
|
| 4
| 13,44
|-
| [[Protaktinium(IV) oksida|PaO<sub>2</sub>]]
| hitam
| ''fcc''<ref name="pao2" />
| Fm{{overline|3}}m
| 225
| cF12
| 550,5
|
|
| 4
| 10,47
|-
| [[Protaktinium(V) oksida|Pa<sub>2</sub>O<sub>5</sub>]]
| putih
|
| Fm{{overline|3}}m<ref name="pao2" />
| 225
| cF16
| 547,6
| 547,6
| 547,6
| 4
| 10,96
|-
| Pa<sub>2</sub>O<sub>5</sub>
| putih
| ortorombus<ref name="pao2" />
|
|
|
| 692
| 402
| 418
|
|
|-
| PaH<sub>3</sub>
| hitam
| kubus<ref name="pao2" />
| Pm{{overline|3}}n
| 223
| cP32
| 664,8
| 664,8
| 664,8
| 8
| 10,58
|-
| PaF<sub>4</sub>
| coklat kemerahan
| [[Sistem kristal monoklinik|monoklinik]]<ref name="pao2" />
| C2/c
| 15
| mS60
|
|
|
| 2
|
|-
| PaCl<sub>4</sub>
| hijau kekuningan
| tetragon<ref>{{cite journal|journal=[[Journal of the Chemical Society, Dalton Transactions]]|date=1973|title=Structural parameters and unit cell dimensions for the tetragonal actinide tetrachlorides(Th, Pa, U, and Np) and tetrabromides (Th and Pa)|pages=686–691|author=Brown D.|author2=Hall T.L.|author3=Moseley P.T|doi=10.1039/DT9730000686|issue=6}}</ref>
| I4<sub>1</sub>/amd
| 141
| tI20
| 837,7
| 837,7
| 748,1
| 4
| 4,72
|-
| PaBr<sub>4</sub>
| coklat
| tetragon<ref name="pabr4">{{cite journal|display-authors=4|last1=Tahri|first1=Y.|last2=Chermette|first2=H.|last3=El Khatib|first3=N.|last4=Krupa|first4=J.|last5=Simoni|first5=E.|title=Electronic structures of thorium and protactinium halide clusters of [ThX8]4− type|journal=[[Journal of the Less Common Metals]]|volume=158|pages=105–116|date=1990|doi=10.1016/0022-5088(90)90436-N}}</ref><ref name="pabr5b" />
| I4<sub>1</sub>/amd
| 141
| tI20
| 882,4
| 882,4
| 795,7
|
|
|-
| [[Protaktinium(V) klorida|PaCl<sub>5</sub>]]
| kuning
| monoklinik<ref name="pacl5">{{cite journal|doi=10.1107/S0365110X67000155|last1=Dodge|first1=R. P.|last2=Smith|first2=G. S.|last3=Johnson|first3=Q.|last4=Elson|first4=R. E.|title=The crystal structure of protactinium pentachloride|journal=[[Acta Crystallographica]]|date=1967|volume=22|pages=85–89}}</ref>
| C2/c
| 15
| mS24
| 797
| 1135
| 836
| 4
| 3,74
|-
| PaBr<sub>5</sub>
| merah
| monoklinik<ref name="pabr5b" /><ref name="pabr5">{{cite journal|last1=Brown|first1=D.|last2=Petcher|first2=T. J.|last3=Smith|first3=A. J.|title=The crystal structure of β-protactinium pentabromide|journal=[[Acta Crystallographica B]]|volume=25|pages=178|date=1969|doi=10.1107/S0567740869007357|issue=2}}</ref>
| P2<sub>1</sub>/c
| 14
| mP24
| 838,5
| 1120,5
| 1214,6
| 4
| 4,98
|-
| PaOBr<sub>3</sub>
|
| monoklinik<ref name="pabr5b" />
| C2
|
|
| 1691,1
| 387,1
| 933,4
|
|
|-
| Pa(PO<sub>3</sub>)<sub>4</sub>
|
| ortorombus<ref name="papo3">{{cite journal|doi=10.1016/j.jssc.2004.08.009|last1=Brandel|first1=V.|date=2004|pages=4743|volume=177|journal=[[Journal of Solid State Chemistry]]|last2=Dacheux|first2=N. |title=Chemistry of tetravalent actinide phosphates—Part I|issue=12|bibcode = 2004JSSCh.177.4743B }}</ref>
|
|
|
| 696,9
| 895,9
| 1500,9
|
|
