Neptunium
| Neptunium | ||||
|---|---|---|---|---|
| ← Uranus | Plutonium → | ||||
| ||||
| Yksinkertaisen aineen ulkonäkö | ||||
| Neptunium-237 pallo | ||||
| Atomin ominaisuudet | ||||
| Nimi, symboli, numero | Neptunium / Neptunium (Np), 93 | |||
| Ryhmä , jakso , lohko |
3 (vanhentunut 3), 7, f-elementti |
|||
| Atomimassa ( moolimassa ) |
237.048 a. e. m ( g / mol ) | |||
| Elektroninen konfigurointi | [Rn] 5f 4 6d 1 7s 2 | |||
| Atomin säde | klo 130 | |||
| Kemiallisia ominaisuuksia | ||||
| Ionin säde | (+4e) 95 (+3e) klo 110 | |||
| Elektronegatiivisuus | 1,36 (Pauling-asteikko) | |||
| Elektrodin potentiaali |
Np←Np 4+ -1,30 V Np←Np 3+ -1,79 V Np←Np 2+ -0,3 V |
|||
| Hapetustilat | +2, +3, +4, +5, +6, +7 | |||
| Ionisaatioenergia (ensimmäinen elektroni) |
0,0 (0,00) kJ / mol ( eV ) | |||
| Yksinkertaisen aineen termodynaamiset ominaisuudet | ||||
| Tiheys ( n.a. ) | 20,25 g/cm³ | |||
| Sulamislämpötila | 913 000 _ | |||
| Kiehumislämpötila | 4175 000 _ | |||
| Oud. sulamisen lämpöä | (9,6) kJ/mol | |||
| Oud. haihtumislämpö | 336 kJ/mol | |||
| Molaarinen lämpökapasiteetti | 29,62 [1] J/(K mol) | |||
| Molaarinen tilavuus | 21,1 cm³ / mol | |||
| Yksinkertaisen aineen kidehila | ||||
| Hilarakenne | ortorombinen | |||
| Hilan parametrit | a = 6,663 b = 4,723 c = 4,887 [2] | |||
| c / a suhde | - | |||
| Muut ominaisuudet | ||||
| Lämmönjohtokyky | (300 K) (6,3) W/(m K) | |||
| CAS-numero | 7439-99-8 | |||
| 93 | Neptunium |
| Np(237) | |
| 5f 4 6d 1 7s 2 | |
Neptunium ( kemiallinen symboli - Np , lat. Neptunium ) - D. I :n jaksollisen kemiallisten alkuaineiden järjestelmän seitsemännen ajanjakson 3. ryhmän kemiallinen alkuaine ( vanhentuneen luokituksen mukaan - kolmannen ryhmän sivualaryhmä, IIIB) . Mendelejev , atominumerolla 93. Viittaa aktinidiperheeseen .
Yksinkertainen aine neptunium on ensimmäinen hopeanvalkoinen radioaktiivinen transuraanimetalli .
Historia
Ennen ydinfissioteorian hyväksymistä , joka perusteli myöhemmin syntetisoidun todellisen elementin olemassaoloa, annettiin kolme virheellistä ilmoitusta elementin 93 itsenäisistä löydöistä: "Ausonium " (Ausonium) Italiassa ( Enrico Fermi ), " Bohemia " (Bohemium) Tšekkoslovakiassa vuonna 1934 ja " Sequanium " (Sequanium) Romaniassa vuonna 1939.
E. M. Macmillan ja F. H. Abelson saivat ensimmäisen kerran neptuniumia keinotekoisesti vuonna 1940 pommittamalla uraaniydintä neutroneilla Berkeleyn syklotronissa [3] . Ensimmäinen keinotekoisesti saatu transuraanialkuaine [4] . Se sai nimensä Neptunuksen planeetan mukaan, joka oli ensimmäinen auringosta Uranuksen jälkeen [3]
Synteesireaktio: 238 U(n,γ) 239 U(β − ) 239 Np.
Nimen alkuperä
Nimi neptunia on johdettu aurinkokunnan kahdeksannen planeetan Neptunuksen nimestä .
Luonnossa oleminen
Luonnollisilla neptuniumin lähteillä ei ole käytännön arvoa. Tällä hetkellä neptunium otetaan talteen pitkäaikaisesta uraanin säteilytyksestä ydinreaktoreissa plutoniumin talteenoton sivutuotteena .
Fysikaaliset ominaisuudet
Neptuniumatomin täydellinen elektroninen konfiguraatio on : 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 5f14s .
Elemental neptunium on muokattava , suhteellisen pehmeä metalli, jolla on hopeanhohtoinen kiilto . Tämä on yksi raskaimmista metalleista: tiheydellä se on toiseksi vain osmiumin , iridiumin , platinan ja reniumin jälkeen .
Metallisella neptuniumilla on kolme polymorfista muunnelmaa: α-muoto, jossa on ortorombinen kidehila (stabiili alle 280 °C:ssa), β-muoto, jossa on tetragonaalinen hila (stabiili 280–576 °C:ssa) ja modifikaatio, jossa on kasvokeskeinen kuutiohila ( yli 576 °C:ssa) [4] .
Isotoopit
Neptuniumilla ei ole stabiileja isotooppeja, ja sitä löytyy vain pieniä määriä maapallolla.
