Нептуний

Непту́ний — химический элемент с атомным номером 93 в периодической системе; обозначается символом Np (лат. Neptunium), относится к семейству актиноидов. Это первый трансурановый элемент, на Земле он встречается лишь в следовых количествах, и был получен искусственно из урана посредством ядерных реакций.

93 УранНептунийПлутоний
ВодородГелийЛитийБериллийБорУглеродАзотКислородФторНеонНатрийМагнийАлюминийКремнийФосфорСераХлорАргонКалийКальцийСкандийТитанВанадийХромМарганецЖелезоКобальтНикельМедьЦинкГаллийГерманийМышьякСеленБромКриптонРубидийСтронцийИттрийЦирконийНиобийМолибденТехнецийРутенийРодийПалладийСереброКадмийИндийОловоСурьмаТеллурИодКсенонЦезийБарийЛантанЦерийПразеодимНеодимПрометийСамарийЕвропийГадолинийТербийДиспрозийГольмийЭрбийТулийИттербийЛютецийГафнийТанталВольфрамРенийОсмийИридийПлатинаЗолотоРтутьТаллийСвинецВисмутПолонийАстатРадонФранцийРадийАктинийТорийПротактинийУранНептунийПлутонийАмерицийКюрийБерклийКалифорнийЭйнштейнийФермийМенделевийНобелийЛоуренсийРезерфордийДубнийСиборгийБорийХассийМейтнерийДармштадтийРентгенийКоперницийНихонийФлеровийМосковийЛиверморийТеннессинОганесонПериодическая система элементов
93Np
Unknown.svg
Electron shell 093 Neptunium.svg
Внешний вид простого вещества
Шарик из нептуния-237Серебристо-белый радиоактивный мягкий металл
Свойства атома
Название, символ, номер

Нептуний / Neptunium (Np), 93

Атомная масса
(молярная масса)

237,048 а. е. м. (г/моль)

Электронная конфигурация

[Rn] 5f4 6d1 7s2

Радиус атома

130 пм

Химические свойства
Радиус иона

(+4e) 95 (+3e) 110 пм

Электроотрицательность

1,36 (шкала Полинга)

Электродный потенциал

Np←Np4+ −1,30 В
Np←Np3+ −1,79 В
Np←Np2+ −0,3 В

Степени окисления

7, 6, 5, 4, 3

Энергия ионизации
(первый электрон)

 0,0 (0,00) кДж/моль (эВ)

Термодинамические свойства простого вещества
Плотность (при н. у.)

20,25 г/см³

Температура плавления

913 K

Температура кипения

4175 K

Уд. теплота плавления

(9,6) кДж/моль

Уд. теплота испарения

336 кДж/моль

Молярная теплоёмкость

29,62[1] Дж/(K·моль)

Молярный объём

21,1 см³/моль

Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки

орторомбическая

Параметры решётки

a=6,663 b=4,723 c=4,887[2]

Отношение c/a

-

Прочие характеристики
Теплопроводность

(300 K) (6,3) Вт/(м·К)

Номер CAS

7439-99-8

93
Нептуний
(237)
5f46d17s2

Содержание

ИсторияПравить

До принятия теории расщепления атомного ядра, которая обосновала существование синтезированного позднее реального такого элемента, трижды были сделаны оказавшиеся ошибочными объявления о независимых открытиях элемента 93: аусоний (Ausonium) в Италии (Энрико Ферми), богемий (Bohemium) в Чехословакии в 1934 и секваний (Sequanium) в Румынии в 1939.

Нептуний был впервые получен Э. М. Макмилланом и Ф. Х. Абельсоном в 1940 году.

Реакция синтеза: 238U(n,γ)239U(β)239Np.

Происхождение названияПравить

Название нептуния образовано от названия планеты Нептун.

Нахождение в природеПравить

Природные источники нептуния никакого практического значения не имеют. В настоящее время нептуний извлекается из продуктов длительного облучения урана в ядерных реакторах как побочный продукт при извлечении плутония.

ПолучениеПравить

Нептуний получают восстановлением фторида нептуния (IV) парами бария при 1600 К:

 

СвойстваПравить

Элементарный нептуний — ковкий, сравнительно мягкий металл с серебристым блеском. Это один из самых тяжелых металлов: по плотности он уступает лишь осмию, иридию, платине и рению.

С сухим воздухом взаимодействует медленно, покрываясь тонкой оксидной плёнкой. При высокой температуре на воздухе он быстро окисляется до NpO2

В соединениях имеет степени окисления от +2 до +7. В растворах нептуний образует ионы Np3+, Np4+, NpO2+, NpO22+ и NpO53−.

Ионы нептуния склонны к гидролизу и комплексообразованию.

ИзотопыПравить

Радиоактивные свойства некоторых изотопов нептуния:

Массовое число Период полураспада Тип распада
231 50 мин α
232 13 мин электронный захват
233 35 мин α (1 %), электронный захват (99 %)
234 4,4 дня α (1 %), электронный захват (99 %)
235 410 дней β+ (1 %), электронный захват (99 %)
236 5000 лет α
237 2,20·106 лет α
238 2,1 дня β
239 2,33 дня β
240 7,3 мин β
241 16 мин β

ПрименениеПравить

Используется для получения плутония.

Физиологическое действиеПравить

При радиоактивном распаде нептуний испускает высокоэнергетические α-частицы и β-частицы со средней энергией. Физиологическое действие нептуния зависит от его валентного состояния и пути попадания в организм. 60—80 % нептуния откладывается в костях, а радиобиологический период полувыведения нептуния из организма составляет 200 лет. Это приводит к серьёзному радиационному поражению костной ткани.

Радиотоксичность нептуния ниже, чем у плутония, ввиду меньшей удельной активности.

Предельно допустимые количества изотопов нептуния в организме: 237Np — 0,06 мккюри (100 мкг), 238Np, 239Np — 25 мккюри (10−4 мкг).

Для 237Np ПДК в воздухе рабочих помещений 2,6·10−3 Бк/м³.

См. такжеПравить

ПримечанияПравить

  1. Химическая энциклопедия: в 5 т. / Редкол.: Кнунянц И. Л. (гл. ред.). — Москва: Советская энциклопедия, 1992. — Т. 3. — С. 216. — 639 с. — 50 000 экз. — ISBN 5-85270-039-8.
  2. WebElements Periodic Table of the Elements | Neptunium | crystal structures

СсылкиПравить