|-
| Pa<sub>2</sub>P<sub>2</sub>O<sub>7</sub>
|
| kubus<ref name="papo3" />
| Pa3
|
|
| 865
| 865
| 865
|
|
|-
| Pa(C<sub>8</sub>H<sub>8</sub>)<sub>2</sub>
| kuning keemasan
| monoklinik<ref name="cene">{{cite journal|doi=10.1021/ic50136a011|last1=Starks|date=1974|first1=David F.|pages=1307|volume=13|last2=Parsons|journal=[[Inorganic Chemistry (journal)|Inorganic Chemistry]]|first2=Thomas C.|last3=Streitwieser|first3=Andrew|last4=Edelstein|first4=Norman|title=Bis(π-cyclooctatetraene) protactinium|issue=6|author-link3=Andrew Streitwieser}}</ref>
|
|
|
| 709
| 875
| 1062
|
|
|}
Di sini ''a'', ''b'' dan ''c'' adalah konstanta kisi dalam pikometer, No adalah nomor grup ruang dan ''Z'' adalah jumlah [[unit formula]] per [[sel unit]]; ''fcc'' adalah singkatan dari simetri [[Sistem kristal kubik|kubus berpusat-muka]] (''face-centered cubic''). Densitas tidak diukur secara langsung tetapi dihitung dari parameter kisi.
===Oksida dan garam yang mengandung oksigen===
Oksida protaktinium dikenal dengan keadaan oksidasi logam +2, +4 dan +5. Yang paling stabil adalah pentoksida putih [[Protaktinium(V) oksida|Pa<sub>2</sub>O<sub>5</sub>]], yang dapat diproduksi dengan menyalakan protaktinium(V) hidroksida di udara pada suhu 500 °C.<ref name="g1268">[[#Greenwood|Greenwood]], hlm. 1268</ref> Struktur kristalnya berbentuk kubus, dan komposisi kimianya seringkali nonstoikiometrik, digambarkan sebagai PaO<sub>2.25</sub>. Fase lain dari oksida ini dengan simetri ortorombus juga telah dilaporkan.<ref name="pao2" /><ref name="pacl4b" /> Dioksida hitam [[Protaktinium(IV) oksida|PaO<sub>2</sub>]] diperoleh dari pentoksida dengan mereduksinya pada suhu 1550 °C dengan hidrogen. Ia tidak mudah larut dalam [[asam klorida]], [[asam sulfat|sulfat]], atau [[asam nitrat|nitrat]] encer atau pekat, tetapi mudah larut dalam [[asam fluorida]].<ref name="pao2" /> Dioksida ini dapat diubah kembali menjadi pentoksida dengan memanaskan dalam atmosfer yang mengandung oksigen hingga suhu 1100 °C.<ref name="pacl4b">{{cite journal|last1=Elson|first1=R.|last2=Fried|first2=Sherman|last3=Sellers|first3=Philip|last4=Zachariasen|first4=W. H.|title=The tetravalent and pentavalent states of protactinium|journal=[[Journal of the American Chemical Society]]|volume=72|pages=5791|date=1950|doi=10.1021/ja01168a547|issue=12}}</ref> Monoksida PaO hanya teramati sebagai lapisan tipis pada logam protaktinium, tetapi tidak dalam bentuk curah yang terisolasi.<ref name="pao2" />
Protaktinium membentuk oksida biner campuran dengan berbagai logam. Dengan logam alkali ''A'', kristalnya memiliki rumus kimia APaO<sub>3</sub> dan [[Perovskit (struktur)|struktur perovskit]], atau A<sub>3</sub>PaO<sub>4</sub> dan struktur garam-batu terdistorsi, atau A<sub>7</sub>PaO<sub>6</sub> di mana atom oksigen membentuk kisi heksagon padat. Dalam semua bahan ini, ion protaktinium terkoordinasi secara oktahedron.<ref name="g1269">[[#Greenwood|Greenwood]], hlm. 1269</ref><ref>{{cite journal|doi=10.1107/S056774087100284X|last1=Iyer|first1=P. N.