Element der Woche: Plutonium | video

Ein waffenfähiger Ring aus elektroradiertem Plutonium, typisch für die Ringe, die in Los Alamos raffiniert und zur Herstellung nach Rocky Flats geschickt wurden. Der Ring hat eine Reinheit von 99,96%, wiegt 5,3 kg und hat einen Durchmesser von ca. 11 cm.
Bild: Los Alamos National Laboratory (gemeinfrei).

Das chemische Element dieser Woche ist Plutonium mit dem Symbol Pu und der Ordnungszahl 94. Inspiriert von den beiden vorherigen Elementen im Periodensystem, Uran und Neptunium, kam Plutoniums Name vom damaligen Planeten Pluto (jetzt zu einem Zwergplaneten herabgestuft), der 1930 entdeckt worden war. Aber warum Plutonium statt Plutium? Plutonium rollt besser von der Zunge. Und warum Pu statt Pl? Laut meinen Quellen sagten die Entdecker, dass sie Pu besser mochten, weil es unhöflich klang. Obwohl die Menschen Plutonium 1940 zum ersten Mal sahen, nachdem sie es in einem Labor synthetisiert hatten, indem sie Uran-238 mit Deuteronen beschossen hatten, können mindestens drei seiner Isotope in Spuren gefunden werden die Wildnis, besonders in diesen postnuklearen Zeiten. Plutonium ist ein extrem dichtes transuranisches Metall, das Nickel ähnelt, wenn es hochgereinigt ist, eine glänzende silbrige Farbe hat, obwohl seine Oberfläche aufgrund von Oxidation schnell stumpf wird. Manchmal ist Plutonium gelb oder olivgrün gefärbt. Plutonium hat die doppelt aufregenden Eigenschaften, sich bis zu 70% des Volumens auszudehnen, wenn es oxidiert und plötzlich in Flammen aufgeht, wenn es feuchter Luft ausgesetzt wird. Plutonium ist neben Thorium und Uran eines der drei spaltbaren Elemente und hoch radioaktiv. Da ein Teil seiner Radiodecay-Energie als Wärme freigesetzt wird, würde es wahrscheinlich Ihre nackte Haut verbrennen, wenn Sie es in Ihrer Hand halten würden, und es könnte Ihre Tasse Tee für viele Millionen von Jahren erhitzen. Plutonium hat zwanzig radioaktive Isotope, die charakterisiert wurden, alle bis auf drei von ihnen haben Halbwertszeiten, die kürzer als 7.000 Jahre sind: Plutonium-244 hat die längste Halbwertszeit (80,8 Millionen Jahre), während Plutonium-242 (373.300 Jahre) und das am häufigsten vorkommende Isotop, Plutonium-239 (24.110 Jahre), kürzere Halbwertszeiten haben.

Plutonium codiert bequem seine Oxidationsstufen in Lösung, so dass Sie auf einen Blick erkennen können, mit welchem Sie es zu tun haben. In wässriger Lösung sind vier Ionenzustände von Plutonium üblich, während ein Ionenzustand selten ist :

Die Farbe der Plutoniumoxidationszustände. Jede Oxidationsstufe, die von Pu (III) bis Pu (VII) reicht, hat eine charakteristische Farbe in Lösung. Plutonium ändert häufig Oxidationszustände in der Lösung und bildet seine Interaktion mit der natürlichen Umwelt übermäßig komplex.

Bild: Los Alamos National Laboratory (gemeinfrei).

Plutonium ist für Biologen nicht sehr interessant, weil es für das Leben nicht notwendig ist. Da sein radioaktiver Zerfall jedoch drei Arten ionisierender Strahlung freisetzt – Alpha, Beta und Gamma – ist es sehr gefährlich für das Leben und verursacht Strahlenkrankheit, genetische Schäden, Krebs und Tod. Wenn Plutonium in den Körper gelangt, wird es nur sehr langsam absorbiert und konzentriert sich sowohl in der Leber als auch im Knochen. Beim Einatmen kann Plutonium Lungenkrebs verursachen. Dank des Umweltschadens, das durch Atomwaffen, Atomtests und Atomunfälle verursacht wird, hat fast jedes Lebewesen auf dem Planeten messbare Mengen Plutonium in seinem Körper.

In diesem Video erzählen uns unsere Lieblingschemiker mehr über die Wunder von Plutonium:

Was ist mit der ersten jemals synthetisierten Plutoniumprobe passiert? Der Chemiker und Plutonium-Co-Synthesizer Glen Seaborg, dessen Vorgesetzter der Chemiker G. N. Lewis (1875-1946) von „Lewis Dot Structure“ war, steckte es in eine der hölzernen Zigarrenkisten seines zigarrenliebenden Vorgesetzten und lagerte es in einem Schrank an der University of California in Berkeley. Es blieb dort unentdeckt, bis das Gebiet 25 Jahre später „routinemäßig“ gereinigt wurde. Es befindet sich jetzt in der Smithsonian Institution (lesen Sie hier mehr).

