Στοιχεία Πλουτωνίου (Pu ή Ατομικός Αριθμός 94)

Το πλουτώνιο είναι στοιχείο ατομικού αριθμού 94 με το σύμβολο στοιχείων Pu. Είναι ραδιενεργό μέταλλο στη σειρά ακτινιδών. Το καθαρό μέταλλο πλουτωνίου είναι ασημί-γκρι στην εμφάνιση, αλλά λάμπει κόκκινο στο σκοτάδι επειδή είναι πυροφορικό. Αυτή είναι μια συλλογή από στοιχεία στοιχείων πλουτωνίου.

Ατομικός αριθμός: 94

Σύμβολο: Pu

Ατομικό βάρος: 244.0642

Ανακάλυψη: G.T. Seaborg, J.W. Kennedy, Ε.Μ. McMillan, Α.Ο. Wohl (1940, Ηνωμένες Πολιτείες). Το πρώτο δείγμα πλουτωνίου παρήχθη με βομβαρδισμό του ουρανίου με δεύτερον σε ένα κυκλοτρόνιο στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Μπέρκλεϊ. Η αντίδραση παρήγαγε το νεπτύνιο-238, το οποίο αποσυντέθηκε μέσω εκπομπής βήτα για να σχηματίσει πλουτώνιο. Ενώ η ανακάλυψη τεκμηριώθηκε σε ένα έγγραφο που στάλθηκε Φυσική επισκόπηση το 1941, η αναγγελία του στοιχείου καθυστέρησε μέχρι να λήξει ο Β 'Παγκόσμιος Πόλεμος. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι το πλουτώνιο προβλεπόταν να είναι σχασμένο και σχετικά εύκολο να παραχθεί και να καθαριστεί χρησιμοποιώντας αργό πυρηνικό αντιδραστήρα που τροφοδοτήθηκε με ουράνιο για να παράγει πλουτώνιο-239.

Ηλεκτρονική διαμόρφωση: [Rn] 5f⁶ 7s²

Προέλευση λέξης: Ονομάστηκε για τον πλανήτη Πλούτωνα.

Ισότοπα: Υπάρχουν 15 γνωστά ισότοπα πλουτωνίου. Το ισότοπο που έχει μεγάλη σημασία είναι το Pu-239, με χρόνο ημιζωής 24.360 χρόνια.

Ιδιότητες: Το πλουτώνιο έχει ειδικό βάρος 19,84 (μία τροποποίηση) στους 25 ° C, σημείο τήξεως 641 ° C, σημείο ζέσεως 3232 ° C, με σθένος 3, 4, 5 ή 6. Υπάρχουν έξι αλλοτροπικές τροποποιήσεις, με διάφορες κρυσταλλικές δομές και πυκνότητες που κυμαίνονται από 16,00 έως 19,86 g / cm³. Το μέταλλο έχει μια αργυρόχρωμη εμφάνιση που παίρνει ένα κίτρινο χυλό όταν οξειδώνεται ελαφρά. Το πλουτώνιο είναι χημικώς αντιδραστικό μέταλλο. Διαλύεται εύκολα σε πυκνό υδροχλωρικό οξύ, υπερχλωρικό οξύ ή υδροϊωδικό οξύ, σχηματίζοντας το Pu³⁺ ιόν. Το πλουτώνιο εμφανίζει τέσσερις καταστάσεις ιοντικού σθένους σε ιοντικό διάλυμα. Το μέταλλο έχει την πυρηνική ιδιότητα να μπορεί εύκολα να εκκολάπτεται με νετρόνια. Ένα σχετικά μεγάλο κομμάτι πλουτωνίου εκπέμπει αρκετή ενέργεια μέσω άλφα αποσύνθεσης για να είναι ζεστή στην αφή. Μεγαλύτερα κομμάτια πλουτωνίου εκπέμπουν επαρκή θερμότητα για να βράσουν το νερό. Το πλουτώνιο είναι ένα ραδιολογικό δηλητήριο και πρέπει να το χειρίζεστε με προσοχή. Είναι επίσης σημαντικό να ληφθούν μέτρα προφύλαξης για να αποφευχθεί η ακούσια δημιουργία κρίσιμης μάζας. Το πλουτώνιο είναι πιο πιθανό να καταστεί κρίσιμο σε υγρό διάλυμα παρά ως στερεό. Το σχήμα της μάζας είναι ένας σημαντικός παράγοντας κρισιμότητας.