|date=1971|pages=731|volume=27|journal=[[Acta Crystallographica B]]|last2=Smith|first2=A. J.|title=Double oxides containing niobium, tantalum or protactinium. IV. Further systems involving alkali metals|issue=4}}</ref> Pentoksida Pa<sub>2</sub>O<sub>5</sub> bergabung dengan oksida logam tanah jarang R<sub>2</sub>O<sub>3</sub> untuk membentuk berbagai oksida campuran nonstoikiometrik, juga berstruktur perovskit.<ref>{{cite journal|last1=Iyer|first1=P. N.|last2=Smith|first2=A. J.|title=Double oxides containing niobium, tantalum, or protactinium. III. Systems involving the rare earths|journal=[[Acta Crystallographica]]|volume=23|pages=740|date=1967|doi=10.1107/S0365110X67003639|issue=5}}</ref>
Oksida protaktinium bersifat [[oksida basa|basa]]; mereka dengan mudah diubah menjadi hidroksida dan dapat membentuk berbagai garam, seperti [[sulfat]], [[fosfat]], [[nitrat]], dll. Garam nitrat biasanya berwarna putih tetapi dapat menjadi coklat karena dekomposisi [[radiolisis|radiolitis]]. Pemanasan nitrat di udara pada suhu 400 °C mengubahnya menjadi protaktinium pentoksida putih.<ref name="target" /> Politrioksofosfat Pa(PO<sub>3</sub>)<sub>4</sub> dapat diproduksi dengan mereaksikan difluorida sulfat PaF<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> dengan [[asam fosfat]] (H<sub>3</sub>PO<sub>4</sub>) di bawah atmosfer gas lengai. Memanaskan produk hingga sekitar 900 °C menghilangkan produk sampingan reaksi seperti [[asam fluorida]], [[belerang trioksida]], dan fosfat anhidrida. Memanaskannya ke suhu yang lebih tinggi dalam atmosfer lengai akan mengurai Pa(PO<sub>3</sub>)<sub>4</sub> menjadi difosfat PaP<sub>2</sub>O<sub>7</sub>, yang analog dengan difosfat aktinida lainnya. Dalam difosfat, gugus PO<sub>3</sub> membentuk piramida simetri C<sub>2v</sub>. Memanaskan PaP<sub>2</sub>O<sub>7</sub> di udara hingga suhu 1400 °C akan menguraikannya menjadi pentoksida fosforus dan protaktinium.<ref name="papo3" />
===Halida===
Protaktinium (V) fluorida membentuk kristal putih di mana ion protaktinium tersusun dalam bipiramida pentagon dan [[Bilangan koordinasi|dikoordinasikan]] oleh 7 ion lainnya. Koordinasinya sama pada protaktinium(V) klorida, tetapi warnanya kuning. Koordinasinya berubah menjadi oktahedron pada protaktinium(V) bromida berwarna coklat dan tidak diketahui pada protaktinium(V) iodida. Koordinasi protaktinium pada semua tetrahalidanya adalah 8, tetapi susunannya antiprismatik persegi pada protaktinium(IV) fluorida dan dodekahedron pada protaktinium(IV) klorida dan bromida. Protaktinium(III) iodida berwarna coklat telah dilaporkan di mana ion protaktinium berkoordinasi 8 dalam susunan prismatik trigonal tertutup ganda.<ref name="g1270">[[#Greenwood|Greenwood]], hlm. 1270</ref>
[[Berkas:PaCl5.svg|thumb|right|Koordinasi atom protaktinium (lingkaran hitam) dan atom halogen (lingkaran putih) dalam protaktinium(V) fluorida atau klorida.]]
