本文作者：漂泊

镤是一种稀少的放射性锕系元素，曾被门捷列夫预测为“类钽元素”，实际上镤的性质却并非如此。镤元素有许多具有有趣结构的化合物，如五氟化镤、四茂镤等等。

镤的基本物理性质

镤的发现

1871年，门捷列夫在发布元素周期表时就预言在钍和铀之间还存在未知的元素。当时锕系元素还没有被发现，钍被放在锆的下方，位于第四族，而铀则位于第六族钨的下方，被预测的新元素则被安排在第五族钽的下方，被称为类钽元素。很长一段时间以来，化学家们都在寻找与钽性质相似的类钽元素，但实际上钽与镤的性质差异很大，因此一无所获。

1903年，William Crookes从铀中分离出了一种强烈的放射性物质，然而他不知道他发现了一个新的化学元素，于是他将其命名为铀-X。William Crookes将硝酸铀酰溶解于乙醚中，发现剩余的水溶液中含有²³⁴Th和另一种放射性物质，这种放射性物质其实就是镤（²³⁴Pa），但是直到1913年，镤才被确认为是一种新元素。Kasimir Fajans和Oswald Helmuth Göhring在研究²³⁸U的衰变链时发现了²³⁴Pa。因为²³⁴Pa的半衰期仅只有6.7小时，于是他们将这种新元素命名为Brevium（意为短暂或短期）。1917-1918年，德国科学家Otto Hahn、Lise Meitner和Frederick Soddy及英国科学家John Cranston发现了²³¹Pa，半衰期约为3.2万年。他们将这个元素命名为Protoactinium，源于希腊文：意义为之前，首先。

1927年，Aristid von Grosse制备提纯了2毫克的Pa₂O₅，并于1934年从Pa₂O₅中首次分离出了0.1毫克单质镤。他采取了两种不同的方法：第一种是利用35 keV的电子束在真空中辐射氧化镤。第二种方法被称为van Arkel–de Boer法，即将氧化镤转化为卤化镤，再在真空利用其他热金属单质置换制备。^[1-11]

五氧化二镤

镤的性质

镤是一种稀少的放射性元素，自然界中镤的同位素几乎都是²³¹Pa，这是一种α粒子发射源，通常是由²³⁵U衰变产生。而另一种镤的同位素²³⁴Pa则是由²³⁸U衰变产生，由于²³⁴Pa的半衰期极短，因此自然界中几乎观察不到²³⁴Pa的存在。

镤是一种密度很大的金属，它在空气中易氧化，与水和酸反应，不与碱反应。

五氟化镤（PaF₅）是一种白色晶体，每一个镤离子与七个氟离子配位， 呈五角双锥结构。五氯化镤的结构与五氟化镤相同，但是五氯化镤晶体呈黄色。五氟化镤和五氯化镤都是类似于高分子的长链结构，每一个五角双锥单元通过共用卤素棱边构成长链，长链上五元环上的卤素原子都近似处于一个平面上。通过使氧化镤与三氟化硼或五氟化硼反应可以制备五氟化镤。五氯化镤则可以通过使氧化镤与四氯化碳反应制备。

镤也可以形成很多具有有趣结构的有机配合物。六氯化镤可以与二茂铍反应制得四茂镤，也可以在四氢呋喃中与 K₂C₈H₈反应制备二环辛四烯合镤。 ^[12-13]

参考文献

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