Plutonium

Eigenschaften
[Rn] 5f6 7s2 94Pu Periodensystem
Allgemein
Name, Symbol, Ordnungszahl	Plutonium, Pu, 94
Elementkategorie	Actinoide
Gruppe, Periode, Block	Ac, 7, f
Aussehen	silbriges Metall
CAS-Nummer	7440-07-5
EG-Nummer	231-117-7
ECHA-InfoCard	100.028.288
Massenanteil an der Erdhülle	2 · 10−16 ppm[1]
Atomar[2]
Atommasse	244,0642 u
Atomradius	151 pm
Kovalenter Radius	187 pm
Elektronenkonfiguration	[Rn] 5f6 7s2
1. Ionisierungsenergie	6.02576(25) eV[3] ≈ 581.4 kJ/mol[4]
2. Ionisierungsenergie	11.5(4) eV[3] ≈ 1110 kJ/mol[4]
3. Ionisierungsenergie	21.1(4) eV[3] ≈ 2040 kJ/mol[4]
4. Ionisierungsenergie	35.0(4) eV[3] ≈ 3380 kJ/mol[4]
5. Ionisierungsenergie	49.0(1,9) eV[3] ≈ 4730 kJ/mol[4]
Physikalisch[2]
Aggregatzustand	fest
Modifikationen	6
Kristallstruktur	monoklin
Dichte	19,816 g·cm−3
Magnetismus	paramagnetisch (χm = 6,2 · 10−4)[5]
Schmelzpunkt	912,5 K (639,4 °C)
Siedepunkt	3509 K (3230 °C)
Molares Volumen	12,29 · 10−6 m3·mol−1
Verdampfungsenthalpie	325 kJ·mol−1
Schmelzenthalpie	11,48[6] 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[6] W·m−1·K−1
Chemisch[2]
Oxidationszustände	+3, +4, +5, +6, (+7)
Normalpotential	−2,031 V (Pu3+ + 3 e− → Pu)
Elektronegativität	1,28 (Pauling-Skala)
Isotope
Isotop NH t1/2 ZA ZE (MeV) ZP 236Pu {syn.} 2,86 a α 5,867 232U 237Pu {syn.} 45,2 d ε 0,220 237Np α (0,0042 %) 5,748 233U 238Pu {syn.} 87,7 a α 5,593 234U SF (1,9 · 10−7 %) 239Pu {syn.} 24.110 a α 5,245 235U SF (3 · 10−10 %) 240Pu {syn.} 6564 a α 5,256 236U SF (5,7 · 10−6 %) 241Pu {syn.} 14,35 a β− 0,021 241Am α (0,0025 %) 5,14 237U SF (2 · 10−14 %) 242Pu {syn.} 375.000 a α 4,984 238U SF (0,00055 %) 243Pu {syn.} 4,956 h β− 0,579 243Am 244Pu 100 % 8,0 · 107 a α (99,88 %) 4,666 240U SF (0,12 %)
Weitere Isotope siehe Liste der Isotope
Gefahren- und Sicherheitshinweise
Radioaktiv
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung keine Einstufung verfügbar[7]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. 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 ist ein giftiges und radioaktives Schwermetall. Es wird in kleinsten Spuren in Gesteinen gefunden. Größer ist die Menge, die künstlich in Kernkraftwerken erzeugt wird.

Als eines der wenigen spaltbaren Elemente spielt es eine wichtige Rolle für den Bau von 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 Uran im Kernbrennstoff.

1. ↑ Hermann Sicius: Radioaktive Elemente: Actinoide: Eine Reise durch das Periodensystem. Springer-Verlag, 2015, ISBN 978-3-658-09829-2, S. 33. 
2. ↑ Die Werte der atomaren und physikalischen Eigenschaften (Infobox) sind, wenn nicht anders angegeben, aus www.webelements.com (Plutonium) entnommen.
3. ↑ ^{a b c d e} Eintrag zu plutonium in Kramida, A., Ralchenko, Yu., Reader, J. und NIST ASD Team (2019): NIST Atomic Spectra Database (ver. 5.7.1). Hrsg.: NIST, Gaithersburg, MD. doi:10.18434/T4W30F (physics.nist.gov/asd).  Abgerufen am 13. Juni 2020.
4. ↑ ^{a b c d e} Eintrag zu plutonium bei WebElements, www.webelements.com, abgerufen am 13. Juni 2020.
5. ↑ 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.
6. ↑ ^{a b} Harry H. Binder: Lexikon der chemischen Elemente. S. Hirzel Verlag, Stuttgart 1999, ISBN 3-7776-0736-3, S. 469–476.
7. ↑ 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.