![]() |
|
|
ПЛУТОНИЙПЛУТОНИЙ (от назв.
планеты Плутон; лат. Plutonium) Pu, искусств. радиоактивный химический элемент III
гр. периодической системы, атомный номер 94, атомная масса 244,0642; относится к актиноидам.
Стабильных изотопов не имеет. Известны 15 изотопов с мае. ч. 232-246. Наиб.
долгоживущие изотопы - 244Pu (T1/2 8,26•107
лет), 242Pu (T1/2 3,76 • 105 лет, поперечное
сечение захвата тепловых нейтронов s 1,9• 10- 27
м2), 239 Pu (T1/2 2,41 •104
лет, s 2,71 • 10- 26м2) и 238Pu
(T1/2 87,74 г, s 5 •10 -26 м2)-a-излучатели.
В природе ПЛУТОНИЙ встречается в ничтожных количествах в урановых рудах (239
Pu); он образуется из
U под действием нейтронов, источниками которых являются реакции (a,n), протекающие
при взаимодействии a-частиц с легкими элементами (входящими в состав руд), спонтанное
деление ядер U и космич. излучение. Конфигурация внешний электронных оболочек
атома 5s2 5p65d105f 66s26p67s2;
степень окисления от + 3 до + 7, наиболее устойчива + 4; электроотрицательность
по Полингу 1,2; атомный радиус 0,160 нм, ионные радиусы Pu3+, Pu4+,
Pu5+ и Pu6+ соответственно 0,0974, 0,0896, 0,087 и 0,081 нм. Свойства. П.-хрупкий
серебристый металл. Существует в шести кристаллич. модификациях (табл. 1); т.
пл. 6400C, температура кипения 33520C; рентгеновская плотность 19,86
г/см3; Компактный ПЛУТОНИЙ медленно
окисляется на воздухе, порошок и стружка пирофорны; медленно взаимодействие с водой,
растворим в соляной кислоте, HClO4, HBr и H3PO4,
пассивируется конц. HNO3, CH3COOH и H2SO4;
в растворах щелочей заметно не растворяется. При 50-3000C ПЛУТОНИЙ взаимодействие
с H2, давая гидрид PuH2+х (x = 0-0,7)-черные кристаллы
с кубич. гра-нецентрир. решеткой. При избытке H2 образуется три-гидрид
PuH3-черные кристаллы с гексагон. решеткой (а = 0,378 нм,
с = 0,676 нм, пространств. группа P63/mmc);
При прокаливании оксалата,
пероксида и др. соединений ПЛУТОНИЙ на воздухе или в атмосфере O2 при 700-1000
0C получают диоксид PuO2; уравение температурной зависимости
давления пара: lg p (мм. рт. ст.) = 8,072 - 29240/T(2000-2400
К); не растворим в воде и органических растворителях, медленно взаимодействие с горячей смесью конц.
HNO3 с HF (см. также табл. 2); PuO2-весовая форма при
определении ПЛУТОНИЙ, его используют также для приготовления топлива в ядерной энергетике.
Сескви-оксид Pu2O3 (температура плавления 2085 0C), синтезированный
нагреванием PuO2 и углерода в токе Не при 16250C, имеет
гексагон. кристаллич. решетку (а = 0,3841 нм, с = 0,5958 нм, пространств.
группа Р3тb); Гидраты пероксида PuO4•nH2O
(п = 2, 3) образуются при добавлении H2O2 к кислым
растворам соединений ПЛУТОНИЙ; плохо растворим в воде и органических растворителях; при нагревании превращаются
в PuO2. Гидр оксид Pu(OH)4 • xH2O получают
при действии щелочи на r-ры Pu4 + ; произведение
растворимости 7•10-56, растворимость при 25 0C в 1 M растворе Na2SO4
(рН 6,2) 5,9 мг/мл, в 1 M растворе Na2CO3-1,572 мг/л, в насыщ.
растворе KCl-6,92 • 10 -6 моль/л. Гексафторид PuF6-T.
кип. 62,20C; Табл. 1.-ХАРАКТЕРИСТИКА
КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ МОДИФИКАЦИЙ ПЛУТОНИЯ
Табл. 2.-ХАРАКТЕРИСТИКА
СОЕДИНЕНИЙ ПЛУТОНИЯ
Моносульфид PuS синтезируют
восстановлением PuF3 парами Ba в тигле, изготовленном из BaS, при
12500C, действием паров S на металлический ПЛУТОНИЙ (стружка) при 300 0C
или нагреванием гидридов ПЛУТОНИЙ в токе H2S до 400-6000C. Сульфид
состава Pu2S3-Pu3S4 получен нагреванием
PuCl3 в токе H2S при 840-9160C. Известен монофосфид
PuP, который образуется при взаимодействии ПЛУТОНИЙ с парами P при 650-8050C.
