Tekst źródłowy strony Pluton (pierwiastek)

{{Inne znaczenia|2=inne znaczenia słowa [[pluton]]}}
{{Pierwiastek infobox
 |nazwa                                   = Pluton
 |symbol                                  = Pu
 |liczba atomowa                          = 94
 |radioaktywność                          = tak
 |poprzedni w okresie                     = [[Neptun (pierwiastek)|neptun]]
 |następny w okresie                      = [[ameryk]]
 |poprzedni w grupie                      = [[Samar|Sm]]
 |następny w grupie                       = Uqq
 |wygląd                                  = srebrzystobiały
 |1. grafika                              = Pu,94.jpg
 |opis 1. grafiki                         = 
 |2. grafika                              = 
 |opis 2. grafiki                         = 
 |3. grafika                              = Plutonium spectrum visible.png
 |opis 3. grafiki                         = [[Widmo emisyjne]] plutonu
 |nazwa łacińska                          = plutonium
 |grupa                                   = –
 |okres                                   = [[Pierwiastki siódmego okresu|7]]
 |blok                                    = [[blok f|f]]
 |stopień utlenienia                      = III, '''IV''', V, VI
 |właściwości metaliczne                  = aktynowiec
 |właściwości tlenków                     = [[amfoteryczność|amfoteryczne]]
 |masa atomowa                            = [244]<ref group="uwaga">{{IUPAC-SAW2021|uwaga=i|wartość = 244,06420 [[jednostka masy atomowej|u]] ({{chem2|^{244}Pu}})}}</ref><ref name="CIAAW">{{IUPAC-SAW2021}}</ref>
 |stan skupienia                          = stały
 |gęstość                                 = 19816 [[kilogram na metr sześcienny|kg/m³]]
 |temperatura topnienia                   = 640
 |tt źródło                               = <ref name="CRC" />
 |tt warunki niestandardowe               = 
 |temperatura wrzenia                     = 3228
 |tw źródło                               = <ref name="CRC" />
 |tw warunki niestandardowe               = 
 |numer CAS                               = 7440-07-5
 |PubChem                                 = 23940
 |promień atomowy                         = 175 [[pikometr|pm]]
 |promień walencyjny                      = 187 ±1 pm
 |promień van der Waalsa                  = 
 |konfiguracja elektronowa                = {{Konfiguracja elektronowa|Rn|5f|6|7s|2}}
 |zapełnienie powłok                      = 2, 8, 18, 32, 24, 8, 2
 |elektrony walencyjne                    = 
 |elektroujemność w skali Paulinga        = 1,28
 |elektroujemność w skali Allreda         = 1,22
 |I potencjał jonizacyjny                 = 584,7 kJ/mol
 |II potencjał jonizacyjny                = 
 |III potencjał jonizacyjny               = 
 |punkt potrójny                          = 
 |temperatura krytyczna                   = 
 |ciśnienie krytyczne                     = 
 |tk i ck źródło                          = 
 |ciepło parowania                        = 344 [[Kilodżul na mol|kJ/mol]]
 |ciepło topnienia                        = 2,84 kJ/mol
 |ciśnienie pary nasyconej                = 
 |prędkość dźwięku                        = 2260 m/s (293,15 K)
 |rezystywność                            = 
 |konduktywność                           = 0,666{{E|6}} [[Simens|S]]/m
 |ciepło właściwe                         = 
 |przewodność cieplna                     = 6,74 [[Wat na metr-kelwin|W/(m·K)]]
 |układ krystalograficzny                 = jednoskośny
 |twardość w skali Mohsa                  = 
 |twardość w skali Brinella               = 
 |moduł Younga                            = 
 |moduł Kirchhoffa                        = 
 |współczynnik sprężystości objętościowej = 
 |właściwości magnetyczne                 = 
 |objętość molowa                         = 12,29{{E|−6}} m³/[[mol]]
 |izotopy                                 = 
{{Pierwiastek infobox/izotop|Pu|238|syn.|88 [[rok|lat]]|[[rozpad alfa|α]]|5,5|<sup>234</sup>[[Uran (pierwiastek)|U]]}}
{{Pierwiastek infobox/izotop|Pu|239|ślady|2,41{{E|4}} [[rok|lat]]|[[rozpad alfa|α]]|5,245|<sup>235</sup>[[Uran (pierwiastek)|U]]}}
{{Pierwiastek infobox/izotop|Pu|240|syn.|6537 [[rok|lat]]|[[rozpad alfa|α]]|5,256|<sup>236</sup>[[Uran (pierwiastek)|U]]}}
{{Pierwiastek infobox/izotop|Pu|241|syn.|14 [[rok|lat]]|[[rozpad beta minus|β<sup>−</sup>]]|0,02078|<sup>241</sup>[[Ameryk|Am]]}}
{{Pierwiastek infobox/izotop|Pu|242|syn.|3,73{{E|5}} [[rok|lat]]|[[rozpad alfa|α]]|4,984|<sup>238</sup>[[Uran (pierwiastek)|U]]}}
{{Pierwiastek infobox/izotop|Pu|244|ślady|8,08{{E|7}} [[rok|lat]]|[[rozpad alfa|α]]|4,666|<sup>240</sup>[[Uran (pierwiastek)|U]]}}
 |zewnętrzne dane MSDS                    = 
 |zagrożenia GHS źródło                   = 
 |piktogram GHS                           = {{Piktogram GHS|?}}
 |hasło GHS                               = 
 |zwroty H                                = 
 |zwroty EUH                              = 
 |zwroty P                                = 
 |NFPA 704                                = 
 |NFPA 704 źródło                         = 
 |temperatura zapłonu                     = 
 |tz źródło                               = 
 |tz warunki niestandardowe               = 
 |temperatura samozapłonu                 = 
 |ts źródło                               = 
 |ts warunki niestandardowe               = 
 |numer RTECS                             = 
 |dawka śmiertelna                        = 
 |commons                                 = 
 |wikisłownik                             = pluton
}}
'''Pluton''' ('''Pu''', [[łacina|łac.]] ''plutonium'') – [[pierwiastek chemiczny]] z grupy [[Aktynowce|aktynowców]] w [[układ okresowy pierwiastków|układzie okresowym]]. Nazwa pochodzi od [[planeta karłowata|planety karłowatej]] [[(134340) Pluton|Pluton]].

Pluton to [[transuranowce|transuranowiec]], radioaktywny [[Metale|metal]], po raz pierwszy wytworzony i zbadany przez zespół kierowany przez amerykańskiego chemika [[Glenn Seaborg|Glenna T. Seaborga]] w 1941 roku. Uczeni wykorzystali [[Uran (pierwiastek)|uran]], który bombardowali jądrami [[deuter]]u ([[izotopy|izotop]] [[wodór|wodoru]]). Ze względu na tajność [[Projekt Manhattan|Projektu Manhattan]], pracę na temat pierwiastka opublikowano dopiero w 1946 roku. Najważniejszym jego izotopem jest <sup>239</sup>Pu, stosowany do produkcji [[broń jądrowa|broni]] i w [[energetyka jądrowa|energetyce jądrowej]]. Orientacyjna cena 1 grama dwutlenku plutonu wynosi 5800 dolarów. Czysty pluton potrafi osiągnąć cenę dwukrotnie wyższą<ref>{{cytuj |tytuł = U.S. Department of Energy Plutonium Certified Reference Materials Price List |url = http://web.archive.org/web/20170514022540/https://science.energy.gov/nbl/certified-reference-materials/prices-and-certificates/plutonium-certified-reference-materials-price-list/}}</ref>.

[[Plik:Plutonium pellet.jpg|thumb|left|[[Tlenek plutonu(IV)|Dwutlenek plutonu]]-238 rozgrzany do czerwoności pod wpływem własnego [[Promieniowanie alfa|promieniowania]]]]
[[Plik:Plutonium ring.jpg|thumb|left|Pierścień z plutonu o czystości 99,96%. [[Masa (fizyka)|Waży]] około 5,3 kg, ma średnicę 11 cm i wystarczy do skonstruowania jednej [[Broń jądrowa|bomby jądrowej]]. Taki kształt został wybrany ze względów bezpieczeństwa (mniejsza koncentracja materiału).]]
[[Plik:Plutonium in solution.jpg|thumb|left|Roztwory związków plutonu, w których pluton występuje w różnych stopniach utlenienia]]

== Właściwości chemiczne ==
Pluton jest stosunkowo reaktywny chemicznie. Wystawiony na działanie [[Powietrze|powietrza]] pokrywa się powoli warstwą żółtych [[tlenki|tlenków]]. Tworzy związki, w których występuje na czterech [[stopień utlenienia|stopniach utlenienia]], III, IV, V i VI, z których najtrwalszy jest stopień IV, zaś dla Pu(VI) znany jest tylko jeden związek – [[heksafluorek plutonu]], {{chem2|PuF6}}<ref name=Trzebiatowski>{{cytuj |autor = [[Włodzimierz Trzebiatowski]] |tytuł = Chemia nieorganiczna |wydawca = [[Wydawnictwo Naukowe PWN|PWN]] |wydanie = VIII |miejsce = Warszawa |data = 1978 |s = 241–242}}</ref>.

