Neptunium | ||||
---|---|---|---|---|
← Uranus | Plutonium → | ||||
| ||||
Udseende af et simpelt stof | ||||
Kugle af neptunium-237 | ||||
Atom egenskaber | ||||
Navn, symbol, nummer | Neptunium / Neptunium (Np), 93 | |||
Gruppe , punktum , blok |
3 (forældet 3), 7, f-element |
|||
Atommasse ( molær masse ) |
237.048 a. e. m. ( g / mol ) | |||
Elektronisk konfiguration | [Rn] 5f 4 6d 1 7s 2 | |||
Atomradius | 130 kl | |||
Kemiske egenskaber | ||||
Ion radius | (+4e) 95 (+3e) 110 pm | |||
Elektronegativitet | 1,36 (Pauling-skala) | |||
Elektrodepotentiale |
Np←Np 4+ -1,30 V Np←Np 3+ -1,79 V Np←Np 2+ -0,3 V |
|||
Oxidationstilstande | +2, +3, +4, +5, +6, +7 | |||
Ioniseringsenergi (første elektron) |
0,0 (0,00) kJ / mol ( eV ) | |||
Termodynamiske egenskaber af et simpelt stof | ||||
Tæthed ( i.a. ) | 20,25 g/cm³ | |||
Smeltetemperatur | 913K _ | |||
Kogetemperatur | 4175K _ | |||
Oud. fusionsvarme | (9,6) kJ/mol | |||
Oud. fordampningsvarme | 336 kJ/mol | |||
Molær varmekapacitet | 29,62 [1] J/(K mol) | |||
Molært volumen | 21,1 cm³ / mol | |||
Krystalgitteret af et simpelt stof | ||||
Gitterstruktur | ortorombisk | |||
Gitterparametre | a=6,663 b=4,723 c=4,887 [2] | |||
c / a -forhold | - | |||
Andre egenskaber | ||||
Varmeledningsevne | (300 K) (6,3) W/(m K) | |||
CAS nummer | 7439-99-8 |
93 | Neptunium |
Np(237) | |
5f 4 6d 1 7s 2 |
Neptunium ( kemisk symbol - Np , fra lat. Neptunium ) - et kemisk grundstof af den 3. gruppe (ifølge den forældede klassifikation - en sideundergruppe af den tredje gruppe, IIIB) i den syvende periode af det periodiske system af kemiske elementer af D. I. Mendeleev , med atomnummer 93. Henviser til aktinidfamilien .
Det simple stof neptunium er det første sølv- hvide radioaktive transuraniummetal .
Før vedtagelsen af teorien om nuklear fission , som underbyggede eksistensen af et rigtigt sådant element, der blev syntetiseret senere, blev der lavet tre fejlagtige meddelelser om uafhængige opdagelser af grundstof 93: "Ausonium " (Ausonium) i Italien ( Enrico Fermi ), " Bohemia " (Bohemium) i Tjekkoslovakiet i 1934 og " Sequanium " (Sequanium) i Rumænien i 1939.
Neptunium blev først opnået kunstigt af E. M. Macmillan og F. H. Abelson i 1940 ved at bombardere en urankerne med neutroner i Berkeley - cyklotronen [3] . Det første kunstigt opnåede transuranelement [4] . Den blev opkaldt efter planeten Neptun , den første fra Solen efter Uranus [3]
Syntesereaktion: 238 U(n,y) 239 U(β- ) 239 Np .
Navnet neptunia er afledt af navnet på den ottende planet i solsystemet , Neptun .
Naturlige kilder til neptunium har ingen praktisk værdi. I øjeblikket genvindes neptunium fra langvarig bestråling af uran i atomreaktorer som et biprodukt af plutoniumgenvinding .
Den komplette elektroniske konfiguration af neptunium-atomet er : 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 4 s 2 5d .
Elementært neptunium er et formbart , relativt blødt metal med en sølvskinnende glans . Dette er et af de tungeste metaller: med hensyn til densitet er det kun næst efter osmium , iridium , platin og rhenium .