Χρήσεις: Το πλουτώνιο χρησιμοποιείται ως εκρηκτικό σε πυρηνικά όπλα. Η πλήρης έκρηξη ενός κιλού πλουτωνίου παράγει μια έκρηξη ίση με εκείνη που παράγεται από περίπου 20.000 τόνους χημικών εκρηκτικών. Ένα κιλό πλουτώνιο ισοδυναμεί με 22 εκατομμύρια κιλοβατώρες θερμικής ενέργειας, επομένως το πλουτώνιο είναι σημαντικό για την πυρηνική ενέργεια.

Τοξικότητα: Ακόμη και αν δεν ήταν ραδιενεργό, το πλουτώνιο θα ήταν τοξικό ως α βαρέων μετάλλων. Το πλουτώνιο συσσωρεύεται στο μυελό των οστών. Καθώς το στοιχείο διασπάται, απελευθερώνει την ακτινοβολία άλφα, βήτα και γάμμα. Τόσο η οξεία όσο και η μακροχρόνια έκθεση μπορεί να οδηγήσει σε ασθένεια ακτινοβολίας, καρκίνο και θάνατο. Τα εισπνεόμενα σωματίδια μπορούν να προκαλέσουν καρκίνο του πνεύμονα Τα απορροφηθέντα σωματίδια βλάπτουν κυρίως το συκώτι και το σκελετό. Το πλουτώνιο δεν εξυπηρετεί κανένα γνωστό βιολογικό ρόλο σε κανένα οργανισμό.

Πηγές: Το πλουτώνιο ήταν το δεύτερο ακτινίδιο του μεταρουράνιου που θα ανακαλυφθεί. Το Pu-238 παρήχθη από τους Seaborg, McMillan, Kennedy και Wahl το 1940 με το βομβαρδισμό του ουρανίου deuteron. Το πλουτώνιο μπορεί να βρεθεί σε ίχνη σε μεταλλεύματα φυσικού ουρανίου. Αυτό το πλουτώνιο σχηματίζεται από την ακτινοβολία του φυσικού ουρανίου από τα νετρόνια που υπάρχουν. Το πλουτώνιο μέταλλο μπορεί να παρασκευαστεί με αναγωγή του τριφθοριούχου του με μέταλλα αλκαλικών γαιών.

Ταξινόμηση στοιχείων: Ραδιενεργός σπάνια γη (ακτινίδιο)

Πυκνότητα (g / cc): 19.84

Σημείο τήξης (Κ): 914

Σημείο βρασμού (Κ): 3505

Εμφάνιση: ασημένιο-λευκό, ραδιενεργό μέταλλο

Ατομική ακτίνα (μετα μεσημβριας): 151

Ιονικό ακτίνα: 93 (+ 4ε) 108 (+ 3ε)

Σύντηξη Θερμότητας (kJ / mol): 2.8

Εξάτμιση θερμότητας (kJ / mol): 343.5

Pauling Αρνητικότητα Αριθμός: 1.28

Πρώτη ενέργεια ιονισμού (kJ / mol): 491.9

Κράτη οξείδωσης: 6, 5, 4, 3

Δομή δικτυώματος: Μονοκλινικό

• Emsley, John (2011). Τα οικοδομικά τετράγωνα της φύσης: Ένας οδηγός A-Z για τα στοιχεία. Oxford University Press. ISBN 978-0-19-960563-7.
• Greenwood, Norman Ν.; Earnshaw, Alan (1997). Χημεία των στοιχείων (2η έκδ.). Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-08-037941-8.
• Hammond, C. R. (2004). Τα στοιχεία, σε Εγχειρίδιο Χημείας και Φυσικής (81η έκδ.). CRC press. ISBN 978-0-8493-0485-9.
• Seaborg, Glenn Τ. Η ιστορία του πλουτωνίου. Εργαστήριο Lawrence Berkeley, Πανεπιστήμιο Καλιφόρνιας. LBL-13492, DE82 004551.
• Weast, Robert (1984). CRC, Εγχειρίδιο Χημείας και Φυσικής. Boca Raton, Φλόριντα: Εκδόσεις Χημικών Ελαστικών Εταιρειών. ISBN 0-8493-0464-4.