Neptunium

Neptunium
←  Uránusz | Plutónium  →
93 Délután ↑ Np ↓ (Uqs) 93 Np
Egy egyszerű anyag megjelenése
Neptunium-237 golyó
Az atom tulajdonságai
Név, szimbólum, szám	Neptunium / Neptunium (Np), 93
Csoport , időszak , blokk	3 (elavult 3), 7, f-elem
Atomtömeg ( moláris tömeg )	237.048  a. e.m.  ( g / mol )
Elektronikus konfiguráció	[Rn] 5f 4 6d 1 7s 2
Atom sugara	130 óra
Kémiai tulajdonságok
Ion sugara	(+4e) 95 (+3e) 110  óra
Elektronegativitás	1,36 (Pauling skála)
Elektróda potenciál	Np←Np 4+ -1,30 V Np←Np 3+ -1,79 V Np←Np 2+ -0,3 V
Oxidációs állapotok	+2, +3, +4, +5, +6, +7
Ionizációs energia (első elektron)	0,0 (0,00)  kJ / mol  ( eV )
Egy egyszerű anyag termodinamikai tulajdonságai
Sűrűség ( n.a. )	20,25 g/cm³
Olvadási hőmérséklet	913 ezer _
Forráshőmérséklet	4175 ezer _
Oud. fúzió hője	(9,6) kJ/mol
Oud. párolgási hő	336 kJ/mol
Moláris hőkapacitás	29,62 [1]  J/(K mol)
Moláris térfogat	21,1  cm³ / mol
Egy egyszerű anyag kristályrácsa
Rácsszerkezet	ortorombikus
Rács paraméterei	a=6,663 b=4,723 c=4,887 [2]
c / arány _	-
Egyéb jellemzők
Hővezető	(300 K) (6,3) W/(m K)
CAS szám	7439-99-8

Neptunium  ( vegyjele  - Np , lat.  Neptunium ) - a D. I. kémiai elemeinek periódusos rendszerének hetedik időszakának 3. csoportjának kémiai eleme (az elavult besorolás szerint  - a harmadik csoport, IIIB oldalsó alcsoportja) . Mengyelejev , 93-as rendszámmal . Az aktinidák családjára utal .

Az egyszerű anyag , a neptunium  az első ezüst-fehér radioaktív transzurán fém .

Történelem

Az atommaghasadás elméletének elfogadása előtt , amely alátámasztotta a később szintetizált valódi ilyen elem létezését, három téves bejelentés hangzott el a 93-as elem független felfedezéseiről: „Ausonium ” (Ausonium) Olaszországban ( Enrico Fermi ), „ Bohémia ”. (Bohemium) Csehszlovákiában 1934-ben és " Sequanium " (Sequanium) Romániában 1939-ben.

A neptúniumot először E. M. Macmillan és F. H. Abelson nyerték mesterségesen 1940- ben a Berkeley - ciklotronban lévő uránmag neutronokkal történő bombázásával [3] . Az első mesterségesen előállított transzurán elem [4] . Nevét a Neptunusz bolygóról kapta  , amely az első a Napból az Uránusz után [3]

Szintézis reakció: 238 U(n,γ) 239 U(β − ) 239 Np.

A név eredete

A neptunia név a Naprendszer nyolcadik bolygója , a Neptunusz nevéből származik .

A természetben lenni

A neptunium természetes forrásainak nincs gyakorlati értéke. Jelenleg a neptúniumot nukleáris reaktorokban az urán hosszú távú besugárzásából nyerik vissza a plutónium visszanyerésének melléktermékeként .

Fizikai tulajdonságok

A neptúnium atom teljes elektronikus konfigurációja : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 10 6p 6 5f147s .

Az elemi neptunium képlékeny , viszonylag lágy fém, ezüstös fényű . Ez az egyik legnehezebb fém: sűrűségét tekintve a második az ozmium , az irídium , a platina és a rénium után .

A fémes neptuniumnak három polimorf módosulata van: α-forma ortorombos kristályrácsos (280 °C alatt stabil), β-forma tetragonális ráccsal (280-576 °C-on stabil) és egy felületközpontú köbös rácsos módosulat ( 576 °C felett) [4] .

Izotópok

A neptuniumnak nincsenek stabil izotópjai, és csak nyomokban található meg a Földön.

A neptunium egyes izotópjainak radioaktív tulajdonságai:

Kémiai tulajdonságok

Lassan lép kölcsönhatásba a száraz levegővel, vékony oxidréteggel borítja be. Magas hőmérsékleten a levegőben gyorsan NpO 2 -dá oxidálódik . Piroforén finoman diszpergált állapotban [4] .

