Plutonium
| Eigenschaften | |||
|---|---|---|---|
| Allgemein | |||
| Name, Symbol, Ordnungszahl | Plutonium, Pu, 94 | ||
| Elementkategorie | Actinoide | ||
| Gruppe, Periode, Block | Ac, 7, f | ||
| Aussehen | silbriges Metall | ||
| CAS-Nummer | |||
| EG-Nummer | 231-117-7 | ||
| ECHA-InfoCard | 100.028.288 | ||
| Massenanteil an der Erdhülle | 2 · 10−16 ppm | ||
| Atomar | |||
| Atommasse | 244,0642 u | ||
| Atomradius | 151 pm | ||
| Kovalenter Radius | 187 pm | ||
| Elektronenkonfiguration | [Rn] 5f6 7s2 | ||
| 1. Ionisierungsenergie | 6.02576(25) eV ≈ 581.4 kJ/mol | ||
| 2. Ionisierungsenergie | 11.5(4) eV ≈ 1110 kJ/mol | ||
| 3. Ionisierungsenergie | 21.1(4) eV ≈ 2040 kJ/mol | ||
| 4. Ionisierungsenergie | 35.0(4) eV ≈ 3380 kJ/mol | ||
| 5. Ionisierungsenergie | 49.0(1,9) eV ≈ 4730 kJ/mol | ||
| Physikalisch | |||
| Aggregatzustand | fest | ||
| Modifikationen | 6 | ||
| Kristallstruktur | monoklin | ||
| Dichte | 19,816 g·cm−3 | ||
| Magnetismus | paramagnetisch (χm = 6,2 · 10−4) | ||
| Schmelzpunkt | 913 ± 2 K (640 ± 2 °C) | ||
| Siedepunkt | 3509 K (3230 °C) | ||
| Molares Volumen | 12,29 · 10−6 m3·mol−1 | ||
| Verdampfungsenthalpie | 325 kJ·mol−1 | ||
| Schmelzenthalpie | 11,48 kJ·mol−1 | ||
| Schallgeschwindigkeit | 2260 m·s−1 bei 293,15 K | ||
| Spezifische Wärmekapazität | 130 J·kg−1·K−1 | ||
| Elektrische Leitfähigkeit | 0,68 · 106 S·m−1 | ||
| Wärmeleitfähigkeit | 6,74 W·m−1·K−1 | ||
| Chemisch | |||
| Oxidationszustände | +3, +4, +5, +6, (+7) | ||
| Normalpotential | −2,031 V (Pu3+ + 3 e− → Pu) | ||
| Elektronegativität | 1,28 (Pauling-Skala) | ||
| Isotope | |||
| Weitere Isotope siehe Liste der Isotope | |||
| Gefahren- und Sicherheitshinweise | |||
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Radioaktiv | |||
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| Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen. | |||
Plutonium ist ein chemisches Element mit dem Elementsymbol Pu und der Ordnungszahl 94, der höchsten Ordnungszahl aller natürlich vorkommenden Elemente. Im Periodensystem steht es in der Gruppe der Actinoide (7. Periode, f-Block) und zählt zu den Transuranen. Benannt wurde es nach dem Zwergplaneten Pluto.
Plutonium zählt zu den Kernbrennstoffen. Es ist ein giftiges und radioaktives Schwermetall in seiner metallischen, festen Form. Es gilt aufgrund seiner hohen Alphastrahlung von rund fünf Millionen Elektronenvolt, bzw. spezifischen Aktivität, als das gefährlichste chemische Element; es ist jedoch kein Giftstoff per se. Es wird in kleinsten Spuren in Gesteinen gefunden, welche so gering sind (wenige ppt), dass die Erschließung nicht möglich ist. Größere, quantitative Mengen des Elements wurden nur künstlich mittels Kernreaktoren erzeugt.
Als eines der wenigen spaltbaren Elemente spielt es eine entscheidende Rolle als Spaltstoff für Kernreaktoren oder Kernwaffen. So war es das Spaltmaterial der Atombombe, die am 9. August 1945 auf Nagasaki abgeworfen wurde (Fat Man). Beim Betrieb von Kernreaktoren entsteht Plutonium aus dem gewöhnlichen Uran im Kernbrennstoff und trägt teilweise zur Energieerzeugung bei.
- ↑ Hermann Sicius: Radioaktive Elemente: Actinoide: Eine Reise durch das Periodensystem. Springer-Verlag, 2015, ISBN 978-3-658-09829-2, S. 33.
- ↑ Die Werte der atomaren und physikalischen Eigenschaften (Infobox) sind, wenn nicht anders angegeben, aus www.webelements.com (Plutonium) entnommen.
- 1 2 3 4 5 Eintrag zu plutonium in Kramida, A., Ralchenko, Yu., Reader, J. und NIST ASD Team (2019): NIST Atomic Spectra Database (ver. 5.7.1). Hrsg.: National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD. doi:10.18434/T4W30F (physics.nist.gov/asd). Abgerufen am 13. Juni 2020.
- 1 2 3 4 5 Eintrag zu plutonium bei WebElements, www.webelements.com, abgerufen am 13. Juni 2020.
- ↑ Die Werte der atomaren und physikalischen Eigenschaften (Infobox) sind, wenn nicht anders angegeben, aus www.webelements.com (Plutonium) entnommen.
- ↑ David R. Lide (Hrsg.): CRC Handbook of Chemistry and Physics. 90. Auflage. (Internet-Version: 2010), CRC Press / Taylor and Francis, Boca Raton FL, Magnetic Susceptibility of the Elements and Inorganic Compounds, S. 4-145. Die Werte dort sind auf g·mol−1 bezogen und in cgs-Einheiten angegeben. Der hier angegebene Wert ist der daraus berechnete maßeinheitslose SI-Wert.
- ↑ Rudy J. M. Konings, Ondrej Beneš: The Thermodynamic Properties of the f-Elements and Their Compounds. I. The Lanthanide and Actinide Metals. In: Journal of Physical and Chemical Reference Data. Band 39, Nr. 4, 2010, Artikel 043102, doi:10.1063/1.3474238.
- 1 2 Harry H. Binder: Lexikon der chemischen Elemente. S. Hirzel Verlag, Stuttgart 1999, ISBN 3-7776-0736-3, S. 469–476.
- ↑ Die Werte der atomaren und physikalischen Eigenschaften (Infobox) sind, wenn nicht anders angegeben, aus www.webelements.com (Plutonium) entnommen.
- ↑ Die von der Radioaktivität ausgehenden Gefahren gehören nicht zu den einzustufenden Eigenschaften nach der GHS-Kennzeichnung. In Bezug auf weitere Gefahren wurde dieses Element entweder noch nicht eingestuft oder eine verlässliche und zitierfähige Quelle hierzu wurde noch nicht gefunden.