Плутоний

Плутоний (лат. Plutonіum; Pu) — элементтердің периодтық жүйесінің ІІІ тобындағы жасанды жолмен алынған бірінші радиоактивті хим. элемент; ат. н. 94, ат. м. 244,0642, актиноидтар тобына жатады. Плутонийді 1940 ж американдық ғалымдар Г.Сиборг, Э.Макмиллан, Дж.Кеннеди және А.Валь ашқан. Олар ²³⁸U элементін ауыр сутек ядросы дейтронмен сәулелендіру арқылы ²³⁹Pu-ді алды. Массалық сандары 232-ден 246-ға дейін болатын 15 изотопы белгілі. Тұрақты изотопы ²⁴⁴Pu (Т_½ = 7,5•10⁷ жыл,  сәуле шығарғыш).

94 Нептуний ← Плутоний → Америций Sm ↑ Pu ↓ (Uqo) Периодическая система элементов 94Pu
Жай заттың сыртқы бейнесі
Радиоактивті күміс металл
Атом қасиеті
Атауы, символ, нөмірі	Плутоний, 94
Топ типі	Актиноидтар
Топ, период, блок	ІІІ, 7, f
Атомдық масса (молярлық масса)	[244] 244,0642 м. а. б. (г/моль)
Электрондық конфигурация	[Rn] 5f6 7s2
Қабықшалар бойынша электрондар	2, 8, 18, 32, 24, 8, 2
Атом радиусы	159 пм
Химиялық қасиеттері
Ковалентті радиус	187±1 пм
Ион радиусы	Pu3+: 100 пм, Pu4+: 86 пм, Pu5+: 74 пм, Pu6+: 71 пм
Электртерістілігі	1,28 (Полинг шкаласы)
Электродты потенциал	Pu←Pu4+ −1,25 В, Pu←Pu3+ −2,0 В, Pu←Pu2+ −1,2 В
Тотығу дәрежелері	+2, +3, +4, +5, +6, +7, +8
Иондалу энергиясы (бірінші электрон)	584.7 кДж/моль (эВ)
Жай заттың термодинамикалық қасиеттері
Термодинамикалық фаза	Қатты дене
Тығыздық (қ.ж.)	19,84 г/см³
Балқу температурасы	°C; 912 K; 1182 °F
Қайнау температурасы	°C; 3507 K; 5855 °F
Балқу жылуы	2,8 кДж/моль
Булану жылуы	343,5 кДж/моль
Молярлық жылусыйымдылық	32,77 Дж/(K·моль)
Молярлық көлем	12,12 см³/моль
Қаныққан бу қысымы P (Па) 1 10 100 1000 10 000 100 000 T (К) 1756 1953 2198 2511 2926 3499
Жай заттың кристаллдық торы
Тор құрылымы	Моноклиндік
Тор параметрлері	a=6,183 Å b=4,822 Å c=10,963 Å β=101,8° Å
Дебай температурасы	162 K
Басқа да қасиеттері
Жылуөткізгіштік	(300 K) 6,74 Вт/(м·К)
Дыбыс жылдамдығы	2260 м/с
Юнг модульі	96 ГПа
Жылжу модульі	43 ГПа
Пуассон коэффициенті	0.21
CAS нөмірі	7440-07-5

Плутоний жылтыр, күмістей ақ металл, морт; тығыздығы 19,80 г/см³, балқу t 640 °С, қайнау t 3350 °С, 112 °С-тан төмен температурада моноклинді -фазасы тұрақты. Тотығу дәрежелері +3-тен +7-ге дейін, тұрақтысы +4. Түйірлі Плутоний ауада баяу тотығады, ұнтақ және жаңқа күйінде өздігінен тұтанғыш Плутоний — өте улы, адам организміне түскенде сүйектер мен бауырда жиналады.

Қыздырғанда галогендермен, H₂, N₂, S, NH₃-пен, сумен баяу әрекеттесіп, HCl, HСlO₄, H₃PO₄-терде ериді, концентрлі HNO₃ пен H₂SO₄-те салғырттанады. Көптеген металмен аралық металлидтер түзеді. Плутонийдің (ІV) оксиді PuO₂ — сарғыш қоңыр түсті кристалды ұнтақ, сәйкес гидроксиді Pu(OH)₄ қышқылдармен тұз түзеді; нитраттары, фторидтері, т.б. тұздары өте күрделі технологиялық процестерде Плутонийді ураннан бөліп алуда пайдаланылады. Плутоний ядролық реакторларда, атомдық, термоядролық бомбаларда т.б. қолданылады. 238Pu изотопынан қуаты 5, одан да көп жылға жететін ат. электрбатареялары жасалады.

Пайдаланылған әдебиет

“Қазақ Энциклопедиясы”, VII-том