Plutonium
5f6 7s2 244 Pu 94
↓ Periodická tabulka ↓
Malé kousky plutonia focené vůči pravítku s palcovou a centimetrovou škálou
Obecné
Název, značka, číslo	Plutonium, Pu, 94
Cizojazyčné názvy	lat. Plutonium
Skupina, perioda, blok	7. perioda, blok f
Chemická skupina	Aktinoidy
Koncentrace v zemské kůře	2×10−15 ppm
Vzhled	stříbrobílý kov
Identifikace
Registrační číslo CAS	7440-07-5
Atomové vlastnosti
Relativní atomová hmotnost	244,064
Atomový poloměr	150 pm
Kovalentní poloměr	162 pm
Iontový poloměr	(Pu3+) 108 pm (Pu4+) 93 pm (Pu5+) 80 pm (Pu6+) 73 pm
Elektronová konfigurace	5f6 7s2
Oxidační čísla	III, IV, V, VI, VII, VIII[1]
Elektronegativita (Paulingova stupnice)	1,28
Ionizační energie
První	5,5 eV
Druhá	13,0 eV
Třetí	23,5 eV
Čtvrtá	39,5 eV
Látkové vlastnosti
Krystalografická soustava	α-modifikace jednoklonná β-modifikace jednoklonná tělesně centrovaná γ-modifikace kosočtverečná plošně centrovaná δ-modifikace krychlová plošně centrovaná δ´-modifikace čtverečná tělesně centrovaná ε-modifikace krychlová tělesně centrovaná
Molární objem	12,29×10−6 m3/mol
Teplota změny modifikace	122 °C (α → β) 203 °C (β → γ) 317 °C (γ → δ) 453 °C (δ → δ´) 477 °C (δ´ → ε) °C (395,15 K)
Mechanické vlastnosti
Hustota	19,816 g/cm3 (mod. α, 21 °C) 17,77 g/cm3 (mod. β, 150 °C) 17,19 g/cm3 (mod. γ, 210 °C) 15,92 g/cm3 (mod. δ, 320 °C) 15,99 g/cm3 (mod. δ´, 465 °C) 16,48 g/cm3 (mod. ε, 500 °C) 16,185 g/cm3 (950 °C)
Skupenství	pevné
Povrchové napětí	550 ± 55 mN/m (při tt)
Rychlost zvuku	2 260 m/s
Termické vlastnosti
Tepelná vodivost	(0 °C) 6,16 W m−1 K−1 (25 °C) 6,70 W m−1 K−1 (77 °C) 7,90 W⋅m−1⋅K−1
Součinitel délkové roztažnosti	54×10−6 K−1
Molární atomizační entalpie	364,4 kJ/mol
Standardní molární entropie S°	51,5 J K−1 mol−1 (mod. α)
Termodynamické vlastnosti
Teplota tání	641 °C (914,15 K)
Teplota varu	3 232 °C (3 505,15 K)
Specifické teplo tání	2,828 kJ/mol
Specifické teplo varu	333,5 kJ/mol (1 320 °C)
Entalpie změny modifikace ΔHα→β	3,77 kJ/mol (α → β) 0,669 kJ/mol (β → γ) 0,619 kJ/mol (γ → δ) 0,042 kJ/mol (δ → δ´) 1,858 kJ/mol (δ´ → ε)
Molární tepelná kapacita	36,99 J K−1 mol−1 (α mod., 67 °C) 34,31 J K−1 mol−1 (β mod., 200 °C) 37,02 J K−1 mol−1 (γ mod., 270 °C) 37,66 J K−1 mol−1 (δ mod.) 35,1 J K−1 mol−1 (ε mod.) 41,8 J K−1 mol−1 (kapalina, 675 °C)
Elektromagnetické vlastnosti
Měrný elektrický odpor	141,4×10−8 Ω m (107 °C)
Teplota přechodu do supravodivého stavu	0,5 K
Standardní elektrodový potenciál	(Pu3+ → Pu0) -2,031 V (Pu4+ → Pu3+) 1,006 V (Pu5+ → Pu4+) 1,099 V
Magnetické chování	paramagnetický
Měrná magnetická susceptibilita	2,52×10−6 cm3/g (20 °C)
Bezpečnost
Radioaktivní
I V (%) S T1/2 Z E (MeV) P {{{izotopy}}}
Není-li uvedeno jinak, jsou použity jednotky SI a STP (25 °C, 100 kPa).
Sm ⋏ Neptunium ≺ Pu ≻ Americium

