Unterschied zwischen Plutonium und Uran

Hauptunterschied - Plutonium gegen Uran

Transuranelemente sind chemische Elemente, deren Ordnungszahl größer als 92 ist, die Ordnungszahl des Uranelements. Alle diese Transuranium-Elemente sind instabil und unterliegen einem radioaktiven Zerfall. Plutonium ist ein Transuraniumelement mit der Ordnungszahl 94. Uran wird wegen seiner Instabilität auch als radioaktives Element betrachtet. Diese Eigenschaft des radioaktiven Zerfalls führt dazu, dass Plutonium und Uran als Komponenten in Sprengstoffen und Energiequellen verwendet werden. Der Hauptunterschied zwischen Plutonium und Uran ist das Plutonium ist stark radioaktiv, während Uran schwach radioaktiv ist.

Wichtige Bereiche

1. Was ist Plutonium?
      - Definition, Eigenschaften, Radioaktivität
2. Was ist Uran?
      - Definition, Eigenschaften, Radioaktivität
3. Was ist der Unterschied zwischen Plutonium und Uran?
      - Vergleich der wichtigsten Unterschiede

Schlüsselbegriffe: Plutonium (Pu), radioaktiver Zerfall, Transuranium, Uran (U)

Was ist Plutonium?

Plutonium ist ein künstliches chemisches Element mit der Ordnungszahl 94 und dem Symbol Pu. Im Periodensystem der Elemente ist Plutonium in der Aktinidenreihe unter den Blockelementen zu finden. Bei Raumtemperatur und -druck befindet es sich im festen Zustand. Die Elektronenkonfiguration dieses Elements kann als [Rn] 5f angegeben werden⁶7s². Daher hat es im f-Orbital sechs Elektronen.

Abbildung 1: Atomstruktur von Plutonium

Die relative Atommasse von Plutonium wird mit 244 amu angegeben. Der Schmelzpunkt von Plutonium wurde zu 640 gefunden^OEs hat jedoch einen ungewöhnlich hohen Siedepunkt, der bei 3228 liegt^OEs gibt drei hauptsächliche synthetische Isotope von Plutonium. Sie sind ²³⁸Pu, ²³⁹Pu und ²⁴⁰Pu. Plutonium ist ein helles silbergraues Metall. Es kann jedoch schnell oxidiert werden, wodurch eine stumpfe graue Farbe entsteht.

Plutonium ist ein hochradioaktives Element. Es neigt dazu, einen Alpha-Zerfall zu durchlaufen, der durch Freisetzung von Alphateilchen zum Zerfall führt. ²³⁹Pu und ²⁴¹Pu (spur) sind spaltbar. Dies bedeutet, dass sie in einer Kettenreaktion der Kernspaltung bestehen können. Es ist wichtig, dass diese Isotope in Atomwaffen eingesetzt werden.

Die Halbwertszeit eines radioaktiven Materials ist die Zeit, die eine Probe dieses Elements benötigt, um durch radioaktiven Zerfall die Hälfte der ursprünglichen Masse zu erreichen. ²³⁸Pu hat eine Halbwertszeit von 88 Jahren. ²⁴¹Pu hat eine Halbwertszeit von 14 Jahren. Andere Isotope von Plutonium haben beträchtlich sehr hohe Halbwertszeiten. Deshalb, ²³⁸Pu und ²⁴¹Pu sind die instabilsten Isotope von Plutonium.

Plutonium hat im Allgemeinen vier Oxidationsstufen. Sie sind +3, +4, +5 und +6. Die Verbindungen dieser Oxidationsstufen sind bunt. Die Farbe der Verbindung hängt vom Oxidationszustand von Plutonium ab. Obwohl sehr geringe Mengen an ²³⁸Pu und ²³⁹Pu ist in der Natur zu finden, diese Mengen sind vernachlässigbar. Es wird meistens als künstliches Element erhalten, indem es daraus hergestellt wird ²³⁸U (Uran-238).

Was ist Uran?