Protaktinium(V) fluorida dan protaktinium(V) klorida memiliki struktur polimer dengan simetri monoklinik. Di sana, dalam satu rantai polimer, semua atom halida terletak pada satu bidang seperti grafit dan membentuk pentagon planar di sekitar ion protaktinium. Koordinasi 7 protaktinium berasal dari 5 atom halida dan dua ikatan atom protaktinium milik rantai terdekat. Senyawa ini mudah terhidrolisis dalam air.<ref name="g1271" /> Protaktinium pentaklorida melebur pada suhu 300 °C dan menyublim pada suhu yang lebih rendah lagi.
Protaktinium(V) fluorida dapat dibuat dengan mereaksikan protaktinium oksida dengan [[bromin pentafluorida]] atau [[bromin trifluorida]] pada suhu sekitar 600 °C, dan protaktinium(IV) fluorida diperoleh dari protaktinium oksida dan campuran hidrogen dan [[hidrogen fluorida]] pada suhu 600 °C; surplus besar hidrogen diperlukan untuk menghilangkan kebocoran oksigen atmosfer ke dalam reaksi.<ref name="pao2" />
Protaktinium(V) klorida dibuat dengan mereaksikan protaktinium oksida dengan [[karbon tetraklorida]] pada suhu 200–300 °C.<ref name="pao2" /> Produk sampingan (seperti PaOCl<sub>3</sub>) dihilangkan dengan sublimasi fraksional.<ref name="pacl5" /> Reduksi protaktinium(V) klorida dengan hidrogen pada suhu sekitar 800 °C akan menghasilkan protaktinium(IV) klorida – sebuah padatan kuning kehijauan yang menyublim dalam ruang hampa pada suhu 400 °C; ia juga dapat diperoleh langsung dari protaktinium dioksida dengan mengolahnya dengan karbon tetraklorida pada suhu 400 °C.<ref name="pao2" />
Protaktinium bromida diproduksi oleh aksi [[aluminium bromida]], [[hidrogen bromida]], [[karbon tetrabromida]], atau campuran hidrogen bromida dan [[tionil bromida]] pada protaktinium oksida. Reaksi alternatif adalah antara protaktinium pentaklorida dan hidrogen bromida atau tionil bromida.<ref name="pao2" /> Protaktinium(V) bromida memiliki dua bentuk monoklinik yang serupa, satu diperoleh dengan sublimasi pada suhu 400–410 °C dan yang lainnya dengan sublimasi pada suhu yang sedikit lebih rendah pada suhu 390–400 °C.<ref name="pabr5b">{{cite journal|doi=10.1038/217737a0|last1=Brown|first1=D.|last2=Petcher|first2=T. J.|last3=Smith|first3=A. J.|title=Crystal Structures of some Protactinium Bromides|date=1968|pages=737|volume=217|journal=[[Nature]]|issue=5130|bibcode = 1968Natur.217..737B |s2cid=4264482}}</ref><ref name="pabr5" />
Protaktinium iodida dihasilkan dari protaktinium oksida dan [[aluminium iodida]] atau [[amonium iodida]] yang dipanaskan hingga suhu 600 °C.<ref name="pao2" /> Protaktinium(III) iodida diperoleh dengan memanaskan protaktinium(V) iodida dalam ruang hampa.<ref name="g1271" /> Seperti oksida, protaktinium membentuk halida campuran dengan logam alkali. Di antaranya, yang paling tidak biasa adalah Na<sub>3</sub>PaF<sub>8</sub> di mana ion protaktinium secara simetris dikelilingi oleh 8 ion F<sup>−</sup> yang membentuk kubus hampir sempurna.<ref name="g1275" />
