91. Protactinio

 

Comencemos sin más dilación con el elemento número 91 de la Tabla Periódica: El protactinio. Es el tercero de los actínidos, justo por detrás del actinio y del torio. Es, por lo tanto, un metal pesado, radiactivo y bastante escaso. Bueno, no nos engañemos... es uno de esos raros metales que no conoce ni el Tato.  

Como es el número 91, el protactinio, ya sabes, tiene 91 protones y 91 electrones, además de 140 neutrones en prácticamente el 100% de los átomos (Pa231) que existen en la naturaleza. He dicho “prácticamente” porque también hay Pa234, aunque son tan pocos que prácticamente ni se consideran. Luego están los isótopos de laboratorio. A día de hoy se conocen 28 isótopos, el último de ellos del año 2005. Y no se descarta que se encuentre alguno más. 

Pero antes de crear nuevos isótopos en laboratorio, había que descubrirlo, claro. Mendeleiev dio la clave en sus últimas versiones de la Tabla Periódica. Concretamente en la última de ellas, en 1905, estaba el hueco que ocuparía el protactinio, entre el torio y el uranio. Lo llamó eka-tantalio. Al menos ya sabían qué es lo que había que buscar. El protactinio fue reportado en 1903 por el gran William Crookes (descubridor del talio), que no pudo identificarlo como un nuevo elemento debido a su alta radiactividad. Lo llamó uranio-X, y luego se descubrió que eran dos productos (pasaron a llamarse después UX-1 y UX-2) derivados de la cadena de desintegración de este elemento (El uranio 235 emite una partícula alfa y pasa a ser Th231, que emite una beta y se convierte en Pa231). 

Hubo que esperar 10 años para que por fin alguien dijera que lo que tenía en las manos era el era-tantalio. Los primeros fueron un polaco y un alemán: Kasimir Fajans y Oswald Höring, quienes anunciaron su descubrimiento (Concretamente el isótopo 234), y lo llamaron brevium (Pues la vida media de este isótopo es de poco más de un minuto). 

Unos años más tarde se descubrió el isótopo 231. Lo hicieron, de manera independiente, los ingleses Frederick Soddy (inventor del concepto de isótopo) y John A. Cranston (en realidad nació en China), quienes lo llamaron protoactinio (lo descubrieron en 1913 pero por causa de la guerra, no publicaron su descubrimiento hasta 1918) y los Alemano-austriacos Otto Hahn y Lise Meitner en 1917, que lo llamaron protactinio (Hablaré más sobre esta pareja en la entrada del uranio). Ambos equipos lo llamaron así por ser el precursor del actinio (El Pa231 emite una partícula alfa y pasa a ser Ac227). Los dos nombres convivieron unos cuantos años, pese a las quejas de Fajans, que fue el primero en descubrirlo y nombrarlo (aunque con un nombre poco adecuado, en realidad) hasta que la IUPAC (International Union of Pure and Applicated Chemistry), en 1949, le asignara el nombre que hoy en día utilizamos. Lo de brevio ya no aplicaba, obvio, puesto que el Pa231 tiene una vida media de 32760 años. Claro, que si nos fijamos en el Pa219 es otra cosa, pues es el isótopo más “brevio”, con 53 nanosegundos de vida media.  

Kasimir Fajans.

Respecto a sus aplicaciones, poca cosa. Es muy escaso (como mucho, 3 átomos por millón en las minas de uranio) y radiactivo, y eso significa que no podemos hacer gran cosa con él, más que juguetear en el laboratorio (Y con cuidadico). 

Dicen que es uno de los más extraños y caros de todos los elementos naturales. El primero en obtener protactinio puro fue Aristid Von Grosse, un letón discípulo de Otto Hahn. Lo logró en el año 1934. Años más tarde, y entre 1959 y 1961, la comisión de la Energía Atómica de Reino Unido llegó a juntar (tan solo) 125 gramos de protactinio puro, obtenido a partir de combustible nuclear gastado, y que se utilizó para estudiar algunas de sus características. Se observó, por ejemplo, que además de un bonito brillo metálico, el protactinio reacciona con oxígeno fácilmente, así como con agua y ciertos ácidos, formando diferentes compuestos tras liberar entre 2 y 5 electrones. En realidad, Mendeleiev ya lo predijo, diciendo que su eka-tantalio formaría compuestos con el oxígeno de fórmula R2O5 (como lo hacen el niobio y el tantalio).

Hablando de sus electrones, ya he comentado que los actínidos (y los lantánidos) tienen unas características  peculiares y que sus electrones están distribuidos de una forma un tanto especial, ocupando huecos en los orbitales 5f y 6d. Bueno, pues el caso es que, en el protactinio, los orbitales 5f y 6d tienen un peso equiparable, lo que viene a significar que los electrones, según la Teoría de la Relatividad de Einstein, se muevan a velocidades cercanas a la velocidad de la luz. Casi nada.

Protactinio puro.