Plutonio: l’elemento radioattivo del 7° Periodo
Il plutonio è un elemento radioattivo appartenente al blocco f e al 7° Periodo, con numero atomico 94 e configurazione elettronica [Rn] 5f^6 7s^2. Si tratta di un attinide di origine artificiale, sebbene siano state individuate tracce di plutonio naturale in minerali di uranio in alcune circostanze geologiche.
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Storia del plutonio
La scoperta del plutonio è stata attribuita a Glenn Seaborg, Edwin McMillan, Joseph Kennedy e Arthur Wahl, che per la prima volta isolato in piccole quantità nel 1941 presso il Radiation Laboratory dell’Università della California, Berkeley. Tale scoperta, legata al Progetto Manhattan durante la Seconda Guerra Mondiale, ha portato alla realizzazione delle prime bombe atomiche. Il plutonio è stato impiegato nella bomba atomica “Fat Man” sganciata su Nagasaki nel 1945.
Preparazione del plutonio
Il plutonio si ottiene bombardando l’uranio 238 con deuterio accelerato in un ciclotrone, con conseguente formazione del nettunio 238 e due neutroni. Successivamente, tramite decadimento β^- si ottiene l’isotopo 238 del plutonio.
Proprietà
Gli scienziati considerano il plutonio l’elemento più interessante dopo il sogno di un fisico ma l’incubo di un ingegnere. Presenta un aspetto argenteo brillante che diventa grigio opaco, giallo o verde oliva quando ossidato all’aria. Al tatto, un campione di plutonio emette calore a causa dell’energia sprigionata dal decadimento α.Il Plutonio è un metallo radioattivo con proprietà chimiche e fisiche uniche. Ha sei forme allotropiche, con densità variabili da 16.00 a 19.86 g/cm3, rendendolo sensibile ai cambiamenti ambientali. A temperatura ambiente si presenta nella forma α, la più comune, ma può essere stabilizzato con altri metalli per diventare morbido e duttile nella fase δ.
Contrariamente alla maggior parte dei metalli, il Plutonio non è un buon conduttore di calore ed elettricità. Ha un basso punto di fusione a 640°C e un punto di ebollizione elevato a 3228°C. Può assumere diversi numeri di ossidazione, con il +4 come il più comune.
Composti del Plutonio
Il Plutonio forma composti con vari numeri di ossidazione, che conferiscono loro colorazioni differenti in soluzione. Ad esempio, il Pu3+ è blu lavanda, mentre il Pu4+ è giallo scuro. Il colore delle soluzioni dipende anche dall’anione presente. Il Plutonio forma anche alogenuri e ossidi. Analogamente all’uranio, il Plutonio può creare composti organometallici come il plutonocene Pu(C8H8)2.