Соединения ПЛУТОНИЙ с кремнием-моносили-цид PuSi, сесквисилицид Pu2Si3
и дисилицид PuSi2-синтезируют взаимодействие PuO2, PuF3
или металлического ПЛУТОНИЙ соответственно с SiC, Si и CaSi2 при высоких температурах. Формальные окислит. потенциалы
ПЛУТОНИЙ (в В) в 1 M растворе HClO4: ПЛУТОНИЙ в степени окисления
+ 7 впервые получили в 1967 H. H. Крот и А. Д. Гельман окислением Склонность ионов ПЛУТОНИЙ к диспропорционированию
и комплек-сообразованию уменьшается в ряду Pu4+>Pu3+>
> Получение. Наиб.
важный в практическое отношении изотоп 239Pu получают в ядерных реакторах
при длительного облучении нейтронами природные или обогащенного U: При захвате нейтронов 239Pu
образуются более тяжелые изотопы ПЛУТОНИЙ с мае. ч. 240-242: Одновременно в результате
ядерной реакции образуется 238Pu: Обычно содержание 239Pu
в смеси составляет 90-95%, 240Pu-1-7%, содержание др. изотопов не
превышает десятых долей процента. Долгоживущие изотопы Pu и 244Pu
получают при длительного облучении нейтронами 239Pu. Выход 242Pu
составляет несколько десятков процентов, a 244Pu - доли процента от содержания
242Pu. Весовые количества изотопно чистого 238Pu образуются
при облучении нейтронами 237Np. Легкие изотопы ПЛУТОНИЙ с мас. ч. 232-237
обычно получают на циклотроне при облучении изотопов U a-частицами. Выделение
и очистку изотопов ПЛУТОНИЙ осуществляют преимущественно экстрак ционными
и сорбционными методами. Для пром. производства 239Pu используют пьюрекс-процесс,
основанный на экстракции трибутилфосфатом в легком разбавителе. В первом цикле
осуществляют совместную очистку Pu и U от продуктов деления, а затем их разделение.
Во втором и третьем циклах ПЛУТОНИЙ подвергают дальнейшей очистке и концентриро-ванию.
Металлический ПЛУТОНИЙ получают восстановлением PuF4 или PuCl3
кальцием или магнием. Применение. Изотоп
239Pu (наряду с U) используют в качестве ядерного топлива энергетич.
реакторов, работающих на тепловых и особенно на быстрых нейтронах, а также при
изготовлении ядерного оружия. Критич. масса для 239Pu в виде металла
составляет 5,6 кг. Изотоп 239Pu является также исходным веществом для
получения в ядерных реакторах трансплутониевых элементов. 238Pu применяют
в малогабаритных ядерных источниках электрич. тока, используемых в космич. исследованиях,
а также в стимуляторах сердечной деятельности человека. Произ-во ПЛУТОНИЙ в капиталистич.
странах составляет несколько десятков т в год. ПЛУТОНИЙ высокотоксичен; ПДК
для 239Pu в открытых водоемах и в воздухе рабочих помещений составляет
соответственно 81,4 и 3,3•10-5Бк/л. Впервые ПЛУТОНИЙ получили и идентифицировали
в 1940 Г. Си-борг, Э. Макмиллан, Дж. Кеннеди и А. Валь. Литература: Плутоний.
Справочник, под ред. О. Вика, пер. с англ., M., 1971; Громов Б. В., Савельева
В. И., Шевченко В. Б., Химическая технология облученного ядерного топлива, M.,
1983; Мефодьева M. ПЛУТОНИЙ, Крот H. H., Соединения трансурановых элементов, M., 1987;
Cleveland J. M., The chemistry of plutonium, N.Y., 1970. Б. Ф. Мясоедов. Химическая энциклопедия. Том 3 >> К списку статей |
[каталог] [статьи] [доска объявлений] [обратная связь] |
|
Введение в химию окружающей среды. Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей
среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги
заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в
разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности.
Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и
атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на
химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах.
Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии
университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга
читателей.
Химия и технология редких и рассеянных элементов. Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов
химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии
лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во
второй
части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана,
лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В
третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия,
тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание
уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В
технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика
рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов
производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие
составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по
1972 год включительно.
|
|