Élément de la semaine: plutonium /vidéo

Un anneau de plutonium électroréfini de qualité militaire, typique des anneaux raffinés à Los Alamos et envoyés dans des plaines rocheuses pour fabrication. L’anneau a une pureté de 99,96%, pèse 5,3 kg et mesure environ 11 cm de diamètre.
Image: Laboratoire national de Los Alamos (Domaine public).

L’élément chimique de cette semaine est le plutonium, qui a le symbole Pu et le numéro atomique 94. Inspiré par les deux éléments précédents du tableau périodique, l’uranium et le neptunium, le nom du plutonium vient de la planète Pluton (maintenant rétrogradée en planète naine), découverte en 1930. Mais pourquoi du plutonium au lieu du plutium ? Le plutonium se détache mieux de la langue. Et pourquoi Pu au lieu de Pl? Selon mes sources, les découvreurs ont dit qu’ils aimaient mieux Pu car cela semblait grossier.

Bien que les gens aient vu du plutonium pour la première fois en 1940 après l’avoir synthétisé en laboratoire en bombardant de l’uranium 238 avec des deutérons, au moins trois de ses isotopes peuvent être trouvés à l’état de traces dans la nature, en particulier en ces temps post-nucléaires. Le plutonium est un métal transuranique extrêmement dense qui ressemble au nickel lorsqu’il est hautement purifié, étant d’une couleur argentée brillante, bien que sa surface s’émousse rapidement en raison de l’oxydation. Parfois, le plutonium est de couleur jaune ou vert olive. Le plutonium a les propriétés doublement excitantes de se dilater jusqu’à 70% en volume lorsqu’il s’oxyde et d’exploser soudainement en flammes lorsqu’il est exposé à l’air humide.

Avec le thorium et l’uranium, le plutonium est l’un des trois éléments fissiles et il est hautement radioactif. Comme une partie de son énergie radiodécay est libérée sous forme de chaleur, il brûlerait probablement votre peau nue si vous la teniez dans votre main et cela pourrait chauffer votre tasse de thé pendant plusieurs millions d’années. Le plutonium a vingt isotopes radioactifs qui ont été caractérisés, tous sauf trois d’entre eux ont des demi-vies inférieures à 7 000 ans: le plutonium 244 a la demi-vie la plus longue (80,8 millions d’années), tandis que le plutonium 242 (373 300 ans) et l’isotope le plus abondant, le plutonium 239 (24 110 ans), ont des demi-vies plus courtes.

Le plutonium code de manière pratique ses états d’oxydation en solution afin que vous puissiez savoir en un coup d’œil à qui vous avez affaire. En solution aquaeous, quatre des états ioniques du plutonium sont communs tandis qu’un état ionique est rare :

La couleur des états d’oxydation du plutonium. Chaque état d’oxydation, allant du Pu(III) au Pu(VII), présente une couleur caractéristique en solution. Le plutonium change souvent d’état d’oxydation en solution, ce qui rend son interaction avec l’environnement naturel extrêmement complexe.
Image: Laboratoire national de Los Alamos (Domaine public).

Le plutonium n’est pas très intéressant pour les biologistes car il n’est pas nécessaire à la vie. Cependant, parce que sa désintégration radioactive libère trois types de rayonnements ionisants – alpha, bêta et gamma -, elle est très dangereuse pour la vie, causant la maladie des rayonnements, des dommages génétiques, le cancer et la mort. Si le plutonium pénètre dans le corps, il n’est absorbé que très lentement et se concentre à la fois dans le foie et dans les os. S’il est inhalé, le plutonium peut provoquer un cancer du poumon. Grâce au gâchis environnemental créé par les armes nucléaires, les essais nucléaires et les accidents nucléaires, presque tous les êtres vivants de la planète ont des quantités mesurables de plutonium dans leur corps.

Dans cette vidéo, nos chimistes préférés nous en disent plus sur les merveilles du plutonium :

Qu’est-il arrivé au premier échantillon de plutonium jamais synthétisé ? Le chimiste et co-synthétiseur de plutonium Glen Seaborg, dont le superviseur était le chimiste G. N. Lewis (1875-1946) de la renommée « Lewis dot structure », l’a placé dans l’une des boîtes à cigares en bois de son superviseur amateur de cigares et l’a stocké dans un placard à l’Université de Californie à Berkeley. Il est resté là, non découvert, jusqu’à ce que la région fasse l’objet d’un nettoyage domestique « de routine » 25 ans plus tard. Il réside maintenant à la Smithsonian Institution (en savoir plus ici).