Uran ist ein chemisches Element mit der Ordnungszahl 92 und dem Symbol U. Es ist schwach radioaktiv. Das Aussehen von Uran ist silbergrau. Die Atommasse von Uran beträgt etwa 238,03 µmu für das am häufigsten vorkommende Uranisotop. Es befindet sich im f-Block des Periodensystems und gehört zur Aktinidenreihe. Die Elektronenkonfiguration ist [Rn] 5f³6d¹7s². Bei Raumtemperatur und -druck ist es ein festes Metall.

Der Schmelzpunkt von Uran wurde als 1132 gefunden^ODer Siedepunkt von Uran liegt bei etwa 4131^OC. Uranmetall ist duktil und paramagnetisch. (Duktil - Kann in dünne drahtähnliche Fäden gezogen werden. Paramagnetisch - Angezogen an Magnetfeldern.).

Abbildung 2: Ein Uranmetallkeks

Es gibt mehrere Isotope von Uran. ²³⁸U ist das häufigste Isotop (Abundanz liegt bei etwa 99%).  ²³⁴U und ²³⁵U kann auch in erheblichen Mengen gefunden werden. Diese Isotope des Urans haben sehr hohe Halbwertzeiten. Daher gilt Uran als schwach radioaktives Element. ²³⁵U ist etwas Besonderes, weil es ein spaltbares Element ist.

Lamellen mit vielen Oxidationsstufen von Uran sind wasserlöslich. Die häufigsten Formen sind U⁺³und du⁺⁴. Abgesehen davon kann Uran Oxide und Carbonate bilden, die feste Verbindungen sind. Wenn geeignete Bedingungen gegeben sind, kann Uran Fluoride wie UF bilden₄ und UF₆. Die Hauptanwendungen von Uran sind Kernreaktoren und Atomwaffen.

Unterschied zwischen Plutonium und Uran

Definition

Plutonium: Plutonium ist ein künstliches chemisches Element mit der Ordnungszahl 94 und dem Symbol Pu.

Uran: Uran ist ein chemisches Element mit der Ordnungszahl 92 und dem Symbol U.

Transuranium-Elemente

Plutonium: Plutonium ist ein Transuraniumelement.

Uran: Uran ist kein Transuraniumelement.

Radioaktivität

Plutonium: Plutonium ist stark radioaktiv.

Uran: Uran ist ein schwach radioaktives Element.

Auftreten

Plutonium: Das natürliche Vorkommen von Plutonium ist vernachlässigbar.

Uran: Uran ist ein natürlich vorkommendes Element.

Anzahl der f Elektronen

Plutonium: Plutonium hat sechs f-Elektronen.

Uran: Uran hat drei f-Elektronen.

Halbes Leben

Plutonium: Die Halbwertzeit von Plutonium ist vergleichsweise sehr niedrig.

Uran: Die Halbwertszeit von Uran ist vergleichsweise sehr hoch.

Siedepunkt

Plutonium: Der Siedepunkt von Plutonium beträgt 3228^OC.

Uran: Der Siedepunkt von Uran liegt bei 4131^OC.

Fazit

Plutonium und Uran sind Elemente, die in der Aktinidenreihe des Periodensystems gefunden werden. Sie unterscheiden sich in mehreren Eigenschaften, wie in diesem Artikel oben beschrieben. Der Hauptunterschied zwischen Plutonium und Uran ist, dass Plutonium hoch radioaktiv ist, während Uran schwach radioaktiv ist.

Verweise:

1. “Plutonium - Elementinformationen, Eigenschaften und Verwendungen | Periodensystem. “Royal Society of Chemistry - Förderung der Exzellenz in den chemischen Wissenschaften, hier erhältlich. Abgerufen am 30. August 2017.
2. „Transuranium-Element“. Wikipedia, Wikimedia Foundation, 11. August 2017, hier verfügbar. Abgerufen am 30. August 2017.
3. „Uran“. Wikipedia, Wikimedia Foundation, 27. August 2017, hier verfügbar. Abgerufen am 30. August 2017.

Bildhöflichkeit:

1. "94 Plutonium (Pu) verbessertes Bohr-Modell" Von Ahazard. sciencewriter - Eigene Arbeit (CC BY-SA 4.0) über Commons Wikimedia
2. “Ames Process Uranium Biscuit” Von Unknown - Ames National Lab (siehe OTRS) (Public Domain) über Commons Wikimedia