第 94 號元素:鈽Pu · Plutonium

鈽ㄅㄨˋ(四聲)Plutonium

注音 ㄅㄨˋ(四聲)·音同「布」

主要分類(決定顏色) · 金屬性:金屬

鈽(Plutonium):電解精煉的鈽環
電解精煉的鈽環照片:Los Alamos National Laboratory · Attribution · Wikimedia Commons
原子序
94
元素符號
Pu
最穩定同位素質量數
[244]
週期
7
族
—
區塊
f 區

電子排布

[Rn]5f67s2

原子結構與電子殼層分布

  1. K n=12
  2. L n=28
  3. M n=318
  4. N n=432
  5. O n=524
  6. P n=68
  7. Q n=72

簡介

具放射性的錒系元素。鈽-239 可作為核燃料,鈽-238 則用於太空探測器的放射性同位素熱電機。

原子序 89–103,逐步填入 5f 軌域,全部具放射性。

資料附註

  • 本表未指定族:IUPAC 第 3 族工作小組 2021 年的臨時報告指出,第 3 族應為 Sc、Y、La、Ac 還是 Sc、Y、Lu、Lr,無法以客觀方式判定,屬於慣例選擇;本表採用報告提議的折衷方案 Sc、Y、Lu、Lr。
  • 無標準原子量;顯示已知最穩定同位素的質量數(CIAAW/NUBASE2020)。

元素科學故事 · 鈽(Pu)

以冥王星命名

已對照來源· 版本 2026-10-18

冥王星命名並延續天王星與海王星的慣例、Seaborg 等人以氘核轟擊鈾-238 得到錼-238 並衰變成鈽-238、1941 年 3 月投稿後撤回(LANL)、戰時保密至 1946 年公開(Jefferson Lab)、5f 電子介於局域與非局域之間且為最複雜的元素之一、銀色與氧化後的顏色(LANL)、鈽-238 熱電機供電卡西尼號與伽利略號、鈽-239 用於核武與核反應爐(Jefferson Lab),皆已對照 PubChem 收錄的 Los Alamos、Jefferson Lab、CIAAW 與 IUPAC IPTEI 原文。來源差異:LANL 寫 1940/41 年、Jefferson Lab 寫 1941 年,本文寫 1940 到 1941 年間。註:LANL 原文「Element 93 was discovered in 1940/41」應為 94 號的筆誤。

繼以天王星命名的鈾、以海王星命名的錼之後,94 號元素依序以冥王星(Pluto)命名為鈽。

戰時的秘密

1940 到 1941 年間,Glenn T. Seaborg、Edwin McMillan、Joseph Kennedy 與 Arthur Wahl 在加州大學柏克萊分校,以迴旋加速器加速的氘核轟擊鈾-238,製造出錼-238,它衰變後形成了鈽-238。Seaborg 在 1941 年 3 月投稿發表,但論文很快就被撤回;由於戰時的保密需要,這項發現直到 1946 年才公開。

最複雜的元素之一

鈽位在週期表的轉折處:它的 5f 電子介於「屬於單一原子」與「不屬於單一原子」之間,因此被認為是最複雜的元素之一。剛製成的鈽呈明亮的銀色,氧化後會變成暗灰、黃或橄欖綠色。

太空與核能

鈽-238 被用在放射性同位素熱電機中,為卡西尼號、伽利略號等遠離太陽的探測器供電。鈽-239 被用於核武與部分核反應爐。

延伸思考遠離太陽的太空探測器,為什麼不能只靠太陽能板,而要改用放射性同位素發電?

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參考來源

  1. PubChem Element: Plutonium(收錄 Los Alamos National Laboratory、Jefferson Lab 與 CIAAW 的元素資料)已查閱 2026-10-18