Objaviteľ: Glenn T. Seaborg, Edwin McMillan, Joseph W. Kennedy a Arthur Wahl (1940)
Kľúčové vlastnosti
Atómová hmotnosť
244 u
Atómový polomer
175 pm
Hustota
19816 kg/m³
Elektronegativita
1.28
Ionizačná energia
584.7 kJ/mol
Elektrónová afinita
-48.33 kJ/mol
História objavenia
Názov pre prvok 94 navrhol Edwin McMillan (ktorý predtým pomenoval neptúnium) podľa Pluta, v tom čase považovaného za ďalšiu planétu v poradí. Glenn T. Seaborg, vedúci tímu objaviteľov, pôvodne zvažoval názov "plutium", ale nakoniec sa rozhodol pre "plutónium", pretože to podľa neho znelo lepšie. Symbol "Pu" zvolil Seaborg údajne ako vtip, odkazujúc na anglické citoslovce "P U" pre zápach, a tento symbol bol prekvapivo prijatý.
Plutónium (konkrétne izotop ²³⁸Pu) prvýkrát vyrobili, izolovali a chemicky identifikovali Glenn T. Seaborg, Edwin McMillan, Joseph W. Kennedy a Arthur Wahl medzi decembrom 1940 a februárom 1941 na University of California, Berkeley. Kľúčovou metódou bolo bombardovanie uránu-238 (²³⁸U) deuterónmi (jadrami deutéria, ²H) v 60-palcovom cyklotróne. Týmto procesom vznikol neptúnium-238 (²³⁸Np), ktorý sa následne beta mínus rozpadom (polčas rozpadu približne 2,1 dňa) premenil na plutónium-238 (²³⁸Pu). Objav bol zverejnený až po druhej svetovej vojne v roku 1946 kvôli bezpečnostným dôvodom súvisiacim s Projektom Manhattan.
Prvá izolácia a meranie stopového množstva iného dôležitého izotopu, plutónia-239 (²³⁹Pu), sa uskutočnili 20. augusta 1942 v tajnom Metalurgickom laboratóriu Chicagskej univerzity tímom Burrisa B. Cunninghama a Louisa B. Wernera; izolovali asi 1 mikrogram. Prvá viditeľná vzorka kovového plutónia (niekoľko mikrogramov vo forme kovových guľôčok) bola pripravená v novembri 1943 redukciou fluoridu plutonitého (PuF₃).
Elektrónová konfigurácia
Zlúčeniny a minerály
Plutónium je rádioaktívny, nemá žiadne stabilné izotopy a v prírode sa prakticky nevyskytuje (s výnimkou nemerateľných stopových množstiev). Pripravuje sa umelo v jadrových reaktoroch. Keďže sa netvorí prirodzenými geologickými procesmi, nemá žiadne vlastné minerály.
Základná charakteristika
- Prvýkrát ho syntetizoval a izoloval tím (Glenn T. Seaborg, Edwin McMillan, Joseph W. Kennedy, Arthur Wahl) v rokoch 1940−1941.
- Je to rádioaktívny, striebrolesklý kov; na vzduchu rýchlo tmavne a pokrýva sa vrstvou oxidov.
- Patrí medzi aktinoidy.
- Vykazuje najmenej šesť alotropických modifikácií v pevnom stave s rôznymi hustotami a štruktúrami.
- Pripravuje sa umelo, najmä ožarovaním ²³⁸U neutrónmi v jadrových reaktoroch; vzniká cez medziprodukt neptúnium-239, ktoré sa beta-rozpadom mení na plutónium-239.
- Má komplexnú chémiu s oxidačnými stavmi od II po VII; najbežnejšie v roztokoch sú III (plutonitý), IV (plutoničitý), V (plutonyl) a VI (plutonyl).
- Najvýznamnejší izotop ²³⁹Pu je štiepiteľný tepelnými neutrónmi (polčas rozpadu ~24 100 rokov); je kľúčový pre jadrové zbrane a jadrové palivo (napr. MOX palivo).
- Izotop ²³⁸Pu je silný alfa žiarič (polčas rozpadu ~87,7 roka); používa sa ako zdroj tepla v RTG pre vesmírne sondy a historicky v kardiostimulátoroch.
- Plutónium a jeho zlúčeniny sú extrémne toxické (chemicky aj rádiologicky); vyžadujú prísne bezpečnostné opatrenia.
Oxid plutoničitý link
Oxid plutoničitý (PuO₂) je chemicky veľmi stabilný žiaruvzdorný keramický materiál. Je hlavnou formou plutónia používanou ako jadrové palivo (najmä MOX) a na dlhodobé skladovanie.
