Neptuniu

Neptuniu
←  Uranus | Plutoniu  →
93 P.m ↑ Np ↓ (Uqs) 93 Np
Aspectul unei substanțe simple
Minge de neptuniu-237
Proprietățile atomului
Nume, simbol, număr	Neptunium / Neptunium (Np), 93
Grup , punct , bloc	3 (învechit 3), 7, element f
Masa atomica ( masa molara )	237.048  a. e. m.  ( g / mol )
Configuratie electronica	[Rn] 5f 4 6d 1 7s 2
Raza atomului	ora 130
Proprietăți chimice
Raza ionică	(+4e) 95 (+3e) 110  pm
Electronegativitatea	1,36 (scara Pauling)
Potențialul electrodului	Np←Np 4+ -1,30 V Np←Np 3+ -1,79 V Np←Np 2+ -0,3 V
Stări de oxidare	+2, +3, +4, +5, +6, +7
Energia de ionizare (primul electron)	0,0 (0,00)  kJ / mol  ( eV )
Proprietățile termodinamice ale unei substanțe simple
Densitate (la n.a. )	20,25 g/cm³
Temperatură de topire	913K _
Temperatura de fierbere	4175K _
Oud. căldură de fuziune	(9,6) kJ/mol
Oud. căldură de evaporare	336 kJ/mol
Capacitate de căldură molară	29,62 [1]  J/(K mol)
Volumul molar	21,1  cm³ / mol
Rețeaua cristalină a unei substanțe simple
Structura de zăbrele	ortorombic
Parametrii rețelei	a=6,663 b=4,723 c=4,887 [2]
raport c / a	-
Alte caracteristici
Conductivitate termică	(300 K) (6,3) W/(m K)
numar CAS	7439-99-8

Neptunium  ( simbol chimic  - Np , din lat.  Neptunium ) - un element chimic al grupului al 3-lea (conform clasificării învechite  - un subgrup lateral al celui de-al treilea grup, IIIB) al perioadei a șaptea a sistemului periodic de elemente chimice din D. I. Mendeleev , cu număr atomic 93. Se referă la familia actinidelor .

Substanța simplă neptuniu  este primul metal transuranium radioactiv alb-argintiu .

Istorie

Înainte de adoptarea teoriei fisiunii nucleare , care a fundamentat existența unui astfel de element real sintetizat ulterior, au fost făcute trei anunțuri eronate despre descoperirile independente ale elementului 93: „Ausonium ” (Ausonium) în Italia ( Enrico Fermi ), „ Boemia ” (Bohemium) în Cehoslovacia în 1934 și „ Sequanium ” (Sequanium) în România în 1939.

Neptuniul a fost obținut pentru prima dată artificial de E. M. Macmillan și F. H. Abelson în 1940 prin bombardarea unui nucleu de uraniu cu neutroni în ciclotronul Berkeley [3] . Primul element transuraniu obținut artificial [4] . A fost numit după planeta Neptun  , prima de la Soare după Uranus [3]

Reacția de sinteză: 238 U(n,γ) 239 U(β − ) 239 Np.

Originea numelui

Numele neptunia este derivat din numele celei de-a opta planete din sistemul solar , Neptun .

Fiind în natură

Sursele naturale de neptuniu nu au valoare practică. În prezent, neptuniul este recuperat din iradierea pe termen lung a uraniului în reactoarele nucleare ca produs secundar al recuperării plutoniului .

Proprietăți fizice

Configurația electronică completă a atomului de neptuniu este: 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 5f 1 4 5d 10 6p 6 5f 1 4 .

Neptuniul elementar este un metal maleabil , relativ moale, cu o strălucire argintie . Acesta este unul dintre cele mai grele metale: în ceea ce privește densitatea, este al doilea după osmiu , iridiu , platină și reniu .

Neptuniul metalic are trei modificări polimorfe: forma α cu o rețea cristalină ortorombic (stabilă sub 280 °C), forma β cu o rețea tetragonală (stabilă la 280–576 °C) și o modificare cu o rețea cubică centrată pe față ( la peste 576 °C) [4] .

Izotopi

Neptuniul nu are izotopi stabili și se găsește doar în urme pe Pământ.

Proprietățile radioactive ale unor izotopi ai neptuniului:

Proprietăți chimice

Interacționează lent cu aerul uscat, devenind acoperit cu o peliculă subțire de oxid. La temperaturi ridicate în aer, se oxidează rapid la NpO 2 . Piroforen în stare fin dispersată [4] .

