Élément chimique · fiche de référence

94Pu

Plutonium

Le plutonium est l’élément 94 (Pu), situé en période 7, groupe — et dans le bloc f. À température ambiante, son état de référence est solide. Sa configuration électronique est [Rn] 5f6 7s2.

Numéro atomique94

Poids atomique standardAucun poids atomique standard

Groupe—

Période7

Blocf

Configuration électronique[Rn] 5f6 7s2

Structure électronique

Ce qui gouverne sa chimie

La chimie des actinides met en jeu les orbitales 5f, 6d et 7s. Les premiers actinides peuvent adopter plusieurs états d’oxydation ; pour les membres plus lourds, l’état +3 devient de plus en plus important.

Tous les actinides sont radioactifs. Stabilité du noyau, isotope et demi-vie sont donc indissociables de leur chimie, surtout pour les éléments présents seulement à l’état de traces ou produits artificiellement.

Formes chimiques

Composés, ions et matériaux

Les actinides forment des oxydes, halogénures et complexes, avec plusieurs états d’oxydation accessibles pour les premiers membres. Leur chimie est indissociable de la radiochimie : tous leurs isotopes sont radioactifs et la composition d’un échantillon peut évoluer par désintégration.

Comportement physique

État et changements de phase

À température ambiante, l’état de référence est solide. La masse volumique indiquée est 19,82 g/cm³. Le point de fusion est 913,0 K (639,9 °C). Le point d’ébullition est 3 501K (3 232 °C). La pression, la pureté et la structure cristalline peuvent modifier les valeurs mesurées.

Présence et applications

Présence, formes et usages

Le plutonium est un actinide fortement radioactif principalement produit dans les réacteurs. Certains isotopes ont des applications nucléaires ou servent de sources d’énergie pour des missions spatiales ; sa manipulation et sa gestion relèvent d’installations hautement contrôlées.

Dans la pratique

Exemples d’utilisations concrètes

énergie nucléaire

Le plutonium joue un rôle dans certains cycles du combustible ou dans la recherche sur les systèmes d’énergie nucléaire.

générateurs spatiaux

Des radioisotopes du plutonium peuvent fournir chaleur ou électricité pendant de longues durées lorsque l’énergie solaire est insuffisante.

recherche scientifique

Le plutonium est produit, isolé ou mesuré surtout pour étudier la structure atomique, les noyaux et les tendances périodiques plutôt que pour un usage commercial massif.

Position périodique

Ce que montrent les éléments voisins

Le plutonium est en période 7. Dans la série du bloc f affichée ici, il se place entre le neptunium et l’américium. Cette séquence permet de le comparer directement aux éléments voisins du bloc f.

Données de référence

Propriétés physiques et atomiques

Classificationactinide

État à température ambiantesolide

Électrons par couche2 · 8 · 18 · 32 · 24 · 8 · 2

Masse volumique19,82 g/cm³

Point de fusion913,0 K (639,9 °C)

Point d’ébullition3 501K (3 232 °C)

Électronégativité de Pauling1,28

Première énergie d’ionisation581,4kJ/mol

Affinité électronique—

Les valeurs décrivent l’élément ou l’atome neutre lorsque cela s’applique. Les propriétés physiques peuvent dépendre de l’allotrope, de la pression et des conditions de mesure.

Histoire

Découverte et identification

La découverte du plutonium est associée à Glenn T. Seaborg. L’identification de l’élément, son isolement sous forme pure et l’attribution ultérieure de son numéro atomique ne correspondent pas nécessairement au même moment historique.

Isotopes et poids atomique

Ce que signifie la valeur du tableau

Le plutonium n’a pas de poids atomique standard. Il n’existe pas de composition isotopique terrestre caractéristique permettant de définir une moyenne pondérée stable.

Le plutonium ne possède aucun isotope stable. Ses isotopes sont radioactifs ; leur demi-vie et leur mode de désintégration deviennent donc importants dès que l’on mesure, manipule ou utilise l’élément.

Précautions

Manipulation et exposition

Le plutonium est radioactif. Sa manipulation exige des mesures de radioprotection adaptées à l’isotope, à l’activité, au type de rayonnement et à la forme chimique.