Protactinium compounds
પ્રોટેક્ટીનિયમ સંયોજનો એ તત્વ પ્રોટેક્ટીનિયમ (પ્રતીકઃ પા) ધરાવતા સંયોજનો છે. આ સંયોજનોમાં સામાન્ય રીતે + 5 ઓક્સિડેશન સ્થિતિમાં પ્રોટેક્ટીનિયમ હોય છે, જો કે આ સંયોજનો + 2, + 3 અને + 4 ઓક્સિડેશન સ્થિતિમાં પણ અસ્તિત્વ ધરાવે છે. પ્રોટોક્ટિનિયમ સંયોજનોના ગુણધર્મો અહીં a, b અને c એ પિકોમીટરમાં જાળી સ્થિરાંકો છે, No એ અવકાશ જૂથ સંખ્યા છે અને Z એ એકમ કોષ દીઠ સૂત્ર એકમોની સંખ્યા છે; fCC એ ચહેરો-કેન્દ્રિત ઘન સમપ્રમાણતા માટે વપરાય છે. ઘનતા સીધી માપવામાં આવતી ન હતી પરંતુ જાળીના પરિમાણો પરથી ગણતરી કરવામાં આવતી હતી. ઓક્સાઇડ અને ઓક્સિજન ધરાવતા ક્ષાર પ્રોટેક્ટીનિયમ ઓક્સાઇડ ધાતુના ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓ + 2, + 4 અને + 5 માટે જાણીતા છે. સૌથી વધુ સ્થિર સફેદ પેન્ટોક્સાઇડ પી. એ. 2. ઓ. 5 છે, જે 500 ડિગ્રી સેલ્સિયસના તાપમાને હવામાં પ્રોટેક્ટીનિયમ (વી) હાઇડ્રોક્સાઇડને સળગાવીને ઉત્પન્ન કરી શકાય છે. તેનું સ્ફટિક માળખું ઘન છે, અને રાસાયણિક રચના ઘણીવાર બિન-સ્ટોઇકિયોમેટ્રિક હોય છે, જેને PaO2.25 તરીકે વર્ણવવામાં આવે છે. ઓર્થોરોમ્બિક સમપ્રમાણતા સાથે આ ઓક્સાઇડનો બીજો તબક્કો પણ નોંધવામાં આવ્યો છે. બ્લેક ડાયોક્સાઇડ પી. એ. ઓ. 2 હાઇડ્રોજન સાથે 1550 ડિગ્રી સેલ્સિયસ પર ઘટાડીને પેન્ટોક્સાઇડમાંથી મેળવવામાં આવે છે. તે પાતળા અથવા સાંદ્ર નાઈટ્રિક, હાઇડ્રોક્લોરિક અથવા સલ્ફ્યુરિક એસિડમાં સહેલાઈથી દ્રાવ્ય નથી, પરંતુ સરળતાથી હાઇડ્રોફ્લોરિક એસિડમાં ઓગળી જાય છે. ઓક્સિજન ધરાવતા વાતાવરણમાં 1100 ડિગ્રી સેલ્સિયસ સુધી ગરમ કરીને ડાયોક્સાઇડને ફરીથી પેન્ટોક્સાઇડમાં રૂપાંતરિત કરી શકાય છે. મોનોક્સાઇડ પી. એ. ઓ. ને માત્ર પ્રોટેક્ટીનિયમ ધાતુ પર પાતળા આવરણ તરીકે જોવામાં આવ્યું છે, પરંતુ અલગ જથ્થાબંધ સ્વરૂપમાં નહીં. પ્રોટેક્ટીનિયમ વિવિધ ધાતુઓ સાથે મિશ્ર દ્વિસંગી ઓક્સાઇડ બનાવે છે. ક્ષાર ધાતુઓ A સાથે, સ્ફટિકોમાં રાસાયણિક સૂત્ર APaO3 અને પેરોવ્સ્કાઇટ માળખું, અથવા A3PaO4 અને વિકૃત ખડક-મીઠાનું માળખું, અથવા A7PaO6 હોય છે, જ્યાં ઓક્સિજન પરમાણુ ષટ્કોણ બંધ-ભરેલા જાળી બનાવે છે. આ તમામ પદાર્થોમાં, પ્રોટેક્ટીનિયમ આયન ઓક્ટાહેડ્રલી રીતે સંકલિત હોય