Protaktinium fluorida yang lebih kompleks juga telah dikenal seperti Pa<sub>2</sub>F<sub>9</sub><ref name="g1271">[[#Greenwood|Greenwood]], hlm. 1271</ref> dan fluorida terner dari jenis MPaF<sub>6</sub> (M = Li, Na, K, Rb, Cs, atau NH<sub>4</sub>), M<sub>2</sub>PaF<sub>7</sub> (M = K, Rb, Cs, atau NH<sub>4</sub>) dan M<sub>3</sub>PaF<sub>8</sub> (M = Li, Na, Rb, Cs), semuanya berupa padatan kristal putih. Rumus MPaF<sub>6</sub> dapat direpresentasikan sebagai kombinasi dari MF dan PaF<sub>5</sub>. Senyawa ini dapat diperoleh dengan menguapkan larutan asam fluorida yang mengandung kedua kompleks ini. Untuk kation alkali yang kecil seperti Na, struktur kristalnya adalah tetragon, sedangkan kation yang lebih besar, K<sup>+</sup>, Rb<sup>+</sup>, Cs<sup>+</sup>, atau NH<sub>4</sub><sup>+</sup>, menjadi ortorfombik. Variasi serupa diamati untuk fluorida M<sub>2</sub>PaF<sub>7</sub>, yaitu simetri kristalnya bergantung pada kation dan dibedakan untuk Cs<sub>2</sub>PaF<sub>7</sub> dan M<sub>2</sub>PaF<sub>7</sub> (M = K, Rb, atau NH<sub>4</sub>).<ref name="trif">{{cite journal|last1=Asprey|first1=L. B.|last2=Kruse|first2=F. H.|last3=Rosenzweig|first3=A.|last4=Penneman|first4=R. A.|title=Synthesis and X-Ray Properties of Alkali Fluoride-Protactinium Pentafluoride Complexes|journal=[[Inorganic Chemistry]]|volume=5|pages=659|date=1966|doi=10.1021/ic50038a034|issue=4}}</ref>
===Senyawa anorganik lainnya===
Oksihalida dan oksisulfida dari protaktinium telah diketahui. PaOBr<sub>3</sub> memiliki struktur monoklinik yang terdiri dari unit rantai ganda dimana protaktinium memiliki koordinasi 7 dan tersusun menjadi bipiramida pentagon. Rantai ini saling berhubungan melalui atom oksigen dan bromin, dan setiap atom oksigen ditautkan dengan tiga atom protaktinium.<ref name="pabr5b" /> PaOS adalah padatan nonvolatil berwarna kuning muda dengan kisi kristal kubik isostruktural dengan oksisulfida aktinida lainnya. Ia diperoleh dengan mereaksikan protaktinium(V) klorida dengan campuran [[hidrogen sulfida]] dan [[karbon disulfida]] pada suhu 900 °C.<ref name="pao2" />
Dalam hidrida dan nitrida, protaktinium memiliki keadaan oksidasi rendah, sekitar +3. Hidridanya diperoleh dengan aksi langsung hidrogen pada logam protaktinium pada suhu 250 °C, dan nitridanya adalah produk amonia dan protaktinium tetraklorida atau pentaklorida. Padatan kuning cerah ini stabil terhadap pemanasan hingga suhu 800 °C dalam ruang hampa. Protaktinium karbida, PaC, dibentuk dengan mereduksi protaktinium tetraklorida dengan barium dalam wadah karbon pada suhu sekitar 1400 °C.<ref name="pao2" /> Protaktinium membentuk [[borohidrida]] yang meliputi Pa(BH<sub>4</sub>)<sub>4</sub>. Ia memiliki struktur polimer yang tidak biasa dengan rantai heliks di mana atom protaktinium memiliki bilangan koordinasi 12 dan dikelilingi oleh enam ion BH<sub>4</sub><sup>−</sup>.<ref name="g1277">[[#Greenwood|Greenwood]], hlm. 1277</ref>
===Senyawa organologam===
[[Berkas:Uranocene-3D-balls.png|thumb|upright|Struktur molekul protaktinosena (Pa(C<sub>8</sub>H<sub>8</sub>)<sub>2</sub>) yang diusulkan]]
Protaktinium(IV) dapat membentuk kompleks tetrahedral tetrakis(siklopentadienil)protaktinium(IV) (atau Pa(C<sub>5</sub>H<sub>5</sub>)<sub>4</sub>) dengan empat cincin [[Kompleks siklopentadienil|siklopentadienil]], yang dapat disintesis dengan mereaksikan protaktinium(IV) klorida dengan leburan Be(C<sub>5</sub>H<sub>5</sub>)<sub>2</sub>. Satu cincin dapat diganti dengan sebuah atom halida.<ref name="g1278">[[#Greenwood|Greenwood]], hlm. 1278–1279</ref> Kompleks organologam lainnya adalah protaktinium bis(π-siklooktatetraena), atau protaktinosena, Pa(C<sub>8</sub>H<sub>8</sub>)<sub>2</sub>, yang strukturnya analog dengan [[uranosena]]. Di sana, atom logam protaktinium terjepit di antara dua ligan [[siklooktatetraena]]. Mirip dengan uranosena, ia dapat dibuat dengan mereaksikan protaktinium tetraklorida dengan dikalium [[siklooktatetraena|siklooktatetraenida]], K<sub>2</sub>C<sub>8</sub>H<sub>8</sub>, dalam [[tetrahidrofuran]].<ref name="cene" />
==Aplikasi==
Meskipun protaktinium terletak pada tabel periodik di antara uranium dan torium, yang keduanya memiliki banyak aplikasi, saat ini protaktinium tidak digunakan di luar penelitian ilmiah karena kelangkaannya, radioaktivitasnya yang tinggi, dan toksisitasnya yang tinggi.<ref name="ANL" />
Protaktinium-231 muncul dari peluruhan uranium-235 alami, dan dalam reaktor nuklir melalui reaksi <sup>232</sup>Th + n → <sup>231</sup>Th + 2n dan [[peluruhan beta]] selanjutnya. Ia pernah dianggap dapat mendukung reaksi berantai nuklir, yang pada prinsipnya dapat digunakan untuk membuat [[senjata nuklir]]: [[fisikawan]] {{Interlanguage link multi|Walter Seifritz|de|3=Walter_Seifritz}} pernah memperkirakan [[massa kritis]] terkait sebesar {{val|750|180|u=kg}}.<ref>Seifritz, Walter (1984) ''Nukleare Sprengkörper – Bedrohung oder Energieversorgung für die Menschheit'', Thiemig-Verlag, {{ISBN|3-521-06143-4}}.</ref> Namun, kemungkinan kekritisan <sup>231</sup>Pa telah dikesampingkan sejak saat itu.<ref>{{cite journal|author=Ganesan, S.|url=http://www.iisc.ernet.in/currsci/sept10/researcharticle.pdf|title=A Re-calculation of Criticality Property of <sup>231</sup>Pa Using New Nuclear Data|journal=[[Current Science]]|year=1999|volume=77|issue=5|pages=667–677|access-date=12 Juni 2023|archive-date=3 Maret 2016|archive-url=https://web.archive.org/web/20160303231501/http://www.iisc.ernet.in/currsci/sept10/researcharticle.pdf|url-status=dead}}</ref>
Dengan munculnya [[spektrometri massa|spektrometer massa]] yang sangat sensitif, aplikasi <sup>231</sup>Pa sebagai pelacak dalam [[geologi]] dan [[paleoseanografi]] menjadi mungkin. Jadi, rasio protaktinium-231 terhadap torium-230 digunakan untuk [[penanggalan radiometrik]] sedimen yang berusia hingga 175.000 tahun dan dalam pemodelan pembentukan mineral.<ref name="brit" /> Secara khusus, evaluasinya dalam sedimen samudra memungkinkan untuk merekonstruksi pergerakan badan air [[Samudra Atlantik#Atlantik Utara|Atlantik Utara]] selama pencairan terakhir dari [[gletser]] [[Zaman es|Zaman Es]].<ref>{{cite journal|doi = 10.1038/nature02494|display-authors = 4|author = McManus, J. F.