Plutonium(IV)-fluorid

Plutonium(IV)-fluorid ist eine chemische Verbindung aus den Elementen Plutonium und Fluor. Es hat die Formel PuF₄ und gehört zur Stoffklasse der Fluoride. Es unterliegt dem Atomwaffensperrvertrag.

Kristallstruktur
_ Pu4+ 0 _ F−
Kristallsystem	monoklin[1]
Raumgruppe	C2/c (Nr. 15)Vorlage:Raumgruppe/15[1]
Gitterparameter	a = 1261 pm b = 1057 pm c = 827 pm β = 126,16°[1]
Allgemeines
Name	Plutonium(IV)-fluorid
Andere Namen	Plutoniumtetrafluorid
Verhältnisformel	PuF4
Kurzbeschreibung	rotbraune monokline Kristalle[2]
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 13709-56-3 PubChem 139558 Wikidata Q411484
Eigenschaften
Molare Masse	320,09 g·mol−1
Aggregatzustand	fest
Dichte	7,1 g·cm−3[2]
Schmelzpunkt	1037 °C[3]
Gefahren- und Sicherheitshinweise
Radioaktiv
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung keine Einstufung verfügbar[4]
Thermodynamische Eigenschaften
ΔHf0	−425 ± 8 kcal·mol−1[3]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa).

Darstellung

Plutonium(IV)-fluorid entsteht durch Umsetzung von Plutoniumdioxid (PuO₂) oder Plutonium(III)-fluorid (PuF₃) mit Fluorwasserstoff (HF) im O₂-Strom bei 450 bis 600 °C. Der Sauerstoff hat hier den wesentlichen Zweck, eine Reduktion des Produkts durch geringe Mengen Wasserstoff zu vermeiden, die sich zumeist im HF-Gas befinden.^[3]

${\displaystyle {\ce {PuO2 + O2 + 4 HF -> PuF4 + O2 + 2 H2O}}}$

${\displaystyle {\ce {4 PuF3 + O2 + 4 HF -> 4 PuF4 + 2 H2O}}}$

Durch Laserbestrahlung von Plutoniumhexafluorid bei einer Wellenlänge unterhalb von 520 nm erfolgt eine Zersetzung zu Plutonium(V)-fluorid und Fluor; bestrahlt man weiter, so erhält man Plutonium(IV)-fluorid.^[5]

Eigenschaften

Plutonium(IV)-fluorid ist ein rotbrauner kristalliner Feststoff, der bei 1037 °C schmilzt. Es kristallisiert im monoklinen Kristallsystem mit den Gitterparametern a = 1261 pm, b = 1057 pm, c = 827 pm und β = 126,16°.^[1]

Plutonium(IV)-fluorid

Sicherheitshinweise

Einstufungen nach der CLP-Verordnung liegen nicht vor, obwohl die chemische Giftigkeit bekannt ist. Wichtig sind die auf der Radioaktivität beruhenden Gefahren, sofern es sich um eine dafür relevante Stoffmenge handelt.

Einzelnachweise

1. W. H. Zachariasen: „Crystal Chemical Studies of the 5f-Series of Elements. XII. New Compounds Representing known Structure Types“, in: Acta Crystallographica, 1949, 2, S. 388–390 (doi:10.1107/S0365110X49001016).
2. David R. Lide (Hrsg.): CRC Handbook of Chemistry and Physics. 90. Auflage. (Internet-Version: 2010), CRC Press / Taylor and Francis, Boca Raton FL, Properties of the Elements and Inorganic Compounds, S. 4-81.
3. Gmelins Handbuch der anorganischen Chemie, System Nr. 71, Transurane, Teil C, S. 104–107.
4. Die von der Radioaktivität ausgehenden Gefahren gehören nicht zu den einzustufenden Eigenschaften nach der GHS-Kennzeichnung. In Bezug auf weitere Gefahren wurde dieser Stoff entweder noch nicht eingestuft oder eine verlässliche und zitierfähige Quelle hierzu wurde noch nicht gefunden.
5. Patent US4670239A: Photochemical preparation of plutonium pentafluoride. Angemeldet am 20. Dezember 1977, veröffentlicht am 2. Juni 1987, Anmelder: US Energy, Erfinder: Sherman W. Rabideau, George M. Campbell.

Literatur

• David L. Clark, Siegfried S. Hecker, Gordon D. Jarvinen, Mary P. Neu: Plutonium, in: Lester R. Morss, Norman M. Edelstein, Jean Fuger (Hrsg.): The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements, Springer, Dordrecht 2006; ISBN 1-4020-3555-1, S. 813–1264 (doi:10.1007/1-4020-3598-5_7).