Neptunium

Před přijetím teorie jaderného štěpení , která dokládala existenci skutečného takového prvku syntetizovaného později, byla učiněna tři mylná oznámení o nezávislých objevech prvku 93: „Ausonium “ (Ausonium) v Itálii ( Enrico Fermi ), „ Čechy “ (Bohemium) v Československu v roce 1934 a " Sequanium " (Sequanium) v Rumunsku v roce 1939.

Neptunium poprvé uměle získali E. M. Macmillan a F. H. Abelson v roce 1940 bombardováním jádra uranu neutrony v cyklotronu Berkeley [3] . První uměle získaný transuranový prvek [4] . Byla pojmenována po planetě Neptun , první od Slunce po Uranu [3]

Syntetická reakce: 238 U(n,γ) 239 U(β − ) 239 Np.

Původ jména

Jméno neptunia je odvozeno od jména osmé planety sluneční soustavy , Neptun .

Být v přírodě

Přírodní zdroje neptunia nemají žádnou praktickou hodnotu. V současné době se neptunium získává z dlouhodobého ozařování uranu v jaderných reaktorech jako vedlejší produkt získávání plutonia .

Fyzikální vlastnosti

Kompletní elektronová konfigurace atomu neptunia je : 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 d 7 4 .

Elementární neptunium je tvárný , relativně měkký kov se stříbřitým leskem . Jedná se o jeden z nejtěžších kovů: z hlediska hustoty je na druhém místě po osmiu , iridiu , platině a rheniu .

Kovové neptunium má tři polymorfní modifikace: α-formu s ortorombickou krystalovou mřížkou (stabilní pod 280 °C), β-formu s tetragonální mřížkou (stabilní při 280–576 °C) a modifikaci s plošně centrovanou kubickou mřížkou ( nad 576 °C) [4] .

Izotopy

Neptunium nemá žádné stabilní izotopy a na Zemi se vyskytuje pouze ve stopových množstvích.

Radioaktivní vlastnosti některých izotopů neptunia:

Hmotnostní číslo	Poločas rozpadu	Typ rozpadu
231	50 minut	α
232	13 minut	elektronické zachycení
233	35 minut	α (1 %), elektronické zachycení (99 %)
234	4,4 dne	α (1 %), elektronické zachycení (99 %)
235	410 dní	β + (1 %), elektronické zachycení (99 %)
236	5000 let	α
237	2,20⋅10 6 let	α
238	2,1 dne	β -
239	2,33 dne	β -
240	7,3 minuty	β -
241	16 minut	β -

Chemické vlastnosti

Se suchým vzduchem interaguje pomalu a pokrývá se tenkým oxidovým filmem. Při vysokých teplotách na vzduchu rychle oxiduje na NpO 2 . Pyroforen v jemně rozptýleném stavu [4] .

Je to reaktivní kov: rozpouští se v kyselině chlorovodíkové , tvoří oxidy , hydridy , halogenidy , při zahřívání reaguje s dusíkem , křemíkem , fosforem a dalšími nekovy. Tvoří slitiny s uranem , plutoniem a dalšími kovy. Ve sloučeninách má oxidační stavy od +3 do +7 [4] . V roztocích tvoří neptunium ionty Np 3+ , Np 4+ , NpO 2 + , NpO 2+ a NpO 5 3− .

Neptuniové ionty jsou náchylné k hydrolýze , disproporcionaci a komplexaci . Barví vodné roztoky na fialovomodrou (Np 3+ ), žlutozelenou (Np 4+ ), modrozelenou (NpO 2 + ), růžovou (NpO 2 2+ ) a zelenou nebo hnědou (NpO 2 3+ ). v alkalickém nebo kyselém prostředí) [4] .

Získání

V množivých reaktorech vzniká neptunium jako vedlejší produkt při výrobě plutonia z uranu-238 (asi jeden díl neptunia na tisíc dílů plutonia) [3] .

Neptunium se získává redukcí fluoridu neptunia (IV) parou barya při 1600 K:

{\mathsf {NpF_{4}+2Ba\ {\xarrowarrow {\ }}\ Np+2BaF_{2}}}

Ročně se na světě vyprodukuje několik set kg neptunia [4] .

Aplikace

Izotop neptunium-237 se používá při výrobě plutonia-238 [4] . Neptunium-239 se tvoří v jaderných reaktorech jako výsledek rozpadu uranu-239 a následně se rozpadá na plutonium-239 . V budoucnu se reakční produkty používají v jaderných reakcích.

Fyziologické působení

Při radioaktivním rozpadu neptunium emituje vysokoenergetické α-částice a středně energetické β-částice. Fyziologický účinek neptunia závisí na jeho valenčním stavu a na tom, jak vstupuje do těla. 60-80 % neptunia je uloženo v kostech a radiobiologický poločas neptunia z těla je 200 let. To vede k vážnému radiačnímu poškození kostní tkáně. Radiotoxicita neptunia je nižší než u plutonia kvůli jeho nižší specifické aktivitě.

Maximální přípustná množství izotopů neptunia v těle: 237 Np - 0,06 mikrokurie (100 mikrogramů), 238 Np, 239 Np - 25 mikrokurie (1 ng). Pro 237 Np MPC ve vzduchu pracovních prostor je 2,6⋅10 −3 Bq/m³.

Poznámky

↑ Chemická encyklopedie: v 5 svazcích / Redakční rada: Knunyants I. L. (šéfredaktor). - Moskva: Sovětská encyklopedie, 1992. - T. 3. - S. 216. - 639 s. — 50 000 výtisků. — ISBN 5-85270-039-8 .
↑ WebElements Periodická tabulka prvků | Neptunium | krystalové struktury . Získáno 10. srpna 2010. Archivováno z originálu 6. července 2010. (neurčitý)
↑ 1 2 3 Morss L. neptunium . — článek z Encyclopædia Britannica Online . Datum přístupu: 31. prosince 2021.
↑ 1 2 3 4 5 6 7 Neptunium / Myasoedov B.F. // Nanověda - Nikolai Kavasila. - M . : Velká ruská encyklopedie, 2013. - S. 383-384. - ( Velká ruská encyklopedie : [ve 35 svazcích] / šéfredaktor Yu. S. Osipov ; 2004-2017, v. 22). - ISBN 978-5-85270-358-3 .

Odkazy

Neptunium on Webelements Archivováno 23. října 2004 na Wayback Machine
Neptunium v Popular Library of the Chemical Elements Archived 22. srpna 2011.

Literatura

Chemická encyklopedie / Ed.: Knunyants I.L. a další - M .: Sovětská encyklopedie, 1992. - T. 3 (Med-Pol). — 639 s. - ISBN 5-82270-039-8 .

Slovníky a encyklopedie	Velká dánština Skvělý norský Velký Rus Britannica (online) Treccani Universalis
V bibliografických katalozích	GND : 4171471-4 J9U : 987007565628105171 LCCN : sh85090879

Periodický systém chemických prvků D. I. Mendělejeva

osm

já

Čs

alkalických kovů	kovy alkalických zemin	Lanthanoidy	aktinidy	přechodné kovy
lehké kovy	Polokovy	nekovy	Halogeny	vzácné plyny

Řady elektrochemické aktivity kovů
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 , Th , Np , U , Hf , Be , Al , Ti , Zr , Yb , Mn , V , Nb , Pa , Cr , Zn , Ga , Fe , Cd , In , Ti , Co , Ni , Te , Mo , Sn , Pb , H 2 , W , Sb , Bi , Ge , Re , Cu , Tc , Te , Rh , Po , Hg , Ag , Pd , Os , Ir , Pt , Au