છે. પેન્ટોક્સાઇડ PA2O5 દુર્લભ-પૃથ્વી ધાતુના ઓક્સાઇડ R2O3 સાથે જોડાઈને વિવિધ નોનસ્ટોઇકોમેટ્રિક મિશ્ર-ઓક્સાઇડ બનાવે છે, જે પેરોવ્સ્કાઇટ માળખાના પણ હોય છે. પ્રોટેક્ટીનિયમ ઓક્સાઇડ મૂળભૂત છે; તેઓ સરળતાથી હાઇડ્રોક્સાઇડમાં રૂપાંતરિત થાય છે અને સલ્ફેટ્સ, ફોસ્ફેટ, નાઇટ્રેટ્સ વગેરે જેવા વિવિધ ક્ષાર બનાવી શકે છે. નાઇટ્રેટ સામાન્ય રીતે સફેદ હોય છે પરંતુ રેડિયોલિટિક વિઘટનને કારણે ભુરો હોઈ શકે છે. હવામાં નાઇટ્રેટને 400 ડિગ્રી સેલ્સિયસ પર ગરમ કરવાથી તે સફેદ પ્રોટેક્ટીનિયમ પેન્ટોક્સાઇડમાં રૂપાંતરિત થાય છે. નિષ્ક્રિય વાયુ વાતાવરણ હેઠળ ડિફ્લ્યુરાઇડ સલ્ફેટ પી. એ. એફ. 2એસ. ઓ. 4 ને ફોસ્ફોરિક એસિડ (એચ. 3પીઓ. 4) સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને પોલીટ્રિયોક્સોફોસ્ફેટ પી. એ. (પી. ઓ. 3) 4 ઉત્પન્ન કરી શકાય છે. ઉત્પાદનને આશરે 900 ડિગ્રી સેલ્સિયસ સુધી ગરમ કરવાથી હાઇડ્રોફ્લોરિક એસિડ, સલ્ફર ટ્રાઇઓક્સાઇડ અને ફોસ્ફોરિક એનહાઇડ્રાઇડ જેવા ઉપ-ઉત્પાદનોની પ્રતિક્રિયાને દૂર કરે છે. તેને નિષ્ક્રિય વાતાવરણમાં ઊંચા તાપમાને ગરમ કરવાથી પી. એ. (પી. ઓ. 3) 4 ડાયફોસ્ફેટ પી. એ. પી. 2ઓ. 7માં વિઘટિત થાય છે, જે અન્ય એક્ટિનાઇડ્સના ડાયફોસ્ફેટ જેવું જ છે. ડાયફોસ્ફેટમાં, પી. ઓ. 3 જૂથો સી2વી સમપ્રમાણતાના પિરામિડ બનાવે છે. પી. એ. પી. 2 ઓ 7 ને હવામાં 1400 ડિગ્રી સેલ્સિયસ સુધી ગરમ કરવાથી તે ફોસ્ફરસ અને પ્રોટેક્ટીનિયમના પેન્ટોક્સાઇડમાં વિઘટિત થાય છે. હેલાઈડ્સ પ્રોટેક્ટીનિયમ (વી) ફ્લોરાઇડ સફેદ સ્ફટિકો બનાવે છે જ્યાં પ્રોટેક્ટીનિયમ આયનો પંચકોણીય બાયપિરામિડ્સમાં ગોઠવાયેલા હોય છે અને અન્ય 7 આયનો દ્વારા સંકલિત હોય છે. પ્રોટોક્ટિનિયમ (વી) ક્લોરાઇડમાં સંકલન સમાન હોય છે, પરંતુ રંગ પીળો હોય છે. ભુરો પ્રોટેક્ટીનિયમ (વી) બ્રોમાઇડમાં સંકલન ઓક્ટાહેડ્રલમાં બદલાય છે અને પ્રોટેક્ટીનિયમ (વી) આયોડાઇડ માટે અજ્ઞાત છે. તેના તમામ ટેટ્રાહેલાઇડ્સમાં પ્રોટેક્ટીનિયમ સંકલન 8 છે, પરંતુ આ ગોઠવણી પ્રોટેક્ટીનિયમ (IV) ફ્લોરાઇડમાં ચોરસ એન્ટીપ્રિસ્મેટિક અને ક્લોરાઇડ અને બ્રોમાઇડમાં ડોડેકાહેડ્રલ છે. ભૂરા રંગના પ્રોટેક્ટીનિયમ (III) આયોડાઇડની જાણ કરવામાં આવી છે જ્યાં પ્રોટેક્ટીનિયમ આયનો દ્વિચક્રી ત્રિભુજ પ્રિઝમેટિક વ્યવસ્થામાં 8-સંકલિત હોય છે. પ્રોટેક્ટીનિયમ (વી) ફ્લોરાઇડ અને પ્રોટેક્ટીનિયમ (વી) ક્લોરાઇડ મોનોક્લિનિક સમપ્રમાણતાનું પોલિમરીક માળખું ધરાવે છે. ત્યાં, એક પોલિમરીક સાંકળમાં, તમામ હેલાઇડ પરમાણુઓ એક ગ્રેફાઇટ જેવા સમતલમાં આવેલા હોય છે અને પ્રોટેક્ટીનિયમ આયનોની આસપાસ સમતલીય પેન્ટાગોન બનાવે છે. પ્રોટેક્ટીનિયમનું સંકલન 7 નજીકના સાંકળો સાથે જોડાયેલા 5 હેલાઇડ પરમાણુઓ અને પ્રોટેક્ટીનિયમ પરમાણુઓ સાથેના બે બંધમાંથી ઉદ્દભવે છે. આ સંયોજનો સરળતાથી પાણીમાં હાઇડ્રોલાઇઝ થાય છે. પેન્ટાક્લોરાઇડ 300 ડિગ્રી સેલ્સિયસ પર પીગળી જાય છે અને તેનાથી પણ નીચા તાપમાને ઉષ્ણતામાન કરે છે. પ્રોટેક્ટીનિયમ (વી) ફ્લોરાઇડ લગભગ 600 ડિગ્રી સેલ્સિયસ પર બ્રોમિન પેન્ટાફ્લોરાઇડ અથવા બ્રોમિન ટ્રાઇફ્લોરાઇડ સાથે પ્રોટેક્ટીનિયમ ઓક્સાઇડની પ્રતિક્રિયા કરીને તૈયાર કરી શકાય છે, અને પ્રોટેક્ટીનિયમ (IV) ફ્લોરાઇડ ઓક્સાઇડમાંથી મેળવવામાં આવે છે અને 600 ડિગ્રી સેલ્સિયસ પર હાઇડ્રોજન અને હાઇડ્રોજન ફ્લોરાઇડનું મિશ્રણ; પ્રતિક્રિયામાં વાતાવરણીય ઓક્સિજન લીકને દૂર કરવા માટે હાઇડ્રોજનની મોટી વધારાની જરૂર પડે છે. પ્રોટોક્ટિનિયમ (V) ક્લોરાઇડ 200-300 °C તાપમાન પર કાર્બન ટેટ્રાક્લોરાઇડ સાથે પ્રોટોક્ટિનિયમ ઓક્સાઇડની પ્રતિક્રિયા કરીને તૈયાર કરવામાં આવે છે. આડપેદાશો (જેમ કે પી. એ. ઓ. સી. એલ. 3) અપૂર્ણાંક ઉષ્ણતામાન દ્વારા દૂર કરવામાં આવે છે. આશરે 800 ડિગ્રી સેલ્સિયસ પર હાઇડ્રોજન સાથે પ્રોટેક્ટીનિયમ (V) ક્લોરાઇડના ઘટાડાથી પ્રોટેક્ટીનિયમ (IV) ક્લોરાઇડ ઉત્પન્ન થાય છે-એક પીળો-લીલો ઘન જે 400 ડિગ્રી સેલ્સિયસ પર શૂન્યાવકાશમાં સબલાઈમ થાય છે; તે 400 ડિગ્રી સેલ્સિયસ પર કાર્બન ટેટ્રાક્લોરાઇડ સાથે પ્રક્રિયા કરીને સીધા પ્રોટેક્ટીનિયમ ડાયોક્સાઇડમાંથી પણ મેળવી શકાય છે. પ્રોટેક્ટીનિયમ બ્રોમાઇડ એલ્યુમિનિયમ બ્રોમાઇડ, હાઇડ્રોજન બ્રોમાઇડ, કાર્બન ટેટ્રાબ્રોમાઇડ અથવા પ્રોટેક્ટીનિયમ ઓક્સાઇડ પર હાઇડ્રોજન બ્રોમાઇડ અને થિયોનિલ બ્રોમાઇડના મિશ્રણ દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે. એક વૈકલ્પિક પ્રતિક્રિયા પ્રોટેક્ટીનિયમ પેન્ટાક્લોરાઇડ અને હાઇડ્રોજન બ્રોમાઇડ અથવા થિયોનિલ બ્રોમાઇડ વચ્ચે છે. પ્રોટેક્ટીનિયમ (V) બ્રોમાઇડ બે સમાન મોનોક્લિનિક સ્વરૂપો ધરાવે છે, એક 400-410 °C પર ઉષ્ણતામાન દ્વારા અને બીજું 390-400 °C ના સહેજ નીચા તાપમાને ઉષ્ણતામાન દ્વારા મેળવવામાં આવે છે. પ્રોટેક્ટીનિયમ આયોડાઇડ ઓક્સાઇડ અને એલ્યુમિનિયમ આયોડાઇડ અથવા એમોનિયમ આયોડાઇડને 600 ડિગ્રી સેલ્સિયસ સુધી ગરમ કરવાથી પરિણમે છે. પ્રોટોક્ટિનિયમ (V) આયોડાઇડને શૂન્યાવકાશમાં ગરમ કરીને પ્રોટોક્ટિનિયમ (III) આયોડાઇડ મેળવવામાં આવ્યું હતું. ઓક્સાઇડની જેમ, પ્રોટેક્ટીનિયમ આલ્કલી ધાતુઓ સાથે મિશ્ર હેલાઇડ બનાવે છે. તેમાંથી, સૌથી નોંધપાત્ર Na3PaF8 છે જ્યાં પ્રોટેક્ટીનિયમ આયન સમપ્રમાણ રીતે 8 F− આયનથી ઘેરાયેલું હોય છે જે લગભગ સંપૂર્ણ સમઘન બનાવે છે. વધુ જટિલ પ્રોટેક્ટીનિયમ ફ્લોરાઈડ્સને પી. એ. 2. એફ. 9 અને એમ. પી. એ. એફ. 6 (એમ = લી, ના, કે, આર. બી., સી. એસ. અથવા એન. એચ. 4), એમ. 2. પી. એ. એફ. 7 (એમ = કે, આર. બી., સી. એસ. અથવા એન. એચ. 4) અને એમ. 3. પી. એ. એફ. 8 (એમ = લી, ના, આર. બી., સી. એસ.) જેવા ત્રિકોણીય ફ્લોરાઈડ્સ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે, જે તમામ સફેદ સ્ફટિકીય ઘન પદાર્થો છે. એમ. પી. એ. એફ. 6 સૂત્રને એમ. એફ. અને પી. એ. એફ. 5ના સંયોજન તરીકે રજૂ કરી શકાય છે. આ બંને સંકુલ ધરાવતા હાઇડ્રોફ્લોરિક એસિડના દ્રાવણને બાષ્પીભવન કરીને આ સંયોજનો મેળવી શકાય છે. Na જેવા નાના આલ્કલી કેટાયન માટે, સ્ફટિક માળખું ટેટ્રાગોનલ છે, જ્યારે તે મોટા કેટાયન K +, Rb +, Cs + અથવા NH4 + માટે ઓર્થોર્ફોમ્બિકમાં ઘટાડો કરે છે. M2PaF7 ફ્લોરાઈડ્સ માટે સમાન વિવિધતા જોવા મળી હતી, એટલે કે સ્ફટિક સમપ્રમાણતા કેટાયન પર આધારિત હતી અને Cs2PaF7 અને M2PaF7 (M = K, Rb અથવા NH4) માટે અલગ હતી. અન્ય અકાર્બનિક સંયોજનો ઓક્સીહાલાઇડ્સ અને પ્રોટેક્ટીનિયમના ઓક્સીસલ્ફાઇડ્સ જાણીતા છે. પી. એ. ઓ. બી. આર. 3 ડબલ-ચેઇન એકમોથી બનેલું મોનોક્લિનિક માળખું ધરાવે છે જ્યાં પ્રોટેક્ટીનિયમ સંકલન 7 ધરાવે છે અને પંચકોણીય બાયપિરામિડ્સમાં ગોઠવાયેલ છે. સાંકળો ઓક્સિજન અને બ્રોમિન અણુઓ દ્વારા એકબીજા સાથે જોડાયેલી છે, અને દરેક ઓક્સિજન અણુ ત્રણ પ્રોટેક્ટીનિયમ અણુઓ સાથે સંબંધિત છે. પી. એ. ઓ. એસ. એ પ્રકાશ-પીળો બિન-અસ્થિર ઘન છે, જે ક્યુબિક