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Das Periodensystem der Elemente
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Plutonium
[244] u
94Pu
Actinoide
7. Periode
 
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Elementart: Metall Oxidationsstufe(n): +5, +6 (+3, +4, +7)
Schmelztemperatur: 639,4 °C (912,5 K) Elektronegativität: 1,3
Siedetemperatur: 3230 °C (3503 K) Atomradius: 151 pm
Dichte: 19,816 g/cm3 Erdkrustenhäufigkeit: 2×10–19 %
Anordnung der Elektronen
1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 5d 5f .. 6s 6p 6d ... 7s
2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 10 6   2 6     2
Name Benannt nach dem Planeten Pluto.
Entdeckung 1940 erfolgte die Synthese von 238Pu durch McMillan, Kennedy und Wahl mittels Beschuss von Uranoxid mit Deuterium-Kernen. 239Pu wurde erstmals 1941 von Kennedy, Seaborg, Segré und Wahl durch Bestrahlung von Uran mit Neutronen hergestellt.
Erste wägbare Mengen von Plutonium wurden unter der Leitung von Glenn T. Seaborg im August 1942 am Metallurgical Laboratory in Chicago ("Met Lab") erzeugt.
Eigenschaften Sehr reaktionsfähiges, radioaktives Metall. Plutonium löst sich leicht in Salzsäure. Es ist unlöslich in Salpetersäure und konzentrierter Schwefelsäure.
Plutoniumsalze
Ammoniumhexanitratoplutonat Plutoniumoxalat
Ammoniumhexanitratoplutonat Plutoniumoxalat
Plutoniumfluorid Plutoniumiodat
Fotos: Dr. A. Kronenberg, www.kernchemie.de
 
 
 
 
 
 


 
Die Abbildung links zeigt 0,89 g hochreines Plutonium (99,99%). Diese als Standard für analytische Zwecke gedachte Plutoniumprobe wurde im Los Alamos National Laboratory in einer sauerstofffreien Umgebung hergestellt und unter Vakuum in einer Glasampulle versiegelt.

Foto: Los Alamos National Laboratory, USA
Wenn man die von Plutonium ausgehende starke Radioaktivät außer Acht lässt, dann entspricht es in seiner Giftigkeit der von Schwermetallen wie etwa Barium oder Beryllium. Bei Aufnahme von Plutonium in den Körper (z.B. durch Einatmen von plutoniumhaltigem Staub) wird Plutonium in Lunge, Leber und Knochen abgelagert sowie an das Blutplasma gebunden. Dies kann in Folge der ausgesandten starken radioaktiven Strahlung auch schon bei geringen Mengen von aufgenommenem Plutonium zu Strahlenschäden (Lungenkrebs, Leukämie) führen.
 
Weiterführende Informationen:
Link www.kernenergie-wissen.de: Was ist Plutonium?
Link www.kernchemie.de: Plutonium – Element mit vielen Facetten
Vorkommen In der Natur nur in geringsten Spuren (in Uranmineralen wie Pechblende oder Carnotit) vorhanden. Vor mehr als 2 Milliarden Jahren gab es, wie Untersuchungen an dem Uranvorkommen von Oklo (Gabun) zeigen, eine natürliche Kernreaktion, bei der mehr als 4 Tonnen Plutonium gebildet wurden (siehe: Link Link). Durch den Atombombenabwurf auf Nagasaki (9. August 1945) und durch oberirdische Kernwaffentests wurden ca. 10 Tonnen Plutonium (239Pu, 240Pu) auf der Erde abgelagert.
 
»Trinity«-Test
»Trinity«-Test: Am 16. Juli 1945 um 5:29:45 Uhr Ortszeit wurde zu Testzwecken in der Wüste von New Mexico (USA) die allererste Atomexplosion gezündet. 9 Kilogramm Plutonium wurden im Innern der Bombe zu einer Kugel zusammengepresst, um die Kernspaltungsreaktion auszulösen. Die entstandene Plutoniumkugel war nur ungefähr so groß wie eine Apfelsine, aber die von dieser Kugel ausgehende Explosion hatte eine Sprengkraft, die der von 18600 Tonnen Link TNT vergleichbar ist.
Verwendung 239Pu findet auf Grund seiner Spaltbarkeit Verwendung als Kernbrennstoff und in Kernwaffen. Für militärische Zwecke wurden bisher weit über 100 Tonnen Plutonium produziert.
238Pu wird als Energiequelle in thermoelektischen Radionuklidbatterien zur Erzeugung von elektrischer Energie verwendet. Solche Radionuklidbatterien (RTG, "radioisotope thermoelectric generators") werden in Weltraumsonden eingebaut, die sich sehr weit von der Sonne entfernen, so dass Solarenergie aus Sonnenlicht nicht in ausreichendem Umfang erzeugt werden kann. Die Jupitersonde "Galileo" und die Saturnsonde "Cassini" wurden mit derartigen Energiequellen ausgestattet.
 
Weiterführende Informationen:
Link www.kernenergie-wissen.de: Plutonium-Batterien
Isotope
Nur Radionuklide, keine stabilen Isotope. Das wichtige Isotop 239Pu entsteht durch Bestrahlung von 238U mit langsamen Neutronen. Halbwertszeit von 239Pu: 24.110 Jahre.
Radioaktivität Die Radionuklide 240Pu und 244Pu sind Bestandteile natürlicher Zerfallsreihen:
240Pu (HWZ 6.564 Jahre, Thorium-Zerfallsreihe)
244Pu (HWZ 82,6 × 106 Jahre, Thorium-Zerfallsreihe)
Redox-Potenziale
Pu Pu3+ + 3 e -2,03 Volt
Pu3+/Pu4+ +0,98 Volt
Pu3+/PuO22+ +1,02 Volt
Pu4+/PuO22+ +1,04 Volt
Pu4+/PuO2+ +1,17 Volt
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Quellenangabe für diese Seite:
 chemie-master.de: Periodensystem für den Schulgebrauch, Online im Internet: 
 http://www.chemie-master.de/pse/pse.php?modul=Pu [Stand 23.11.2017] 
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