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Nettunio bottoni in metallo (foto per gentile concessione Lawrence Berkeley National Laboratory) |
Nettunio
Storia
Chiamato per il pianeta Nettuno che prende il nome dal dio Romano del mare), il pianeta dal Sole dopo Urano. Ci sono stati molti primi falsi rapporti della scoperta del nettunio., Il più significativo fu di Enrico Fermi che credeva che bombardare l’uranio con neutroni seguiti dal decadimento beta avrebbe portato alla formazione dell’elemento 93. Nel 1934 bombardò gli atomi di uranio con neutroni e riferì di aver prodotto gli elementi 93 e 94. Come si è scoperto, Fermi aveva effettivamente fissionato o diviso gli atomi di uranio in molti radioisotopi di frammenti. La spiegazione e l’annuncio della scoperta della fissione sono stati successivamente pubblicati da Hahn e Strassman, anche se era la loro collega Lisa Meitner che aveva interpretato correttamente i risultati degli esperimenti., Nel 1940, con entusiasmo per fissione raggiungere l’Università della California a Berkeley, il Professor Edwin McMillan e studente laureato Filippo Abelson bombardamento dell’uranio con ciclotrone-prodotto moderata (lento) neutroni, risultando non in “fissione”, ma di “fusione” dei reagenti di formazione del nuovo elemento 93, che hanno chiamato il “nettunio”:
23892U + 10n → 23992U → 23993Np + β-
Nettunio-239 è stato il primo transuranici elemento prodotto sinteticamente e la prima serie di attinidi transuranici elemento scoperto. Questo isotopo ha un ” emivita beta-decadimento di 2.,3565 giorni, che forma il prodotto figlia plutonio-239 con un’emivita di 24.000 anni.
Isotopi
Ci sono 25 isotopi radioattivi noti di nettunio che vanno in pesi atomici da 225 a 244 con 5 di quelli come isotopi metastabili. I più stabili sono Np-237 con un’emivita di 2,14 milioni di anni; Np-236 con un’emivita di 154.000 anni; e Np-235 con un’emivita di 396 giorni. Tutti gli isotopi rimanenti hanno emivita inferiore a 4,5 giorni, con la maggior parte meno di 50 minuti., La modalità di decadimento primario per isotopi più leggeri di 237Np è per cattura elettronica con una grande quantità di emissione alfa. I prodotti sono per lo più isotopi di uranio. La modalità di decadimento primario per Np-237 è da alfa-decadimento formando protattinio. La modalità di decadimento primario per gli isotopi più pesanti di Np-237 è da beta-decadimento, formando plutonio. Il nettunio-237, dopo la decomposizione in protattinio poi in uranio, alla fine decade per formare bismuto-209 e tallio-205. A differenza di molti altri nuclei pesanti comuni che decadono per fare isotopi di piombo questa catena di decadimento è conosciuta come la serie nettunio.,
Proprietà
Il metallo di nettunio è prodotto dalla reazione di NpF3 con bario o litio liquido o gassoso a circa 1200°C ed è spesso estratto dalle barre di combustibile nucleare esaurito in quantità di chilogrammo. Il metallo del nettunio è argento nell’aspetto, chimicamente reattivo e si trova in almeno tre allotropi:
Il nettunio ha il più grande intervallo liquido di qualsiasi elemento, 3363 K, tra il punto di fusione del metallo e il punto di ebollizione. È il più denso di tutti gli attinidi e il quinto più denso di tutti gli elementi naturali., Recentemente è stata scoperta una lega superconduttrice a base di nettunio con formula NpPd5Al2. La presenza di superconduttività nei composti del nettunio è sorprendente perché spesso presentano un forte magnetismo, che di solito distrugge la superconduttività. Il nettunio forma una varietà di composti, compresi i tri-e i tetra-alogenuri come NpF3, NpF4, NpCl4, NpBr3 e NpI3. Ossidi di nettunio come Np3O8 e NpO2 come si trovano anche nel sistema di uranio-ossigeno. L’esafluoruro di nettunio, NpF6, è volatile come l’esafluoruro di uranio.,
In soluzione, il nettunio presenta cinque stati di ossidazione, III, IV, V, VI e VII con lo stato V che è il più stabile. Gli ioni di soluzione di III e IV sono gli ioni semplici, Np3+ e Np4+. Simile alla sua controparte uranio, come la carica sugli ioni nettunio aumenta, è distribuito su un ossicatione più grande. Quindi Np (V) esiste in soluzione come NpO2+, Np(VI) esce come NpO22 e Np (VII) è un ossicatione con una struttura probabilmente che include ioni idrossido poiché è stabile solo in soluzioni fortemente basiche., Queste ultime specie ossigenate sono in contrasto con le terre rare che presentano solo ioni semplici degli stati di ossidazione (II), (III) e (IV) in soluzione acquosa. In soluzione, Np (III) è facilmente ossidato in aria per formare Np(IV). Np (VII), stabile nelle soluzioni di base si riduce rapidamente a Np(VI) se il pH è reso più acido. Nelle soluzioni acide, Np + 3 è blu scuro-viola; Np+4 è verde erba; NpO2+ è verde smeraldo; NpO2++ è bordeaux chiaro e Np(VII) è verde scuro in soluzioni fortemente basiche .