Joidenkin neptuniumin isotooppien radioaktiiviset ominaisuudet:
| Massanumero | Puolikas elämä | Hajoamisen tyyppi |
|---|---|---|
| 231 | 50 minuuttia | α |
| 232 | 13 minuuttia | elektroninen talteenotto |
| 233 | 35 minuuttia | α (1 %), elektroninen sieppaus (99 %) |
| 234 | 4,4 päivää | α (1 %), elektroninen sieppaus (99 %) |
| 235 | 410 päivää | β + (1 %), elektroninen sieppaus (99 %) |
| 236 | 5000 vuotta | α |
| 237 | 2,20⋅10 6 vuotta | α |
| 238 | 2,1 päivää | β − |
| 239 | 2,33 päivää | β − |
| 240 | 7,3 minuuttia | β − |
| 241 | 16 minuuttia | β − |
Kemialliset ominaisuudet
Se on vuorovaikutuksessa kuivan ilman kanssa hitaasti ja peittyy ohuella oksidikalvolla. Korkeissa lämpötiloissa ilmassa se hapettuu nopeasti NpO 2 :ksi . Pyroforeeni hienojakoisessa tilassa [4] .
Se on reaktiivinen metalli: se liukenee kloorivetyhappoon , muodostaa oksideja , hydridejä , halogenideja , reagoi typen , piin , fosforin ja muiden ei-metallien kanssa kuumennettaessa. Muodostaa seoksia uraanin , plutoniumin ja muiden metallien kanssa. Yhdisteissä sen hapetusaste on +3 - +7 [4] . Liuoksissa neptunium muodostaa Np3 + - , Np4 +-, NpO 2 + -, NpO 2 2 + - ja NpO 5 3− -ioneja .
Neptunium-ionit ovat alttiita hydrolysoitumiselle , epäsuhtautumiselle ja kompleksoitumiselle . Ne värjäävät vesiliuokset violetin-siniseksi (Np 3+ ), kelta-vihreäksi (Np 4+ ), sinivihreäksi (NpO 2 + ), vaaleanpunaiseksi (NpO 2 2+ ) ja vihreäksi tai ruskeaksi (NpO 2 3+ ). emäksisessä tai happamassa ympäristössä) [4] .
Haetaan
Jalostusreaktoreissa neptuniumia tuotetaan sivutuotteena valmistettaessa plutoniumia uraani-238 :sta (noin yksi osa neptuniumia tuhatta osaa plutoniumia kohden) [3] .
Neptunium saadaan pelkistämällä neptunium(IV)fluoridia bariumhöyryllä 1600 K:ssa:
Maailmassa tuotetaan useita satoja kiloja neptuniumia vuosittain [4] .
Sovellus
Neptunium-237- isotooppia käytetään plutonium-238 :n tuotannossa [4] . Neptunium-239 muodostuu ydinreaktoreissa uraani-239:n hajoamisen seurauksena, ja se puolestaan hajoaa muodostaen plutonium-239:ää . Tulevaisuudessa reaktiotuotteita käytetään ydinreaktioissa.
Fysiologinen toiminta
Radioaktiivisen hajoamisen aikana neptunium lähettää korkeaenergisiä α-hiukkasia ja keskienergiaisia β-hiukkasia. Neptuniumin fysiologinen vaikutus riippuu sen valenssitilasta ja siitä, miten se pääsee kehoon. 60-80 % neptuniumista kertyy luihin, ja neptuniumin radiobiologinen puoliintumisaika elimistöstä on 200 vuotta. Tämä johtaa vakaviin säteilyvaurioihin luukudoksessa. Neptuniumin radiotoksisuus on pienempi kuin plutoniumin sen alhaisemman ominaisaktiivisuuden vuoksi.
Neptunium-isotooppien suurimmat sallitut määrät kehossa: 237 Np - 0,06 mikrocurie (100 mikrogrammaa), 238 Np, 239 Np - 25 mikrocurie (1 ng). 237 Np : llä MPC työtilojen ilmassa on 2,6⋅10 −3 Bq/m³.
Muistiinpanot
- ↑ Kemiallinen tietosanakirja: 5 osaa / Toimituslautakunta: Knunyants I. L. (päätoimittaja). - Moskova: Neuvostoliiton tietosanakirja, 1992. - T. 3. - S. 216. - 639 s. – 50 000 kappaletta. — ISBN 5-85270-039-8 .
- ↑ WebElements Elementtien jaksollinen järjestelmä | Neptunium | kristallirakenteet . Haettu 10. elokuuta 2010. Arkistoitu alkuperäisestä 6. heinäkuuta 2010.
- ↑ 1 2 3 Morss L. neptunium . — artikkeli Encyclopædia Britannica Onlinesta . Käyttöönottopäivä: 31.12.2021.
- ↑ 1 2 3 4 5 6 7 Neptunium / Myasoedov B.F. // Nanotiede - Nikolai Kavasila. - M . : Suuri venäläinen tietosanakirja, 2013. - S. 383-384. - ( Great Russian Encyclopedia : [35 nidettä] / päätoimittaja Yu. S. Osipov ; 2004-2017, v. 22). - ISBN 978-5-85270-358-3 .
Linkit
- Neptunium on Webelements Arkistoitu 23. lokakuuta 2004 Wayback Machinessa
- Neptunium at the Popular Library of the Chemical Elements Arkistoitu 22. elokuuta 2011.
Kirjallisuus
- Chemical Encyclopedia / Toim.: Knunyants I.L. ja muut - M .: Soviet Encyclopedia, 1992. - T. 3 (Med-Pol). — 639 s. - ISBN 5-82270-039-8 .
 Sanakirjat ja tietosanakirjat | |
|---|---|
| Bibliografisissa luetteloissa |
| D. I. Mendelejevin kemiallisten alkuaineiden jaksollinen järjestelmä | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Metallien sähkökemiallisen toiminnan sarja | |
|---|---|
|
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 , | |