|author2 = Francois, R.|author3 = Gherardi, J.-M.|author4 = Keigwin, L. D.|author5 = Brown-Leger, S.|name-list-style = amp|title = Collapse and rapid resumption of Atlantic meridional circulation linked to deglacial climate changes|journal = [[Nature]]|date = 2004|volume = 428|issue = 6985|pages = 834–837|pmid = 15103371|url = http://www.seas.harvard.edu/climate/pdf/mcmanus-2004.pdf|bibcode = 2004Natur.428..834M|s2cid = 205210064|access-date = 12 Juni 2023|archive-date = 10 April 2013|archive-url = https://web.archive.org/web/20130410051109/http://www.seas.harvard.edu/climate/pdf/mcmanus-2004.pdf|url-status = dead}}</ref><!--10.1016/S0016-7037(98)00255-5--> Beberapa variasi penanggalan terkait protaktinium bergantung pada analisis konsentrasi relatif untuk beberapa anggota rantai peluruhan uranium yang berumur panjang – uranium, protaktinium, dan torium, misalnya. Unsur-unsur ini memiliki 6, 5, dan 4 elektron valensi dan dengan demikian mendukung keadaan oksidasi +6, +5 dan +4, masing-masing, dan menunjukkan sifat fisik dan kimia yang berbeda. Jadi, torium dan protaktinium, tetapi bukan senyawa uranium, tidak larut dengan baik dalam larutan berair, dan mempresipitasi menjadi sedimen; laju presipitasi torium lebih cepat daripada protaktinium. Selain itu, analisis konsentrasi untuk protaktinium-231 (waktu paruh 32.760 tahun) dan torium-230 (waktu paruh 75.380 tahun) memungkinkan untuk meningkatkan akurasi dibandingkan ketika hanya satu isotop yang diukur; metode isotop ganda ini juga kurang peka terhadap ketidakhomogenan dalam distribusi spasial isotop dan variasi laju presipitasinya.<ref name="brit">Articles "Protactinium" and "Protactinium-231 – thorium-230 dating" in Encyclopædia Britannica, edisi ke-15, 1995, hlm. 737</ref><ref>{{cite journal|last1=Cheng|first1=H.|title=Uranium-thorium-protactinium dating systematics|journal=[[Geochimica et Cosmochimica Acta]]|volume=62|pages=3437|date=1998|doi=10.1016/S0016-7037(98)00255-5|bibcode=1998GeCoA..62.3437C|issue=21–22|last2=Edwards|first2=R.Lawrence|last3=Murrell|first3=M. T.|last4=Benjamin|first4=T. M.}}</ref>
==Pencegahan==
Protaktinium bersifat racun dan sangat radioaktif dan dengan demikian semua manipulasi dilakukan dalam [[kotak sarung tangan]] yang tertutup rapat. Isotop utamanya, <sup>231</sup>Pa, memiliki [[aktivitas spesifik]] sebesar {{convert|0.048|Ci|GBq|lk=on}} per gram dan utamanya memancarkan partikel alfa dengan energi 5 MeV, yang dapat dihentikan oleh lapisan tipis bahan apa pun. Namun, ia perlahan meluruh, dengan waktu paruh 32.760 tahun, menjadi <sup>227</sup>Ac, yang memiliki aktivitas spesifik sebesar {{convert|74|Ci|GBq}} per gram, memancarkan radiasi alfa dan beta, dan memiliki waktu paruh yang jauh lebih pendek, yaitu 22 tahun. <sup>227</sup>Ac, pada gilirannya, meluruh menjadi isotop yang lebih ringan dengan waktu paruh yang lebih pendek dan aktivitas spesifik (SA) yang jauh lebih besar, seperti yang dirangkum dalam tabel di bawah yang menunjukkan rantai peluruhan protaktinium-231.<ref name="ANL" />