Reaktív fém: sósavban oldódik , oxidokat , hidrideket , halogenideket képez , hevítésre reagál nitrogénnel , szilíciummal , foszforral és egyéb nemfémekkel. Ötvözeteket képez uránnal , plutóniummal és más fémekkel. Vegyületekben +3 és +7 közötti oxidációs állapotú [4] . Az oldatokban a neptunium Np 3+ , Np 4+ , NpO 2+ , NpO 2 2+ és NpO 5 3− ionokat képez .

A neptúniumionok hajlamosak a hidrolízisre , aránytalanodásra és komplexképződésre . A vizes oldatokat ibolya-kékre (Np 3+ ), sárgászöldre (Np 4+ ), kékeszöldre (NpO 2 + ), rózsaszínre (NpO 2 2+ ) és zöldre vagy barnára (NpO 2 3+ ) színezik . lúgos vagy savas környezetben) [4] .

Getting

A nemesítő reaktorokban a neptúnium az urán-238- ból történő plutónium előállításánál melléktermékként keletkezik (körülbelül egy rész neptúnium ezer rész plutóniumra számítva) [3] .

A neptúniumot a neptúnium(IV)-fluorid báriumgőzzel történő redukálásával állítják elő 1600 K-en:

Évente több száz kg neptúniumot állítanak elő a világon [4] .

Alkalmazás

A neptúnium-237 izotópot a plutónium-238 előállításához használják [4] . A neptúnium-239 atomreaktorokban képződik az urán-239 bomlása következtében, majd bomlik plutónium-239-vé . A jövőben a reakciótermékeket nukleáris reakciókban használják fel.

Fiziológiai hatás

A radioaktív bomlás során a neptunium nagy energiájú α-részecskéket és közepes energiájú β-részecskéket bocsát ki. A neptunium élettani hatása a vegyérték állapotától és a szervezetbe való bejutásának módjától függ. A neptunium 60-80%-a a csontokban rakódik le, a neptunium radiobiológiai felezési ideje a szervezetből 200 év. Ez a csontszövet súlyos sugárzási károsodásához vezet. A neptunium radiotoxicitása alacsonyabb, mint a plutóniumé, alacsonyabb fajlagos aktivitása miatt.

A neptúnium izotópok maximális megengedett mennyisége a szervezetben: 237 Np  - 0,06 mikrocurie (100 mikrogramm), 238 Np, 239 Np - 25 mikrocurie (1 ng). 237 Np esetén az MPC a munkahelyi levegőben 2,6⋅10 −3 Bq/m³.

Jegyzetek

1. ↑ Kémiai enciklopédia: 5 kötetben / Szerkesztőbizottság: Knunyants I. L. (főszerkesztő). - Moszkva: Szovjet Enciklopédia, 1992. - T. 3. - S. 216. - 639 p. — 50.000 példány.  — ISBN 5-85270-039-8 .
2. ↑ WebElements elemek periódusos rendszere | Neptunium | kristályszerkezetek . Letöltve: 2010. augusztus 10. Az eredetiből archiválva : 2010. július 6.. (határozatlan)
3. ↑ 1 2 3 Morss L. neptunium  . — az Encyclopædia Britannica Online cikke . Hozzáférés időpontja: 2021. december 31.
4. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 Neptunium  / Myasoedov B.F.  // Nanotudomány - Nikolai Kavasila. - M .  : Nagy Orosz Enciklopédia, 2013. - S. 383-384. - ( Nagy Orosz Enciklopédia  : [35 kötetben]  / főszerkesztő Yu. S. Osipov  ; 2004-2017, 22. v.). - ISBN 978-5-85270-358-3 .

Linkek

• Neptunium on Webelements archiválva 2004. október 23-án a Wayback Machine -nél
• Neptunium a Kémiai Elemek Népszerű Könyvtárában Archiválva : 2011. augusztus 22.

Irodalom

• Chemical Encyclopedia / Szerk.: Knunyants I.L. és mások - M . : Soviet Encyclopedia, 1992. - T. 3 (Med-Pol). — 639 p. - ISBN 5-82270-039-8 .

Szótárak és enciklopédiák	Nagy dán Nagy norvég Nagy orosz Britannica (online) Treccani Universalis
Bibliográfiai katalógusokban	GND : 4171471-4 J9U : 987007565628105171 LCCN : sh85090879