Come elemento chimico è molto raro sulla terra, motivo per cui è conosciuto soprattutto per la sua origine artificiale. I suoi usi più comuni sono nella produzione di combustibile nucleare o nelle aziende produttrici di armi nucleari. Appartiene alla categoria dei metalli attinidi e tutti i suoi isotopi sono radioattivi. Puoi avere maggiori informazioni sul plutonio come proprietà, origine e caratteristiche qui.
Cos’è il plutonio?
È un elemento chimico transuranico, il che significa che va oltre l’uranio. Il suo colore è grigio argentato, ma esposto all’aria risulta scuro e quando ossidato forma uno strato giallo opaco, noto anche come plutonio verde. Normalmente ha 6 stati allotropici e 4 stati di ossidazione. Inoltre, può reagire con azoto, carbonio, silicio e alogeni.
Simbolo del plutonio
Pu Il suo numero atomico è 94 e la sua massa atomica è 244. Presenta 16 varianti atomiche stabili, cioè isotopi reattivi. Il plutonio-239 è di maggiore interesse chimico a causa delle sue proprietà fissili, ma può anche catturare neutroni per creare isotopi più elevati.
Caratteristiche del plutonio
Il plutonio si dissolve facilmente nell’acido perclorico e nell’acido idriodico. A causa dell’energia che rilascia durante il decadimento alfa, è in grado di emettere molto calore. A temperatura ambiente è un elemento duro e fragile simile alla ghisa. Le altre caratteristiche del plutonio sono:
- Conduttività: non è un buon conduttore di calore ed elettricità.
- Solubilità: si dissolve negli acidi e reagisce con l’acqua regia.
- Resistività: elevata a temperatura ambiente e ancora più elevata a basse temperature.
- Allotropia: ha 6 allotropi con livelli energetici simili.
- Luminosità: brilla potentemente.
- Struttura: monoclina.
Proprietà chimiche e fisiche del plutonio
- Numero atomico : 94
- Periodo: 7
- Blocco: f
- Raggio covalente: 187+-1
- Raggio atomico: 159
- Raggio medio: 135
- Densità: 19816 kg/m³
- Punto di fusione: 912,5K
- Calore specifico: 35,5 J
- Modulo elastico: 96 GPa
- Punto di ebollizione: 3505K
- Elettronegatività: 1,28
- Velocità del suono: 2.260 m/s a 293,15 K
- Pressione di vapore: 10,00 Pa a 2926 K
- Configurazione elettronica: [Rn] 5f 6 7s 2
- Entalpia di vaporizzazione: 333,5 kJ/mol
- Entalpia di fusione: 2,82 Kj/mol
- Conduttività termica: 6,74 W
- Modulo di taglio: 43 GPa
Origine del plutonio
Nel 1934, il fisico italiano Enrico Fermi e diversi scienziati dell’Università di Roma annunciarono di aver scoperto l’elemento 94, che chiamarono Hesperium. Era costituito da una miscela di kripton, bario e altri elementi, ma senza la scoperta della fissione nucleare gli esperimenti furono inconcludenti.
Successivamente, il 14 dicembre 1940, il plutonio 238 fu isolato per la prima volta e l’anno successivo fu riconosciuto chimicamente grazie a Edwin McMillan, AC Wahl, Glenn T Seaborg e JW Kennedy. Questi scienziati hanno bombardato l’elemento Uranio con Deuterio in un acceleratore di particelle chiamato Ciclotone, che è un isotopo dell’idrogeno che ha un protone e un neutrone nel suo nucleo.
Il risultato del bombardamento ha prodotto l’elemento Nettunio 238, che decade per emissione beta con una vita breve di due giorni. Quindi, Edwin McMillan propose di dare all’elemento 94 il nome Plutone, perché era il pianeta che lo seguiva. Glenn Seaborg in seguito suggerì che si chiamasse Plutio, poi lo chiamò Plutonio.
A cosa serve il plutonio?
I suoi usi più importanti dipendono in gran parte da due delle sue proprietà, ovvero l’energia termica che fa sì che questo elemento emetta una grande quantità di calore. Il secondo aspetto è l’energia elettrica nei veicoli spaziali e nelle sonde. Ecco alcune delle applicazioni di questo elemento:
Industria
La capacità di questo elemento della tavola periodica di generare calore lo rende ideale per l’uso in applicazioni di generatori termoelettrici. Questi trasformatori hanno la capacità di convertire il calore in elettricità. Viene anche utilizzato come combustibile nella fabbricazione di bombe atomiche e centrali nucleari. L’isotopo utilizzato a questo scopo è il plutonio 239 che subisce la fissione nucleare.
Medicinale
L’energia che genera consente di utilizzare il plutonio per realizzare pacemaker artificiali, necessari alle persone che soffrono di malattie cardiache. L’isotopo più utilizzato a questo scopo è il plutonio-238, perché emette un tipo di radiazione non pericolosa per la salute umana.
In conclusione, il plutonio è un elemento chimico che appartiene agli attinidi, è di colore argento e presenta diverse strutture cristalline. Inoltre, viene utilizzato per produrre armi nucleari e combustibile nucleare. È prodotto sinteticamente ed è raro in natura. Inoltre, è tossico e radioattivo; se ingerito o inalato può causare malattie o morte.