Plutonium

Plutonium
Basisdata
Navn		Plutonium
Symbol		Pu
Atomnummer		94
Utseende		sølvgrå
Plass i periodesystemet
Periode		7
Blokk		f
Kjemisk serie		actinoider
Atomegenskaper
Atomvekt		244,0642 u
Empirisk atomradius		175 pm
Elektronkonfigurasjon		[Rn] 5f6 7s2
Elektroner per energinivå		2, 8, 18, 32, 24, 8, 2
Oksidasjonstilstander		+3, +4, +5, +6
Krystallstruktur		monoklinisk
Fysiske egenskaper
Stofftilstand		fast stoff
Smeltepunkt		641 °C
Kokepunkt		3 327 °C
Molart volum		12,32 · 10-6 m³/mol
Tetthet		19 740 kg/m³
Fordampningsvarme		333,5 kJ/mol
Smeltevarme		2,82 kJ/mol
Lydfart		2 260 m/s
Diverse
Elektronegativitet etter Pauling-skalaen		1,28
Spesifikk varmekapasitet		130 J/(kg · K)
Elektrisk ledningsevne		6,7 · 105 S/m
Termisk konduktivitet		6,74 W/(m · K)
SI-enheter & STP er brukt, hvis ikke annet er nevnt. MV = Manglende verdi.

Plutonium er et radioaktivt grunnstoff med atomnummer 94 og atomsymbol Pu.

Historie

Plutonium

Plutonium ble isolert og fremstilt første gang 14. desember 1940 av Dr. Glenn T. Seaborg, Edwin Mattison McMillan, J. W. Kennedy, og A. C. Wahl ved Berkely-universitet i California, USA. Fremstillingsmetoden var å bombardere ²³⁸U (uran) med deuterium:

$\mathrm {^{238}_{\ 92}U\ +\ _{1}^{2}D\longrightarrow \ _{\ 93}^{238}Np\ +\ 2\ _{0}^{1}n\quad ;\quad _{\ 93}^{238}Np\ {\xrightarrow[{2,117\ d}]{\beta ^{-}}}\ _{\ 94}^{238}Pu}$

Oppdagelsen ble holdt hemmelig på grunn av 2. verdenskrig.

Det nye grunnstoffet ble oppkalt etter dvergplaneten Pluto som på den tiden fremdeles ble betraktet som en planet. Opprinnelig vurderte Seaborg og de andre å kalle det nye grunnstoffet «ultinium» eller «extremium», fordi de trodde de hadde funnet det siste mulige grunnstoffet i periodesystemet.

Plutoniumatomets elektronskall

Egenskaper

Plutonium tilhører actinoidene, og i ren form er det et sølv-hvitt metall. Når det oksiderer, får det et gulaktig belegg. Det har dårlig elektrisk og termisk ledningsevne og blir regnet som paramagnetisk. Plutonium er et reaktivt metall, og oksiderer lett i luft. Ved oppvarming reagerer det med de fleste ikke-metallene og vann, men ved romtemperatur blir det ikke angrepet av vann og basiske løsninger. I konsentrert salpetersyre dannes et passiviserende oksidsjikt som hindrer videre korrosjon. Plutonium løses opp av saltsyre og salpetersyre som inneholder fluorider.

På grunn av strålingen utvikler rent plutonium varme. 100 gram av isotopen ²³⁹Pu avgir omkring 0,2 Watt.

Plutonium regnes som det farligste kjente grunnstoffet. Det er ekstremt giftig kjemisk sett, i tillegg til at det er radioaktivt. Det samles i benmargen og er svært kreftfremkallende.

Isotoper

Plutonium har ingen stabile isotoper. 20 isotoper er kjent, og de mest stabile er ²⁴⁴Pu med halveringstid 7,93 × 10⁷ år, ²⁴²Pu med halveringstid 3,742 × 10⁵ år, ²³⁹Pu med halveringstid 24 110 år, ²⁴⁰Pu med halveringstid 6 563 år, ²³⁸Pu med halveringstid 87,7 år, ²⁴¹Pu med halveringstid 14,35 år, og ²³⁶Pu med halveringstid 2,858 år. Alle de resterende isotopene har halveringstider kortere enn 50 døgn, og de fleste kortere enn 1 døgn. Isotopene ²³⁶Pu, ²³⁸Pu, ²³⁹Pu, ²⁴⁰Pu, ²⁴¹Pu, ²⁴²Pu, ²⁴⁴Pu er spaltbare (fissile) – det vil si at kjernene kan spaltes spontant.

Allotropiske former

Diagram som viser plutoniums allotropiske former

Plutonium har 6 allotropiske former ved normalt atmosfærisk trykk (en syvende eksisterer ved trykk over 40 GPa). Disse har sterkt varierende tetthet:

Allotropiske former ved atmospfæretrykk

Form	Temperaturområde	Tetthet	Krystallstruktur
α-Pu	0 K – 395 K	19 770 kg/m³	Monoklin primitiv
ß-Pu	395 K – 479 K	17 700 kg/m³	monoklin basesentrert
γ-Pu	479 K – 592 K	17 140 kg/m³	Ortorombisk flatesentrert
δ-Pu	592 K – 730 K	15 900 kg/m³	monoklin basesentrert
δ1-Pu	730 K – 749 K	16 000 kg/m³	tetragonal romsentrert
ε-Pu	749 K – 914 K	16 500 kg/m³	kubisk romsentrert
flytende	914 K – 3503 K	16 630 kg/m³	—

CAS-nummer: 7440-07-5

Anvendelse

Plutonium benyttes som brensel i atomreaktorer og i atomvåpen.

Se også

• Periodesystemet
• Grunnstoffliste
• Isotoptabell
• Kreft
• Kreftfremkallende stoffer