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Le journaliste vidéo Brady Haran est l’homme avec la caméra et l’Université de Nottingham est l’endroit avec les chimistes. Vous pouvez suivre Brady sur twitter @periodicvideos et l’Université de Nottingham sur twitter @UniofNottingham

Vous avez déjà rencontré ces éléments:

Neptunium: Np, numéro atomique 93
Uranium: U, numéro atomique 92
Protactinium: Pa, numéro atomique 91
Thorium: Th, numéro atomique 90
Actinium: Ac, numéro atomique 89
Radium: Ra, numéro atomique 88
Francium: Fr, numéro atomique 87
Radon: Rn, numéro atomique 86
Astatine: As, numéro atomique 85
Polonium: Po, numéro atomique 84
Bismuth: Bi, numéro atomique 83
Plomb: Pb, numéro atomique 82
Thallium: Tl, numéro atomique 81
Mercure: Hg, numéro atomique 80
Or: Au, numéro atomique 79
Platine: Pt, numéro atomique 78
Iridium: Ir, numéro atomique 77
Osmium: Os, numéro atomique 76
Rhénium: Re, numéro atomique 75
Tungstène: W, numéro atomique 74
Tantale: Ta, numéro atomique 73
Hafnium: Hf, numéro atomique 72
Lutétium: Lu, numéro atomique 71
Ytterbium: Yb, numéro atomique 70
Thulium: Tm, numéro atomique 69
Erbium: Er, numéro atomique 68
Holmium: Ho, numéro atomique 67
Dysprosium: Dy, numéro atomique 66
Terbium: Tb, numéro atomique 65
Gadolinium: Gd, numéro atomique 64
Europium: Eu, numéro atomique 63
Samarium: Sm, numéro atomique 62
Prométhium: Pm, numéro atomique 61
Néodyme: Nd, numéro atomique 60
Praséodyme: Pr, numéro atomique 59
Cérium: Ce, numéro atomique 58
Lanthane: La, numéro atomique 57
Baryum: Ba, numéro atomique 56
Cæsium: Cs, numéro atomique 55
Xénon: xe fabriqué à partir de, numéro atomique 54
Iode: I, numéro atomique 53
Tellure: Vous numéro atomique 52
Antimoine: Sb, numéro atomique 51
Étain: Sn, numéro atomique 50
Indium: In, numéro atomique 49
Cadmium: Cd, numéro atomique 48
Argent: Ag, numéro atomique 47
Palladium: Pd, numéro atomique 46
Rhodium: Rh, numéro atomique 45
Ruthénium: Ru, numéro atomique 44
Technétium: Tc, numéro atomique numéro 43
Molybdène: Mo, numéro atomique 42
Niobium: Ni, numéro atomique 41
Zirconium: Zr, numéro atomique 40
Yttrium: Y, numéro atomique 39
Strontium: Sr, numéro atomique 38
Absorption: Rr, numéro atomique 37
Krypton: Kr, numéro atomique 36
Brome: Br, numéro atomique 35
Sélénium: Se, numéro atomique 34
Arsenic: As, numéro atomique 33
Germanium: Ge, numéro atomique 32
Gallium: Ga, numéro atomique 31
Zinc: Zn, numéro atomique 30
Cuivre: Cu, numéro atomique 29
Nickel: Ni, numéro atomique 28
Cobalt: Co, numéro atomique 27
Fer: Fe, numéro atomique 26
Manganèse: Mn, numéro atomique 25
Chrome: Cr, numéro atomique 24
Vanadium: V, numéro atomique 23
Titane: Ti, numéro atomique 22
Scandium: Sc, numéro atomique 21
Calcium: Ca, numéro atomique 20
Potassium: K, numéro atomique 19
Argon: Ar, numéro atomique 18
Chlore: Cl, numéro atomique 17
Soufre: S, numéro atomique 16
Phosphore: P, numéro atomique 15
Silicium: Si, numéro atomique 14
Aluminium: Al, numéro atomique 13
Magnésium: Mg, numéro atomique 12
Sodium: Na, numéro atomique 11
Néon: Ne, numéro atomique 10
Fluor: F, numéro atomique 9
Oxygène: O, numéro atomique 8
Azote: N, numéro atomique 7
br> Carbone: C, numéro atomique 6
Bore: B, numéro atomique 5
Béryllium: Be, numéro atomique 4
Lithium: Li, numéro atomique 3
Hélium: He, numéro atomique 2
Hydrogène: H, numéro atomique 1

Voici le tableau périodique interactif des éléments de la Royal Society of Chemistry qui est vraiment vraiment amusant à jouer avec!

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