作为一种化学元素,它在地球上非常罕见,这就是为什么它以其人造来源而闻名。它最常见的用途是核燃料制造或核武器公司。它属于锕系金属,其所有同位素都具有放射性。您可以在此处了解有关钚的更多信息,例如性质、来源和特征。
什么是钚?
它是一种超铀化学元素,这意味着它超越了铀。它的颜色为银灰色,但暴露在空气中时呈黑色,氧化后形成不透明的黄色层,也称为绿钚。通常,它有6种同素异形态和4种氧化态。此外,它还可以与氮、碳、硅和卤素发生反应。
钚符号
Pu的原子序数为 94,原子质量为 244。它有 16 个稳定原子变体,即反应同位素。钚 239 由于其裂变特性而具有更大的化学意义,但它也可以捕获中子以产生更高的同位素。
钚的特性
钚易溶于高氯酸和氢碘酸。由于它在阿尔法衰变过程中释放能量,因此能够释放大量热量。在室温下,它是一种类似于铸铁的硬而脆的元素。钚的其他特性是:
- 导电性:它不是热和电的良导体。
- 溶解性:溶于酸并与王水发生反应。
- 电阻率:室温下较高,低温下甚至更高。
- 同素异形体:有6种能级相似的同素异形体。
- 亮度:发出强烈的光芒。
- 结构:单斜晶系。
钚的化学和物理性质
- 原子序数:94
- 周期: 7
- 块: f
- 共价半径: 187+-1
- 原子半径: 159
- 平均半径: 135
- 密度: 19816公斤/立方米
- 熔点: 912.5K
- 比热: 35.5焦耳
- 弹性模量: 96GPa
- 沸点: 3505K
- 电负性: 1.28
- 声速: 293.15 K 时 2.260 m/s
- 蒸气压: 2926 K 时 10.00 Pa
- 电子排布: [Rn] 5f 6 7s 2
- 汽化焓: 333.5 kJ/mol
- 熔化焓: 2.82 Kj/mol
- 导热系数: 6.74W
- 剪切模量: 43 GPa
钚的起源
1934年,意大利物理学家恩里科·费米和罗马大学的几位科学家宣布他们发现了94号元素,他们将其称为Hesperium。它是由氪、钡等元素的混合物制成的,但由于没有发现核裂变,实验并没有得出结论。
后来,1940 年 12 月 14 日,钚 238 首次被分离出来,次年,由于埃德温·麦克米伦 (Edwin McMillan)、AC 瓦尔 (AC Wahl)、格伦·T·西博格 (Glenn T Seaborg) 和 JW 肯尼迪 (JW Kennedy),它在化学上得到了认可。这些科学家在名为 Cycloton 的粒子加速器中用氘轰击铀元素,Cycloton 是一种氢同位素,其原子核中含有一个质子和一个中子。
轰击的结果产生了元素镎238,它通过β发射衰变,寿命很短,只有两天。然后,埃德温·麦克米伦 (Edwin McMillan) 提议将 94 号元素命名为冥王星 (Pluto),因为它是紧随其后的行星。格伦·西博格后来建议将其称为 Plutio,然后将其称为 Plutium。
钚有什么用?
它最重要的用途很大程度上取决于它的两个特性,即热能,它会导致该元素散发出大量的热量。第二个方面是航天器和探测器的电力。以下是该元素的一些应用:
行业
这种元素周期表元素产生热量的能力使其非常适合用于热电发电机应用。这些变压器能够将热量转化为电能。它还用作制造原子弹和核电站的燃料。用于此的同位素是钚 239,它会发生核裂变。
药品
它产生的能量可以用来制造心脏病患者所需的人工起搏器。最常用于此目的的同位素是钚238,因为它发出的辐射对人类健康无害。
总之,钚是一种属于锕系元素的化学元素,颜色为银色,具有不同的晶体结构。此外,它还用于制造核武器和核燃料。它是合成制造的,在自然界中很稀有。此外,它还具有毒性和放射性;如果摄入或吸入,可能会导致疾病或死亡。