Нитрид плутония

Нитрид плутония — бинарное неорганическое соединение азота и плутония с формулой PuN.

Нитрид плутония
Общие
Систематическое наименование	Нитрид плутония
Хим. формула	PuN
Физические свойства
Молярная масса	258,007 г/моль
Плотность	14,35 г/см³
Термические свойства
Температура
• плавления	с разложением 2589 °C
Мол. теплоёмк.	50,2 Дж/(моль·К)
Энтальпия
• образования	-289,9 кДж/моль
Классификация
Рег. номер CAS	12033-54-4
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.

Физические и химические свойстваПравить

Нитрид плутония представляет собой кристаллическое соединение чёрного цвета. Кристаллическая решётка — гранецентрированная типа NaCl с параметрами a=0,4905 нм; z=4; пространственная группа Fm3m, однако вследствие радиоактивного распада плутония с испусканием α-лучей параметры кристаллической решётки со временем увеличиваются.

• ΔG^o₂₉₈(PuN) = −273,8 кДж/моль
• ΔS^o₂₉₈(PuN) = 67,7 Дж/моль·K

На воздухе нитрид плутония медленно окисляется до диоксида плутония. Порошкообразный нитрид плутония переходит в диоксид примерно за 1-3 суток, плотный окисляется значительно медленнее. Гидролиз нитрида плутония также приводит к диоксиду, в горячей воде гидролиз усиливается:

$\mathsf{2}\mathsf{P}\mathsf{u}\mathsf{N}\mathsf{+}\mathsf{6}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\to <!--\; \to \; -->\mathsf{2}\mathsf{P}\mathsf{u}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\cdot <!--\; \cdot \; -->{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{N}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}$${\mathsf {2PuN+6H_{2}O\rightarrow 2PuO_{2}\cdot H_{2}O+2NH_{3}+H_{2}}}$ 

При растворении в кислотах образуются соответствующие соли Pu(III), реакционноспособность кислот по отношению к нитриду плутония уменьшается в ряду HNO₃ > HCl > H₃PO₄ > H₂SO₄, HF.

Получение и применениеПравить

Синтез нитрида плутония осуществляют по реакции гидридов плутония с азотом или аммиаком при температуре 650 °C и давлении 0,3 кПа.

Другим способом синтеза является восстановление иодида плутония(III) натрием в жидком аммиаке:

$\mathsf{P}\mathsf{u}{\mathsf{I}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{N}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{N}\mathsf{a}\to <!--\; \to \; -->\mathsf{P}\mathsf{u}\mathsf{N}\downarrow <!--\; \downarrow \; -->\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{I}$${\mathsf {PuI_{3}+NH_{3}+3Na\rightarrow PuN\downarrow +3NaI}}$ 

Нитрид плутония может быть использован в качестве топлива в ядерных реакторах.

ЛитератураПравить

• Кнунянц И. Л. и др. т.3 Мед-Пол // Химическая энциклопедия. — М.: Большая Российская Энциклопедия, 1992. — 639 с. — 50 000 экз. — ISBN 5-85270-039-8.
• Вейгель Ф., Кац Д., Сиборг Г. и др. Химия актиноидов. — М.: Мир, 1997. — Т. 2. — 664 с. — ISBN 5-03-001885-9.