{|class="wikitable" style="text-align:center"
!Isotop
|<sup>231</sup>Pa|| <sup>227</sup>Ac|| <sup>227</sup>Th|| <sup>223</sup>Ra|| <sup>219</sup>Rn|| <sup>215</sup>Po||<sup>211</sup>Pb|| <sup>211</sup>Bi || <sup>207</sup>Tl
|-
!SA ([[Curie (satuan)|Ci]]/g)
| 0,048|| 73|| 3,1{{e|4}}|| 5,2{{e|4}}|| 1,3{{e|10}}||3{{e|13}}|| 2,5{{e|7}}|| 4,2{{e|8}}||1,9{{e|8}}
|-
!Peluruhan
|α || α, β||α || α ||α ||α ||β||α, β||β
|-
![[Waktu paruh]]
| 33 [[Kilo-|k]][[Tahun|a]]|| 22 a|| 19 hari|| 11 hari|| 4 dtk|| 1,8 [[Mili-|m]]dtk|| 36 mnt|| 2,1 mnt|| 4,8 mnt
|}
Karena protaktinium hadir dalam jumlah kecil di sebagian besar produk dan bahan alami, ia dapat tertelan dengan makanan atau air dan terhirup dengan udara. Hanya sekitar 0,05% protaktinium yang tertelan diserap ke dalam darah dan sisanya diekskresikan. Dari darah, sekitar 40% protaktinium tersimpan di tulang, sekitar 15% masuk ke hati, 2% ke ginjal, dan sisanya keluar dari tubuh. [[Waktu paruh biologis]] protaktinium adalah sekitar 50 tahun di tulang, sedangkan di organ lain kinetika memiliki komponen cepat dan lambat. Misalnya, 70% protaktinium di hati memiliki waktu paruh biologis 10 hari, dan 30% sisanya selama 60 hari. Nilai yang sesuai untuk ginjal adalah 20% (10 hari) dan 80% (60 hari). Di semua organ ini, protaktinium dapat mengakibatkan kanker melalui radioaktivitasnya.<ref name="ANL" /><ref name="target" /> Dosis maksimum Pa yang aman dalam tubuh manusia adalah {{convert|0.03|µCi|kBq|abbr=on}}, yang setara dengan 0,5 mikrogram <sup>231</sup>Pa.<ref>{{cite book|author = Palshin, E.S. |display-authors = etal|title = Analytical chemistry of protactinium| place =Moscow|publisher = Nauka|date = 1968}}</ref> Konsentrasi maksimum <sup>231</sup>Pa yang diperbolehkan di udara di Jerman adalah {{val|3|e=-4|u=Bq/m<sup>3</sup>}}.<ref name="target">{{cite journal|doi=10.1016/j.nima.2008.02.084|last1=Grossmann|date=2008|first1=R.|pages=122|volume=590|issue=1–3|last2=Maier|journal=[[Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A]] |first2=H.|last3=Szerypo|first3=J.|last4=Friebel|first4=H.|title=Preparation of 231Pa targets|bibcode = 2008NIMPA.590..122G }}</ref>
==Lihat pula==
* [[Ada Hitchins]], yang membantu Soddy menemukan protaktinium
==Referensi==
{{Reflist|35em}}
==Bibliografi==
*{{cite book
|last1=Greenwood |first1=Norman N.
|author-link1=Norman Greenwood
|last2=Earnshaw |first2=Alan
|date=1997
|title=Chemistry of the Elements
|edition=2|ref=Greenwood
|publisher=[[Butterworth-Heinemann|Butterworth–Heinemann]]
|isbn=978-0080379418
}}
==Pranala luar==
{{Commons|Protactinium}}
{{Wiktionary|protaktinium}}
* {{en}} [http://www.periodicvideos.com/videos/091.htm Protaktinium] di ''[[The Periodic Table of Videos]]'' (Universitas Nottingham)
{{Tabel periodik unsur kimia
{{Senyawa protaktinium}}
{{Authority control}}
[[Kategori:Protaktinium| ]]
[[Kategori:Unsur kimia]]
[[Kategori:Unsur kimia dengan struktur tetragon berpusat-badan]]
[[Kategori:Aktinida]]
[[Kategori:Unsur kimia yang diprediksi oleh Dmitri Mendeleev]]
| |||