鈈 (Pu)
原子序數 | 94 | 英文名 | Plutonium |
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所屬分類 | 锕系元素 | 原子量 | 244 u |
熔點 | 640 °C | 沸點 | 3230 °C |
能級 | 2, 8, 18, 32, 24, 8, 2 | 電負性 | 1.28 |
電子親和能 | N/A kJ/mol | 半徑(計算法) | N/A pm |
電離能 |
第1电离能: 584.7 kJ/mol
第2电离能: 1128 kJ/mol
第3电离能: 2084 kJ/mol
第4电离能: 3338 kJ/mol
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密度(常規) | 19816 kg/m³ | 硬度(布式) | N/A |
體積模量 | N/A | 導熱率 | 6 W/mK |
宇宙存量百分比 | 0 % |
鈽元素在1940年代首次被科學家發現,並因其既能用於創造性能源生產又能用於製造毀滅性武器而備受關注。 著名已故物理學家約翰·戈夫曼曾經形像地將鈽描述為「地獄之王的元素」。 在原子層面,鈽原子擁有94個質子,相較於鈾原子的92個質子和錼原子的93個質子,鈽的核結構更為複雜。 在軍事應用中,鈽主要透過在鈽生產反應器中對鈾燃料進行為期兩到三個月的輻照處理後回收來獲得。 一枚核彈所需的鈽材料主要是近乎純度的鈽-239同位素,重量約22磅(10公斤)。 根據世界核能協會所述,生產這種類型核彈所需的鈽,需運行30兆瓦年的核反應堆,並持續進行燃料更換及對「熱」燃料的後處理工序,這也是為何「武器級」鈽 需在特定設計的反應器中製造,以優化鈽同位素的組成。 而在現今的民用核能領域,鈽在核電廠發電中也扮演了重要角色。 事實上,目前全球超過三分之一的核電廠所生產的電能中,就有部分來自鈽。 在核反應器內部,最常見的鈽同位素是透過貧鈾(U-238)捕獲中子而生成的鈽-239。 值得注意的是,鈽-239裂變後所產生的能量與濃縮鈾(U-235)相當,而後者同樣是核武的關鍵材料之一。
標準原子質量 | [244] |
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電子排布 | [Rn] 5f6 7s2 2, 8, 18, 32, 24, 8, 2 |
發現 | 格倫·西奧多·西博格、Arthur Wahl、Joseph W. Kennedy、埃德溫·麥克米倫(1940至1941年) |
物態 | 固態 |
密度 | (接近室溫) 19.816 g·cm−3 |
熔化熱 | 2.82 kJ·mol−1 |
汽化熱 | 333.5 kJ·mol−1 |
比熱容 | 35.5 J·mol−1·K−1 |
氧化態 | 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1 (兩性氧化物) |
電負性 | 1.28(鮑林標度) |
原子半徑 | 159 pm |
共價半徑 | 187±1 pm |
晶體結構 | 單斜 |
磁序 | 順磁性 |
電阻率 | (0 °C)1.460 µ Ω·m |
膨脹系數 | (25 °C)46.7 µm·m−1·K−1 |
聲速 | 2260 m·s−1 |
楊氏模量 | 96 GPa |
剪切模量 | 43 GPa |
泊松比 | 0.21 |
元素清單
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