Este un metal reactiv: se dizolvă în acid clorhidric , formează oxizi , hidruri , halogenuri , reacționează cu azotul , siliciul , fosforul și alte nemetale atunci când este încălzit. Formează aliaje cu uraniu , plutoniu și alte metale. În compuși, are stări de oxidare de la +3 la +7 [4] . În soluții, neptuniul formează ioni Np 3+ , Np 4+ , ​​​​NpO 2 + , NpO 2 2+ și NpO 5 3− .

Ionii de neptuniu sunt predispuși la hidroliză , disproporționare și complexare . Ele colorează soluțiile apoase în violet-albastru (Np 3+ ), galben-verde (Np 4+ ), verde-albăstrui (NpO 2 + ), roz (NpO 2 2+ ) și , respectiv, verde sau maro (NpO 2 3+ ). într-un mediu alcalin sau acid) [4] .

Obținerea

În reactoarele de reproducere, neptuniul este produs ca produs secundar în producția de plutoniu din uraniu-238 (aproximativ o parte de neptuniu la mie de părți de plutoniu) [3] .

Neptuniul se obține prin reducerea fluorurii de neptuniu (IV) cu vapori de bariu la 1600 K:

Câteva sute de kg de neptuniu sunt produse anual în lume [4] .

Aplicație

Izotopul neptunium-237 este utilizat la producerea plutoniului-238 [4] . Neptuniul-239 se formează în reactoarele nucleare ca urmare a descompunerii uraniului-239 și, la rândul său, se descompune pentru a forma plutoniu-239 . În viitor, produșii de reacție sunt utilizați în reacții nucleare.

Acțiune fiziologică

În timpul dezintegrarii radioactive, neptuniul emite particule α de înaltă energie și particule β de energie medie. Efectul fiziologic al neptuniului depinde de starea sa de valență și de modul în care intră în organism. 60-80% din neptuniu este depus în oase, iar timpul de înjumătățire radiobiologic al neptuniului din organism este de 200 de ani. Acest lucru duce la leziuni grave de radiații ale țesutului osos. Radiotoxicitatea neptuniului este mai mică decât cea a plutoniului datorită activității sale specifice mai reduse.

Cantitățile maxime admise de izotopi de neptuniu în organism: 237 Np  - 0,06 microcurie (100 micrograme), 238 Np, 239 Np - 25 microcurie (1 ng). Pentru 237 Np MPC în aerul spațiilor de lucru este de 2,6⋅10 −3 Bq/m³.

Note

1. ↑ Enciclopedia chimică: în 5 volume / Colegiul editorial: Knunyants I. L. (redactor-șef). - Moscova: Enciclopedia Sovietică, 1992. - T. 3. - S. 216. - 639 p. — 50.000 de exemplare.  — ISBN 5-85270-039-8 .
2. ↑ WebElements Tabel periodic al elementelor | Neptunium | structuri cristaline . Preluat la 10 august 2010. Arhivat din original la 6 iulie 2010. (nedefinit)
3. ↑ 1 2 3 Morss L. neptunium  . — articol din Encyclopædia Britannica Online . Data accesului: 31 decembrie 2021.
4. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 Neptunium  / Myasoedov B.F.  // Nanoscience - Nikolai Kavasila. - M .  : Marea Enciclopedie Rusă, 2013. - S. 383-384. - ( Marea Enciclopedie Rusă  : [în 35 de volume]  / redactor-șef Yu. S. Osipov  ; 2004-2017, v. 22). - ISBN 978-5-85270-358-3 .

Link -uri

• Neptunium pe Webelements Arhivat 23 octombrie 2004 la Wayback Machine
• Neptunium la Biblioteca Populară a Elementelor Chimice Arhivat 22 august 2011.

Literatură

• Enciclopedie chimică / Ed.: Knunyants I.L. şi altele.- M . : Enciclopedia sovietică, 1992. - T. 3 (Med-Pol). — 639 p. - ISBN 5-82270-039-8 .

Dicționare și enciclopedii	mare danez Mare norvegian Rusă mare Britannica (online) Treccani Universalis
În cataloagele bibliografice	GND : 4171471-4 J9U : 987007565628105171 LCCN : sh85090879