.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. Der Videojournalist Brady Haran ist der Mann mit der Kamera und die University of Nottingham ist der Ort mit den Chemikern. Sie können Brady auf Twitter @periodicvideos und der University of Nottingham auf Twitter @UniofNottingham folgen

Sie haben diese Elemente bereits getroffen:

Neptunium: Np, Ordnungszahl 93
Uran: U, Ordnungszahl 92
Protactinium: Pa, Ordnungszahl 91
Thorium: Th, Ordnungszahl 90
Actinium: Ac, Ordnungszahl 89
Radium:: Ra, Ordnungszahl 88
Francium: Fr, Ordnungszahl 87
Radon: Rn, Ordnungszahl 86
Astat: As, Ordnungszahl 85
Polonium: Po, Ordnungszahl 84
Wismut: Bi, Ordnungszahl 83
Blei: Pb, Ordnungszahl 82
Thallium: Tl, Ordnungszahl 81
Quecksilber: Hg, Ordnungszahl 80
Gold: Au, Ordnungszahl 79
Platin: Pt, Ordnungszahl 78
Iridium: Ir, Ordnungszahl 77
Osmium: Os, Ordnungszahl 76
Rhenium: Re, Ordnungszahl 75
Wolfram: W, Ordnungszahl 74
Tantal: Ta, Ordnungszahl 73
Hafnium: Hf, Ordnungszahl 72
Lutetium: Lu, Ordnungszahl 71
Ytterbium: Yb, Ordnungszahl 70
Thulium: Tm, Ordnungszahl 69
Erbium: Er, Ordnungszahl 68
Holmium: Ho, Ordnungszahl 67
Dysprosium: Dy, Ordnungszahl 66
Terbium: Tb, Ordnungszahl 65
Gadolinium: Gd, Ordnungszahl 64
Europium: Eu, Ordnungszahl 63
Samarium: Sm, Ordnungszahl 62
Promethium: Pm, Ordnungszahl 61
Neodym: Nd, Ordnungszahl 60
Praseodym: Pr, Ordnungszahl 59
Cer: Ce, Ordnungszahl 58
Lanthan: La, Ordnungszahl 57
Barium: Ba, Ordnungszahl 56
Cæsium: Cs, Ordnungszahl 55
Xenon: xe hergestellt aus, Ordnungszahl 54
Jod: I, Ordnungszahl 53
Tellur: Sie Ordnungszahl 52
Antimon: Sb, Ordnungszahl 51
Zinn: Sn, Ordnungszahl 50
Indium: In, Ordnungszahl 49
Cadmium: Cd, Ordnungszahl 48
Silber: Ag, Ordnungszahl 47
Palladium: Pd, Ordnungszahl 46
Rhodium: Rh, Ordnungszahl 45
Ruthenium: Ru, Ordnungszahl 44
Technetium: Tc, Ordnungszahl 43
Molybdän: Mo, Ordnungszahl 42
Niob: Ni, Ordnungszahl 41
Zirkonium: Zr, Ordnungszahl 40
Yttrium: Y, Ordnungszahl 39
Strontium: Sr, Ordnungszahl 38
Absorption: Rr, Ordnungszahl 37
Krypton: Kr, Ordnungszahl 36
Brom: Br, Ordnungszahl 35
Selen: Se, Ordnungszahl 34
Arsen: As, Ordnungszahl 33
Germanium: Ge, Ordnungszahl 32
Gallium: Ga, Ordnungszahl 31
Zink: Zn, Ordnungszahl 30
Kupfer: Cu, Ordnungszahl 29
Nickel: Ni, Ordnungszahl 28
Kobalt: Co, Ordnungszahl 27
Eisen: Fe, Ordnungszahl 26
Mangan : Mn, Ordnungszahl 25
Chrom: Cr, Ordnungszahl 24
Vanadium: V, Ordnungszahl 23
Titan: Ti, Ordnungszahl 22
Scandium: Sc, Ordnungszahl 21
Calcium: Ca, Ordnungszahl 20
Kalium: K, Ordnungszahl 19
Argon: Ar, Ordnungszahl 18
Chlor: Cl, Ordnungszahl 17
Schwefel: S, Ordnungszahl 16
Phosphor: P, Ordnungszahl 15
Silizium: Si, Ordnungszahl 14
Aluminium: Al, Ordnungszahl 13
Magnesium: Mg, Ordnungszahl 12
Natrium: Na, Ordnungszahl 11
Neon: Ne, Ordnungszahl 10
Fluor: F, Ordnungszahl 9
Sauerstoff: O, Ordnungszahl 8
Stickstoff: N, Ordnungszahl 7
Kohlenstoff: C, Ordnungszahl 6
Bor: B, Ordnungszahl 5
Beryllium: Be, Ordnungszahl 4
Lithium: Li, Ordnungszahl 3
Helium: He, Ordnungszahl 2
Wasserstoff: H, Ordnungszahl 1

Hier ist das interaktive Periodensystem der Elemente der Royal Society of Chemistry, mit dem man wirklich Spaß haben kann!

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