Metallisk neptunium har tre polymorfe modifikationer: α-form med et ortorhombisk krystalgitter (stabilt under 280 °C), β-form med et tetragonalt gitter (stabilt ved 280-576 °C) og en modifikation med et fladecentreret kubisk gitter ( ved over 576 °C) [4] .
Neptunium har ingen stabile isotoper og findes kun i spormængder på Jorden.
Radioaktive egenskaber af nogle isotoper af neptunium:
Massenummer | Halvt liv | Forfaldstype |
---|---|---|
231 | 50 minutter | α |
232 | 13 minutter | elektronisk optagelse |
233 | 35 minutter | α (1 %), elektronisk optagelse (99 %) |
234 | 4,4 dage | α (1 %), elektronisk optagelse (99 %) |
235 | 410 dage | β + (1 %), elektronisk optagelse (99 %) |
236 | 5000 år | α |
237 | 2.20⋅10 6 år | α |
238 | 2,1 dage | β - |
239 | 2,33 dage | β - |
240 | 7,3 minutter | β - |
241 | 16 minutter | β - |
Det interagerer langsomt med tør luft og bliver dækket af en tynd oxidfilm. Ved høje temperaturer i luften oxideres det hurtigt til NpO 2 . Pyroforen i fint dispergeret tilstand [4] .
Det er et reaktivt metal: det opløses i saltsyre , danner oxider , hydrider , halogenider , reagerer med nitrogen , silicium , phosphor og andre ikke-metaller, når det opvarmes. Danner legeringer med uran , plutonium og andre metaller. I forbindelser har den oxidationstilstande fra +3 til +7 [4] . I opløsninger danner neptunium Np 3+ , Np 4+ , NpO 2 + , NpO 2 2+ og NpO 5 3− ioner .
Neptunium-ioner er tilbøjelige til hydrolyse , disproportionering og kompleksdannelse . De farver vandige opløsninger i henholdsvis violet-blå (Np 3+ ), gul-grøn (Np 4+ ), blålig-grøn (NpO 2 + ), pink (NpO 2 2+ ) og grøn eller brun (NpO 2 3+ ). i et alkalisk eller surt miljø) [4] .
I forædlingsreaktorer produceres neptunium som et biprodukt ved produktionen af plutonium fra uranium-238 (ca. en del neptunium pr. tusinde dele plutonium) [3] .
Neptunium opnås ved reduktion af neptunium (IV) fluorid med bariumdamp ved 1600 K:
Flere hundrede kg neptunium produceres årligt i verden [4] .
Isotopen neptunium-237 bruges i produktionen af plutonium-238 [4] . Neptunium-239 dannes i atomreaktorer som følge af henfaldet af uranium-239, og henfalder igen til plutonium-239 . Fremover bliver reaktionsprodukterne brugt i kernereaktioner.
Under radioaktivt henfald udsender neptunium højenergiske α-partikler og medium-energi β-partikler. Den fysiologiske effekt af neptunium afhænger af dets valenstilstand og hvordan det kommer ind i kroppen. 60-80 % af neptunium aflejres i knoglerne, og den radiobiologiske halveringstid for neptunium fra kroppen er 200 år. Dette fører til alvorlig strålingsskade på knoglevæv. Radiotoksiciteten af neptunium er lavere end plutoniums på grund af dets lavere specifikke aktivitet.
De maksimalt tilladte mængder af neptunium-isotoper i kroppen: 237 Np - 0,06 mikrocurie (100 mikrogram), 238 Np, 239 Np - 25 mikrocurie (1 ng). For 237 Np er MPC i luften i arbejdslokaler 2,6⋅10 −3 Bq/m³.
Ordbøger og encyklopædier | |
---|---|
I bibliografiske kataloger |
Periodisk system af kemiske elementer af D. I. Mendeleev | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
Elektrokemisk aktivitet serie af metaller | |
---|---|
Eu , Sm , Li , Cs , Rb , K , Ra , Ba , Sr , Ca , Na , Ac , La , Ce , Pr , Nd , Pm , Gd , Tb , Mg , Y , Dy , Am , Ho , Er , Tm , Lu , Sc , Pu , |