== Właściwości fizyczne ==
Występuje w sześciu [[Polimorfizm (krystalografia)|odmianach krystalicznych]]: α, β, γ, δ, δ' i ε. Odmiany α i β należą do [[Układ jednoskośny|jednoskośnego układu krystalograficznego]]. Z kolei struktura formy γ jest [[Układ rombowy|rombowa]], δ i ε należą do [[Układ regularny|sieci regularnej]], zaś odmiana δ' jest [[Układ tetragonalny|tetragonalna]]. Odznacza się bardzo słabym [[Przewodnictwo elektryczne|przewodnictwem elektrycznym]], przy czym pluton α ma przewodnictwo gorsze od [[bizmut]]u, uważanego za metal najsłabiej przewodzący [[prąd elektryczny]]. Formy α, β, γ i ε charakteryzują się spadkiem [[Rezystywność|oporności]] wraz z temperaturą, co jest typowe dla [[Półprzewodniki|półprzewodników]]<ref name="Trzebiatowski" />.

Pu jest bardzo [[radioaktywność|radioaktywny]] – na tyle że proces rozpadu promieniotwórczego [[rozpad alfa|z emisją cząstek alfa]] powoduje wydzielenie dużych ilości ciepła (0,567 W/g w przypadku <sup>238</sup>Pu). Izotop ten jest często wykorzystywany w [[Radioizotopowy generator termoelektryczny|radioizotopowych generatorach termoelektrycznych]] do zasilania energią elektryczną urządzeń kosmicznych.

Ze względu na silną radioaktywność pluton jest zabójczy dla człowieka nawet w minimalnych ilościach (kumuluje się w [[tkanka kostna|tkance kostnej]]). Ze względu na mniejszą [[masa krytyczna|masę krytyczną]] niż w przypadku uranu bomby plutonowe mogą być mniejsze. Kilogram plutonu-239 może wyzwolić energię wybuchu 20 [[Równoważnik trotylowy|kiloton]]. Ogrzewany do temperatury 320–480&nbsp;°C zmniejsza swoją objętość, wykazując anomalną [[Rozszerzalność cieplna|rozszerzalność cieplną]].

== Występowanie ==
Otrzymywany jest sztucznie, aczkolwiek stwierdzono występowanie jego śladowych ilości w [[ruda]]ch [[Uran (pierwiastek)|uranu]]. Występuje tam w postaci izotopu <sup>239</sup>Pu, powstającego jako produkt naturalnych reakcji jądrowych, oraz cięższego <sup>244</sup>Pu. Ten izotop ma okres połowicznego rozpadu ponad 80 milionów lat i jest najcięższym z pierwotnych [[nuklid]]ów występujących na Ziemi<ref name="Hoffman" />.

== Izotopy i otrzymywanie ==
Opisano własności 20 izotopów plutonu o [[Liczba masowa|liczbie masowej]] od 228 do 247<ref name="Plutonium" />. Wszystkie izotopy są [[Izotopy promieniotwórcze|nietrwałe]], najdłużej żyjącym izotopem jest <sup>244</sup>Pu z [[Czas połowicznego rozpadu|czasem połowicznego rozpadu]] 80,8 mln lat. Kolejnymi są: <sup>242</sup>Pu (373,3 tys. lat), <sup>239</sup>Pu (24,11 tys. lat). Pozostałe mają czas połowicznego rozpadu mniejszy niż 7000 lat, a 16 z nich ma czas połowicznego rozpadu większy od 20 minut. Izotopy plutonu mają osiem [[Izomery jądrowe|izomerów jądrowych]], wszystkie mają czas połowicznego zaniku mniejszy niż jedną sekundę<ref name="Table" />.

Zastosowanie komercyjne mają dwa izotopy plutonu <sup>238</sup>Pu i <sup>239</sup>Pu<ref name="Heiserman" />.

