Нептуний
Нептуний
| Нептуний | |
|---|---|
| Серебристо-белый радиоактивный мягкий металл | |
Шарик из нептуния-237
|
|
| 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 |
| 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, 2 |
| Энергия ионизации (первый электрон) |
0,0 (0,00) кДж/моль (эВ) |
| 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 Дж/(K·моль) |
| Молярный объём | 21,1 см³/моль |
| Структура решётки | орторомбическая |
| Параметры решётки | a=6,663 b=4,723 c=4,887 |
| Отношение c/a | - |
| Теплопроводность | (300 K) (6,3) Вт/(м·К) |
| Номер CAS | 7439-99-8 |
| 93 |
Нептуний
|
|
Np
|
|
| 5f46d17s2 | |
Нептуний — 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.
Содержание
История
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 названия
Название нептуния образовано от названия планеты Нептун.
Нахождение в природе
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.
Получение
Нептуний получают восстановлением фторида нептуния (IV) парами бария при 1600 К:
- NpF4 + 2Ba → Np + 2BaF2
Свойства
Элементарный нептуний — ковкий, сравнительно мягкий металл с серебристым блеском. Это один из самых тяжёлых 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.
Изотопы
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− |
Применение
Используется для получения плутония.
Физиологическое действие
При радиоактивном распаде нептуний испускает высокоэнергетические α-частицы и β-частицы со средней энергией. Физиологическое действие нептуния зависит от его валентного состояния и путей 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.