钚是元素原子序数94,元素符号为Pu。它是锕系中的一种放射性金属。纯钚金属在外观上呈银灰色,但在黑暗中会发出红色,因为它是自燃的。这是钚元素事实的集合。
原子序数:94
文号:浦
原子量:244.0642
发现:G.T.西堡、J.W.肯尼迪、E.M.麦克米兰、A.C.沃尔(1940年,美国)。钚的第一个样本是由加州大学伯克利分校的回旋加速器中氘核轰击铀产生的。反应产生了镎-238,它通过β发射衰变形成钚。虽然这一发现在1941年送交《物理评论》(Physical Review)的一篇论文中有记载,但该元素的公布被推迟到二战结束后。这是因为据预测,钚是可裂变的,使用一个以铀为燃料的慢速核反应堆生产钚-239相对容易生产和提纯。
电子组态:[Rn]5f6 7s2
词源:以冥王星命名。
同位素:已知的钚同位素有15种。最重要的同位素是钚-239,半衰期为24360年。
性质:钚在25°C时的比重为19.84(修改),熔点为641°C,沸点为3232°C,化合价为3、4、5或6。存在六种同素异形体修饰,具有不同的晶体结构和密度,范围为16.00至19.86 g/cm3。这种金属表面呈银白色,轻微氧化时呈黄色。钚是一种化学反应性金属。它容易溶解在浓盐酸、高氯酸或氢碘酸中,形成Pu3+离子。钚在离子溶液中表现出四种离子价态。这种金属具有易于与中子裂变的核特性。一块相对较大的钚通过阿尔法衰变释放出足够的能量,使其接触时感到温暖。较大的钚释放出足够的热量使水沸腾。钚是一种放射性毒物,必须小心处理。采取预防措施防止意外形成临界质量也很重要。钚在液体溶液中比在固体中更可能成为关键物质。质量的形状是临界性的一个重要因素。
用途:钚用作核武器中的爆炸物。一公斤钚的完全爆炸产生的爆炸相当于约20000吨化学炸药产生的爆炸。一公斤钚相当于2200万千瓦时的热能,因此钚对核能非常重要。
毒性:即使它不是放射性的,钚也会像重金属一样有毒。钚在骨髓中积累。随着元素的衰变,它会释放出α、β和γ辐射。急性和长期暴露都可能导致辐射病、癌症和死亡。吸入颗粒物可导致肺癌。摄入的颗粒主要损害肝脏和骨骼。钚在任何生物体中都没有已知的生物学作用。
来源:钚是第二个被发现的超铀锕系元素。1940年,希堡、麦克米兰、肯尼迪和瓦尔用氘核轰击铀生产了Pu-238。在天然铀矿石中可以发现微量钚。这种钚是由存在的中子辐照天然铀形成的。金属钚可以通过碱土金属还原其三氟化物来制备。
元素分类:放射性稀土(锕系元素)
密度(g/cc):19.84
熔点(K):914
沸点(K):3505
外观:银白色,放射性金属
原子半径(pm):151
离子半径:93(+4e)108(+3e)
熔化热(kJ/mol):2.8
蒸发热(kJ/mol):343.5
鲍林负数:1.28
第一电离能(kJ/mol):491.9
氧化状态:6,5,4,3
晶格结构:单斜
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