Pu
Плутоний
| Группа | Актиниды | Температура плавления | 640 ° С, 1184 ° F, 913 К |
| Период | 7 | Точка кипения | 3228 ° С, 5842 ° F, 3501 К |
| Блокировать | ж | Плотность (г см -3 ) | 19,7 |
| Атомный номер | 94 | Относительная атомная масса | [244] |
| Состояние при 20 ° C | Твердый | Ключевые изотопы | 238 Pu, 239 Pu, 240 Pu |
| Электронная конфигурация | [Rn] 5f 6 7s 2 | Количество CAS | 7440-07-5 |
Использование и свойства элемента Плутоний
Объяснение изображения
Изображение навеяно цитатой Роберта Оппенгеймера после первого испытания атомной бомбы в пустыне Невада. «Мы знали, что мир не будет прежним. Некоторые смеялись, некоторые плакали. Большинство людей молчали. Я вспомнил строчку из индуистского писания, Бхагавад-Гиты. Вишну пытается убедить принца, что он должен выполнить свой долг, и, чтобы произвести на него впечатление, принимает свою многорукую форму и говорит: «Теперь я стал Смертью, разрушителем миров». Полагаю, все мы так или иначе думали так или иначе.
Внешность
Радиоактивный серебристый металл.
Использует
Плутоний использовался в нескольких первых атомных бомбах и до сих пор используется в ядерном оружии. Полная детонация килограмма плутония производит взрыв, эквивалентный более чем 10 000 тонн химического взрывчатого вещества.Плутоний также является ключевым материалом в развитии ядерной энергетики. Он использовался в качестве источника энергии в космических миссиях, таких как марсоход Curiosity Rover и космический корабль New Horizons на пути к Плутону.
Биологическая роль
Плутоний не играет известной биологической роли. Он чрезвычайно токсичен из-за своей радиоактивности.
Природное изобилие
Самый большой источник плутония — это облучение урана в ядерных реакторах. В результате образуется изотоп плутоний-239, период полураспада которого составляет 24 400 лет.Металлический плутоний получают путем восстановления тетрафторида плутония кальцием.
История химического элемента Плутоний
Плутоний впервые был произведен в декабре 1940 года в Беркли, Калифорния, Гленном Сиборгом, Артуром Уолем, Джозефом Кеннеди и Эдвином Макмилланом. Они получили его, бомбардируя уран-238 ядрами дейтерия (альфа-частицами). Сначала был произведен нептуний-238 с периодом полураспада два дня, который распался в результате бета-излучения с образованием элемента 94 (плутония). В течение пары месяцев элемент 94 был окончательно идентифицирован, и было показано, что его основной химический состав похож на уран.
Во-первых, количество произведенного плутония было невидимым для глаз, но к августу 1942 года его было достаточно, чтобы увидеть и весить, хотя и всего 3 миллионных грамма. Однако к 1945 году у американцев было несколько килограммов и достаточно плутония, чтобы сделать три атомные бомбы, одна из которых взорвалась над Нагасаки в августе 1945 года.
Химические свойства
| Атомный радиус, несвязанный (Å) | 2,43 | Ковалентный радиус (Å) | 1,80 |
| Сродство к электрону (кДж моль -1 ) | Неизвестно | Электроотрицательность (шкала Полинга) | 1.3 |
| Энергия ионизационной (кДж моль -1 ) | 1- й 581,4212- й 1080,63- й-4 чт -5 чт -6 чт -7 чт -8 чт- |
Состояния окисления и изотопы Плутоний
| Общие состояния окисления | 6, 5, 4 , 3 | ||||
| Изотопы | Изотоп | Атомная масса | Естественное изобилие (%) | Период полураспада | Режим распада |
| 238 Pu | 238,050 | — | 87,7 года | α | |
| 4,75 × 10 10 лет | нф | ||||
| 239 Pu | 239,052 | — | 2,410 х 10 4 г | α | |
| 8 × 10 5 лет | нф | ||||
| 240 Pu | 240,054 | — | 6,56 × 10 3 г | α | |
| 1.14 × 10 11 г | нф | ||||
| 241 Pu | 241,057 | — | 14,33 года | β- | |
| α | |||||
| > 6 х 10 16 лет | нф | ||||
| 242 Pu | 242,059 | — | 3,75 × 10 5 лет | α | |
| 6,77 × 10 10 лет | нф | ||||
| 244 Pu | 244,064 | — | 8,12 × 10 7 лет | α | |
| 6,6 × 10 10 лет | нф |
Данные о давлении и температуре
| Удельная теплоемкость (Дж кг −1 K −1 ) | Неизвестно | Модуль Юнга (ГПа) | Неизвестно | |||||||
| Модуль сдвига (ГПа) | Неизвестно | Объемный модуль (ГПа) | Неизвестно | |||||||
| Давление газа | ||||||||||
| Температура (K) | 400600800100012001400160018002000 г.22002400 | |||||||||
| 400 | 600 | 800 | 1000 | 1200 | 1400 | 1600 | 1800 | 2000 г. | 2200 | 2400 |
| Давление (Па) | —1,03 х 10-86,17 х 10-60,0005940,01820,2622.212,653,8 | |||||||||
| — | — | — | 1,03 х 10-8 | 6,17 х 10-6 | 0,000594 | 0,0182 | 0,262 | 2.2 | 12,6 | 53,8 |