Tilbake til Elementer i Listen
 |
Neptunium metall knapper (foto: Lawrence Berkeley National Laboratory) |
Neptunium
Historie
Oppkalt etter planeten Neptun (oppkalt etter den Romerske guden for havet), den neste planeten fra Solen etter Uranus. Det var mange tidlig falske rapporter om funn av neptunium., Den mest betydningsfulle var av Enrico Fermi, som trodde at å bombardere uran med nøytroner etterfulgt av beta forfall ville føre til dannelse av element 93. I 1934 ble han bombardert uran atomer med nøytroner og han fortalte at han hadde produsert elementer 93 og 94. Som det viste seg, Fermi hadde faktisk fissioned eller delt uran atomer i mange fragment radioisotopes. Forklaringen og kunngjøring av oppdagelsen av fisjon ble senere publisert av Hahn og Strassman, selv om det var deres kollega Lisa Meitner som hadde riktig tolket resultatene av forsøkene., I 1940 med spenning om fisjon nå University of California i Berkeley, Professor Edwin McMillan og graduate student Philip Abelson bombardert uran med cyclotron-produsert moderert (treg) nøytroner, noe som resulterer ikke i «fisjon» men «fusjon» av reaktantene danner den nye element 93, som de kalte «neptunium»:
23892U + 10n → 23992U → 23993Np + β-
Neptunium-239 ble den første transuranium element produsert syntetisk og den første actinide serien transuranium elementet oppdaget. Denne isotopen har en beta-forfall half-life 2.,3565 dager, som danner datter produktet plutonium-239 med en halveringstid på 24.000 år.
Isotoper
Det er 25 kjent radioaktive isotoper av neptunium alt i atomic vekter fra 225 244 med 5 av de som metastable isotoper. De mest stabile er Np-237 med en halveringstid på 2.14 millioner år; Np-236 med en halveringstid på 154,000 år, og Np-235 med en halveringstid på 396 dager. Alle de gjenværende isotoper har halveringstider mindre enn 4,5 dager, med de fleste mindre enn 50 minutter., Den primære forfall modus for isotoper lettere enn 237Np er av electron capture med en stor del av alfa-stråling. Produktene er stort sett isotoper av uran. Den primære forfall modus for Np-237 er av alfa-forfall forming protactinium. Den primære forfall modus for isotoper tyngre enn Np-237 er av beta-forfall, danner plutonium. Neptunium-237, etter råtnende til protactinium deretter å uran, nedbrytes til å danne vismut-209 og thallium-205. I motsetning til de fleste andre vanlige tunge atomkjerner som forfall til å gjøre isotoper av bly dette forfallet kjeden er kjent som neptunium-serien.,
Egenskaper
Neptunium metall er produsert ved reaksjon av NpF3 med flytende eller gassformig barium eller litium på rundt 1200°C og er ofte hentet fra brukt kjernebrensel stenger i kilo mengder. Neptunium metall er sølv i utseende, kjemisk reaktive og er funnet i minst tre allotropes:
Neptunium har den største flytende utvalg av ethvert element, 3363 K, mellom metall smeltepunkt og kokepunkt. Det er den mest kompakte av alle actinides og den femte mest kompakte av alle naturlig forekommende elementer., Nylig en neptunium-basert superleder legering ble oppdaget med formel NpPd5Al2. Forekomsten av superleder i neptunium forbindelser er overraskende fordi de viser ofte sterk magnetisme, som vanligvis ødelegger superleder. Neptunium danner en rekke forbindelser, inkludert tri – og tetra-halides som NpF3, NpF4, NpCl4, NpBr3, og NpI3. Neptunium oksider som Np3O8 og NpO2 som finnes også i uran-oksygen-systemet. Neptunium hexafluoride, NpF6, er flyktige som uran hexafluoride.,
I løsningen, neptunium utstillinger fem oksidasjon stater, III, IV, V, VI og VII med V tilstand å være den mest stabile. Løsningen ioner av III og IV er den enkle ioner, Np3+ og Np4+. Lik uran motstykke, som avgift på neptunium ioner øker, det er fordelt over et større oxy-kasjon. Dermed Np(V) finnes i løsningen som NpO2+, Np(VI) kommer ut som NpO22, og Np(VII) er en oxy-kasjon med en struktur sannsynligvis inkludert hydroksidioner siden det er bare stabil i sterkt enkle løsninger., Disse siste oksygenrikt arter er i kontrast til den sjeldne jordarter som viser bare enkle ioner av (II), (III) og (IV) oksidasjon stater i vandig løsning. I løsningen, Np(III) er lett oksidert i luften for å danne Np(IV). Np(VII), stabile i grunnleggende løsninger som raskt reduserer til Np(VI) hvis pH er gjort mer syrlig. I sure løsninger, Np+3 mørk blå-lilla; Np+4 er gresset grønt, NpO2+ er smaragd grønne; NpO2++ er lys burgunder og Np(VII) er mørk grønn i sterkt enkle løsninger .