સ્ફટિક જાળી સાથે અન્ય એક્ટિનાઇડ ઓક્સિસલ્ફાઇડ્સની સમ-સંરચનાત્મક છે. તે પ્રોટૅક્ટિનિયમ (વી) ક્લોરાઇડને હાઇડ્રોજન સલ્ફાઇડ અને કાર્બન ડાયસલ્ફાઇડના મિશ્રણ સાથે 900 ડિગ્રી સેલ્સિયસ પર પ્રતિક્રિયા કરીને મેળવવામાં આવે છે. હાઇડ્રાઇડ્સ અને નાઇટ્રાઇડ્સમાં, પ્રોટેક્ટીનિયમ લગભગ + 3 ની ઓછી ઓક્સિડેશન સ્થિતિ ધરાવે છે. હાઇડ્રાઇડ ધાતુ પર 250 ડિગ્રી સેલ્સિયસ પર હાઇડ્રોજનની સીધી ક્રિયા દ્વારા મેળવવામાં આવે છે, અને નાઇટ્રાઇડ એમોનિયા અને પ્રોટેક્ટીનિયમ ટેટ્રાક્લોરાઇડ અથવા પેન્ટાક્લોરાઇડનું ઉત્પાદન છે. આ તેજસ્વી પીળો ઘન શૂન્યાવકાશમાં 800 ડિગ્રી સેલ્સિયસ સુધી ગરમ કરવા માટે સ્થિર છે. લગભગ 1400 ડિગ્રી સેલ્સિયસના તાપમાને કાર્બન ક્રુસિબલમાં બેરિયમ સાથે પ્રોટેક્ટીનિયમ ટેટ્રાફ્લોરાઇડના ઘટાડાથી પ્રોટેક્ટીનિયમ કાર્બાઇડ પી. એ. સી. ની રચના થાય છે. પ્રોટેક્ટીનિયમ બોરોહાઇડ્રાઇડ્સ બનાવે છે જેમાં પી. એ. (બી. એચ. 4) 4 નો સમાવેશ થાય છે. તે હેલિકલ સાંકળો સાથે અસામાન્ય પોલિમરીક માળખું ધરાવે છે જ્યાં પ્રોટેક્ટીનિયમ અણુનો સંકલન નંબર 12 હોય છે અને તે છ BH4− આયનથી ઘેરાયેલો હોય છે. ઓર્ગેનોમેટાલિક સંયોજનો પ્રોટેક્ટિનિયમ (IV) ચાર સાયક્લોપેન્ટાડાઇનિલ રિંગ્સ સાથે ટેટ્રાહેડ્રલ જટિલ ટેટ્રાકિસ (સાયક્લોપેન્ટાડાઇનિલ) પ્રોટેક્ટિનિયમ (IV) (અથવા PA (C5H5) 4) બનાવે છે, જેને પ્રોટેક્ટિનિયમ (IV) ક્લોરાઇડને પીગળેલા Be (C5H5) 2 સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને સંશ્લેષણ કરી શકાય છે. એક વીંટીને હેલાઇડ અણુ સાથે બદલી શકાય છે. અન્ય ઓર્ગેનોમેટાલિક સંકુલ ગોલ્ડન-યલો બિસ (π-સાયક્લોઓક્ટેટેટ્રાઈન) પ્રોટેક્ટિનિયમ અથવા પ્રોટેક્ટિનોસીન, પા (C8H8) 2 છે, જે માળખામાં યુરેનોસીન જેવું જ છે. ત્યાં, ધાતુના અણુને બે સાયક્લોઓક્ટેટ્રેન લિગાન્ડ્સ વચ્ચે સેન્ડવિચ કરવામાં આવે છે. યુરાનોસીનની જેમ જ, તે ટેટ્રાહાઇડ્રોફ્યુરાનમાં પ્રોટેક્ટીનિયમ ટેટ્રાક્લોરાઇડને ડાયપોટેશિયમ સાયક્લોઓક્ટેટેટ્રાઇનાઇડ, K2C8H8 સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને તૈયાર કરી શકાય છે. આ પણ જુઓઃ વર્ગઃ પ્રોટેક્ટીનિયમ સંયોજનો પ્રેઝોડિયમિયમ સંયોજનો સંદર્ભો પ્રોટેક્ટીનિયમ સંયોજનો તત્વ દ્વારા રાસાયણિક સંયોજનો