Plutonium (chemická značka Pu) je šestý člen z řady aktinoidů, druhý transuran, radioaktivní, řetězovou reakcí štěpitelný, toxický kovový prvek, připravovaný uměle bombardováním uranu v jaderných reaktorech, především pro výrobu jaderných bomb. Je využitelné rovněž jako palivo pro jaderné reaktory a jako zdroj energie pro radioizotopový termoelektrický generátor.

Základní fyzikálně-chemické vlastnosti

Plutonium je radioaktivní kovový prvek stříbřitě bílé barvy, která se působením vzdušného kyslíku mění na šedavou. Čisté plutonium je podobně jako uran ve formě hoblin a pilin samozápalné, proto jeho zpracování vyžaduje extrémní opatrnost.

Ve sloučeninách se vyskytuje v mocenství od Pu⁺³ po Pu^+7[1], přičemž stálejší jsou sloučeniny s nižší valencí. Soli plutonia vykazují v roztoku rozdílné zabarvení podle mocenství plutoniového iontu. Nejběžnější oxidační číslo plutonia je +IV a v tomto oxidační stupni vytváří plutonium amfoterní oxid plutoničitý PuO₂. To znamená, že tento oxid se v roztocích kyselin rozpouští za vzniku plutoničitých solí a v zásadách za vzniku komplexního aniontu a vytváří plutoničitany. Plutoničité soli nejsou v roztocích úplně stabilní a částečně nebo úplně hydrolyzují, to je možno potlačit snížením pH (přidáním kyseliny) do roztoku.

Čistý kov lze připravit redukcí fluoridu plutonia kovovým lithiem nebo baryem při teplotě kolem 1200 °C.

PuF₆ + 6 Li → Pu + 6 LiF

PuF₆ + 3 Ba → Pu + 3 BaF₂

Historie objevu

Plutonium bylo poprvé připraveno roku 1940 dvěma vědeckými týmy bombardováním ²³⁸U neutrony. V jaderné laboratoři v Berkeley na kalifornské univerzitě ho připravili Edwin M. McMillan a Philip Abelson a v britské Cambridgi ohlásili jeho přípravu Norman Feather a Egon Bretscher.

Příprava a izolace čistého kovu se uskutečnila 23. února 1941 v Berkeley bombardováním uranu jádry deuteria v cyklotronu. Jako autoři tohoto experimentu jsou označováni Glenn T. Seaborg, Edwin McMillan, J. W. Kennedy a A. C. Wahl. Vzhledem k probíhající druhé světové válce byly výsledky tohoto bádání udržovány v tajnosti, zvláště proto, že jedna ze dvou atomových bomb svržených USA na Japonsko byla vyrobena právě z plutonia.

Výskyt a izotopy

Plutonium patří mezi uměle připravené prvky a v přírodě je možné se setkat jen se skutečně ultrastopovými množstvími v uranových rudách, kde mohou jednotlivé atomy vzniknout z ²³⁸U po záchytu neutronu a následných dvou rozpadech β.

Mezi 20 známými izotopy plutonia existuje několik, které vykazují dostatečně velký poločas rozpadu, aby je bylo možno prakticky využít. Nejdelší poločas (asi 80 milionů let) má ²⁴⁴Pu, nejdůležitější izotop ²³⁹Pu se rozpadá s poločasem 24 110 let, ²⁴⁰Pu 6561 let, ²⁴¹Pu 14,325 roků, ²⁴²Pu 375 000 let a ²³⁸Pu má poločas rozpadu 87,7 let; existuje však celá řada dalších izotopů:

www.astronomia.sk | www.biologia.sk | www.botanika.sk | www.dejiny.sk | www.economy.sk | www.elektrotechnika.sk | www.estetika.sk | www.farmakologia.sk | www.filozofia.sk | Fyzika | www.futurologia.sk | www.genetika.sk | www.chemia.sk | www.lingvistika.sk | www.politologia.sk | www.psychologia.sk | www.sexuologia.sk | www.sociologia.sk | www.veda.sk I www.zoologia.sk