[[Pluton-238|Izotop 238]] przy czasie rozpadu około 88 lat i cieple rozpadu 260 W/kg jest dobrym źródłem energii dla [[Radioizotopowy generator termoelektryczny|radioizotopowych generatorach termoelektrycznych]], które mają działać przez kilkadziesiąt lat. Izotop ten uzyskuje się głównie przez bombardowanie uranu-238 jądrami deuteru:
: <math>\mathrm{^{238}_{\ 92}U +^2_1 D\ \longrightarrow \ ^{238}_{\ 93}Np + 2\ ^1_0 n \quad;\quad^{238}_{\ 93}Np\ \xrightarrow[2.117 \ d]{\beta^-} \ ^{238}_{\ 94}Pu}</math>

<sup>239</sup>Pu ulega [[Rozszczepienie jądra atomowego|rozszczepieniu neutronami termicznymi]] i jest używany w [[Reaktor jądrowy|reaktorach jądrowych]] oraz w [[Ładunek termojądrowy|bombach jądrowych]] (np. w bombie [[Fat Man]] zrzuconej na Nagasaki). Izotop ten powstaje przez bombardowanie neutronami izotopu <sup>238</sup>U. Reakcja ta zachodzi w reaktorach jądrowych – powstały w ten sposób pluton ulega w nich rozszczepieniu, odgrywając ważną rolę w funkcjonowaniu reaktora:
: <math>\mathrm{^{238}_{\ 92}U +^1_0 n \ \longrightarrow \ ^{239}_{\ 92}U \ \xrightarrow [23.5\ min]{\beta^-} \ ^{239}_{\ 93}Np \ \xrightarrow [2.3565\ d]{\beta^-} \ ^{239}_{\ 94}Pu}</math>

W reaktorach komercyjnych ilość energii powstającej z wytworzonego w reaktorze plutonu jest większa niż wytworzona z rozpadu paliwa pierwotnego <sup>235</sup>U. Konstruuje się też [[Reaktor prędki|reaktory powielające]], w których w wypalonym paliwie jest więcej plutonu niż plutonu i uranu-235 w paliwie przed załadunkiem.

=== Syntetyczny pluton w środowisku ===
W wyniku atmosferycznych i podwodnych [[Testy atomowe|prób jądrowych]], prowadzonych intensywnie w latach 60. XX wieku, a mniej intensywnie do lat 80., do środowiska zostały wprowadzone znaczne ilości plutonu, o [[Aktywność promieniotwórcza|aktywności]] rzędu 10<sup>16</sup> [[Bekerel|Bq]]{{fakt|data=2011-10}}. Wprowadzone do [[stratosfera|stratosfery]] drobne cząstki zawierające pluton opadały systematycznie na powierzchnię Ziemi tworząc tzw. globalny [[opad promieniotwórczy]]. W chwili obecnej cały rozproszony w atmosferze pluton znajduje się na powierzchni Ziemi, w powierzchniowej warstwie gleby (co jest wynikiem silnego wiązania przez substancje organiczne), gdzie podlega procesom migracji i resuspensji (unoszeniu do przypowierzchniowej warstwy atmosfery). Niewielkie ilości plutonu (w porównaniu z opadem globalnym) wprowadziła do środowiska [[Katastrofa w Czarnobylskiej Elektrowni Jądrowej|katastrofa w Czarnobylu]]. W odróżnieniu od opadu globalnego, opad czarnobylski miał charakter bardzo niejednorodny, tzn. na pewnych obszarach (np. Polska północno-wschodnia) występowały niewielkie powierzchniowo tereny o szczególnie dużej zawartości plutonu. Było to związane z opadaniem cząstek zawierających pluton w wyniku wystąpienia np. miejscowych [[opad atmosferyczny|opadów atmosferycznych]].

== Uwagi ==
{{Uwagi}}

== Przypisy ==
<references>
<ref name=Heiserman>{{Cytuj |autor = David L. Heiserman |tytuł = Exploring Chemical Elements and Their Compounds |wydawca = McGraw-Hill |data = 1991 |isbn = 9780830630158}}</ref>
<ref name=Hoffman>{{cytuj |autor = D.C. Hoffman, F.O. Lawrence, J.L. Mewherter, F.M. Rourke |tytuł = Detection of Plutonium-244 in Nature |czasopismo = Nature |wolumin = 234 |data = 1971 |s = 132–134 |doi = 10.1038/234132a0}}</ref>
<ref name=Table>{{Cytuj |url = http://environmentalchemistry.com/yogi/periodic/Pu-pg2.html |tytuł = Periodic Table of Elements, Pu – Plutonium |język = en |data dostępu = 2014-06-28}}</ref>
<ref name=Plutonium>{{Cytuj |url = http://www.periodictable.com/Isotopes/094.228/index2.full.dm.prod.html |tytuł = Plutonium |data dostępu = 2014-06-28}}</ref>
<ref name="CRC">{{CRC90|s='''4'''-26}}</ref>
</references>

{{Pierwiastki chemiczne}}
{{Kontrola autorytatywna}}

[[Kategoria:Pierwiastki radioaktywne]]
[[Kategoria:Pluton (pierwiastek)| ]]
[[Kategoria:Karcynogeny]]