プルトニルイオン
ウラニルイオンは常に他の配位子と結合している。最もよく見られるのは、O-Pu-O 結合と直交する平面に存在する配位子、いわゆるエカトリアル配位子がプルトニウム原子を通して結合する配置である。配位子4つでは [PuO2Cl4] のように歪んだ八面体形構造をとっており、配位子はエカトリアル面上で正方形をなしている。硝酸プルトニル(VI) PuO2(NO3)22H2O では 硝酸ウラニル(VI) と同様に6つの配位子がエカトリアル面で六角形をなしており、4つの酸素原子は二座ニトラト配位子と水分子に由来する。 硝酸プルトニルは硝酸ウラニルと同様にジエチルエーテルに溶ける。このとき生成された錯体は電荷を持っていない。電気的中性であることは錯体が有機溶媒に溶けるための重要な要件である。ここではエーテル分子が水分子を置換しているが、水分子が疎水性の配位子に置換されていくことで有機溶媒への溶解度が相乗的に高まっていく。
PUREX法では硝酸プルトニルの有機溶媒への溶解性を利用している。まず硝酸プルトニルをリン酸トリブチル(TBP)と配位させてケロシンに溶解させる。続いてプルトニウムを選択的に還元するスルファミン酸第一鉄水溶液を加えてプルトニウムを+3価に還元すると、プルトニウムは水相に移行し、ウランは有機相に残る。プルトニル錯体化学は、環境汚染への対処のため研究が活発に行われている分野である。