Plutonium Fakten (Pu oder Ordnungszahl 94)

Plutonium ist das Element der Ordnungszahl 94 mit dem Elementsymbol Pu. Es ist ein radioaktives Metall in der Aktinidenreihe. Reines Plutoniummetall sieht silbergrau aus, leuchtet aber im Dunkeln rot, weil es pyrophor ist. Dies ist eine Sammlung von Fakten zu Plutoniumelementen.

Plutonium Grundlegende Fakten

Ordnungszahl: 94

Symbol: Pu

Atomares Gewicht: 244.0642

Entdeckung: G.T. Seaborg, J.W. Kennedy, E. M. McMillan, A. C. Wohl (1940, USA). Die erste Probe von Plutonium wurde durch Beschuss von Uran mit Deuteronen in einem Zyklotron an der University of California in Berkeley hergestellt. Die Reaktion erzeugte Neptunium-238, das durch Beta-Emission zu Plutonium zerfiel. Während die Entdeckung in einem Papier dokumentiert wurde, das an gesendet wurde Körperliche Überprüfung 1941 verzögerte sich die Ankündigung des Elements bis nach dem Ende des Zweiten Weltkriegs. Es wurde vorausgesagt, dass Plutonium spaltbar und relativ einfach herzustellen und zu reinigen ist, wenn ein langsamer Kernreaktor verwendet wird, der mit Uran befeuert wird, um Plutonium-239 herzustellen.

Elektronenkonfiguration: [Rn] 5f⁶ 7s²

Wortherkunft: Benannt nach dem Planeten Pluto.

Isotope: Es sind 15 Isotope von Plutonium bekannt. Das Isotop von größter Bedeutung ist Pu-239 mit einer Halbwertszeit von 24.360 Jahren.

Eigenschaften: Plutonium hat ein spezifisches Gewicht von 19,84 (eine Modifikation) bei 25 ° C, einen Schmelzpunkt von 641 ° C, einen Siedepunkt von 3232 ° C mit einer Wertigkeit von 3, 4, 5 oder 6. Es gibt sechs allotrope Modifikationen mit verschiedenen kristalline Strukturen und Dichten im Bereich von 16,00 bis 19,86 g / cm³. Das Metall hat ein silbriges Aussehen, das bei leichter Oxidation einen gelben Schimmer annimmt. Plutonium ist ein chemisch reaktives Metall. Es löst sich leicht in konzentrierter Salzsäure, Perchlorsäure oder Iodwasserstoffsäure und bildet das Pu³⁺ Ion. Plutonium weist in ionischer Lösung vier Ionenvalenzzustände auf. Das Metall hat die kerntechnische Eigenschaft, mit Neutronen leicht spaltbar zu sein. Ein relativ großes Stück Plutonium gibt über Alpha-Zerfall genug Energie ab, um sich warm anzufassen. Größere Plutoniumstücke geben genügend Wärme ab, um Wasser zum Kochen zu bringen. Plutonium ist ein radiologisches Gift und muss mit Vorsicht behandelt werden. Es ist auch wichtig, Vorkehrungen zu treffen, um die unbeabsichtigte Bildung von kritischer Masse zu verhindern. Plutonium wird in flüssiger Lösung mit größerer Wahrscheinlichkeit kritisch als in fester Form. Die Form der Masse ist ein wichtiger Faktor für die Kritikalität.

Verwendet: Plutonium wird als Sprengstoff in Atomwaffen eingesetzt. Die vollständige Detonation eines Kilogramms Plutonium führt zu einer Explosion, die der Explosion von ungefähr 20.000 Tonnen chemischem Explosivstoff entspricht. Ein Kilogramm Plutonium entspricht 22 Millionen Kilowattstunden Wärmeenergie, daher ist Plutonium für die Kernenergie wichtig.

Toxizität: Selbst wenn es nicht radioaktiv wäre, wäre Plutonium als Schwermetall giftig. Plutonium reichert sich im Knochenmark an. Wenn das Element zerfällt, setzt es Alpha-, Beta- und Gammastrahlung frei. Sowohl akute als auch langfristige Exposition können zu Strahlenkrankheit, Krebs und Tod führen. Eingeatmete Partikel können Lungenkrebs verursachen. Verschluckte Partikel schädigen hauptsächlich die Leber und das Skelett. Plutonium spielt in keinem Organismus eine bekannte biologische Rolle.

Quellen: Plutonium war das zweite entdeckte Transuran-Actinid. Pu-238 wurde 1940 von Seaborg, McMillan, Kennedy und Wahl durch Bombardierung von Uran mit Deuteronen hergestellt. In natürlichen Uranerzen kann Plutonium in Spuren vorkommen. Dieses Plutonium entsteht durch Bestrahlung des natürlichen Urans mit den vorhandenen Neutronen. Plutoniummetall kann durch Reduktion seines Trifluorids mit Erdalkalimetallen hergestellt werden.

Elementklassifizierung: Radioaktive Seltene Erden (Actinide)

Physikalische Plutoniumdaten

Dichte (g / cm³): 19,84

Schmelzpunkt (K): 914

Siedepunkt (K): 3505

Aussehen: silberweißes, radioaktives Metall

Atomradius (pm): 151

Ionenradius: 93 (+ 4e) 108 (+ 3e)

Fusionswärme (kJ / mol): 2.8

Verdampfungswärme (kJ / mol): 343,5

Pauling-Negativitätszahl: 1.28

Erste ionisierende Energie (kJ / mol): 491,9

Oxidationszustände: 6, 5, 4, 3

Gitterstruktur: Monoklin

Quellen

• Emsley, John (2011). Die Bausteine ​​der Natur: Eine Anleitung von A bis Z zu den Elementen. Oxford University Press. ISBN 978-0-19-960563-7.
• Greenwood, Norman N .; Earnshaw, Alan (1997). Chemie der Elemente (2. Aufl.). Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-08-037941-8.
• Hammond, C. R. (2004). Die Elemente, im Handbuch für Chemie und Physik (81. Aufl.). CRC drücken. ISBN 978-0-8493-0485-9.
• Seaborg, Glenn T. Die Plutonium-Geschichte. Lawrence Berkeley Laboratory, Universität von Kalifornien. LBL-13492, DE82 004551.
• Weast, Robert (1984). CRC, Handbuch für Chemie und Physik. Boca Raton, Florida: Veröffentlichen von Chemical Rubber Company. ISBN 0-8493-0464-4.