Terug naar de Lijst met Elementen
 |
Neptunium metalen knoppen (foto met dank Lawrence Berkeley National Laboratory) |
Neptunium
Geschiedenis
met de Naam voor de planeet Neptunus (vernoemd naar de Romeinse god van de zee), de volgende planeet vanaf de Zon na Uranus. Er waren veel vroege valse meldingen van de ontdekking van neptunium., De belangrijkste was van Enrico Fermi die geloofde dat het bombarderen van uranium met neutronen gevolgd door beta-verval zou leiden tot de vorming van element 93. In 1934 bombardeerde hij uraniumatomen met neutronen en meldde dat hij elementen 93 en 94 had geproduceerd. Het bleek dat Fermi uraniumatomen had gespleten of gesplitst in vele fragmentaire radio-isotopen. De verklaring en aankondiging van de ontdekking van kernsplijting werd later gepubliceerd door Hahn en Strassman, hoewel het hun collega Lisa Meitner was die de resultaten van de experimenten correct had geïnterpreteerd., In 1940 bombardeerden Professor Edwin McMillan en promovendus Philip Abelson uranium met door cyclotron geproduceerde gemodereerde (langzame) neutronen, wat niet resulteerde in “splijting” maar “fusie” van de reactanten die het nieuwe element 93 vormen, dat zij “neptunium” noemden:
23892U + 10n → 23992U → 23993Np + β-
Neptunium-239 was het eerste synthetisch geproduceerde transuraanelement en de eerste actinide serie transuranen ontdekt. Deze isotoop heeft een beta-vervalhalfwaardetijd van 2.,3565 dagen, die dochterproduct plutonium-239 vormt met een halfwaardetijd van 24.000 jaar.
isotopen
Er zijn 25 bekende radioactieve isotopen van neptunium, variërend in atoomgewichten van 225 tot 244, waarvan 5 als gemetastaseerde isotopen. De meest stabiele zijn Np-237 met een halfwaardetijd van 2,14 miljoen jaar; Np-236 met een halfwaardetijd van 154.000 jaar; en Np-235 met een halfwaardetijd van 396 dagen. Alle resterende isotopen hebben een halveringstijd van minder dan 4,5 dagen, met de meeste minder dan 50 minuten., De primaire vervalmodus voor isotopen lichter dan 237Np is door elektronenvangst met een groot deel van Alfa-emissie. De producten zijn meestal isotopen van uranium. De primaire vervalmodus voor Np-237 is door Alfa-vervalvorming protactinium. De primaire vervalmodus voor de isotopen zwaarder dan Np-237 is door beta-verval, waarbij plutonium wordt gevormd. Neptunium-237, na verval tot protactinium en vervolgens tot uranium, vervalt uiteindelijk tot bismut-209 en thallium-205. In tegenstelling tot de meeste andere zware kernen die verval veroorzaken om isotopen van lood te maken, staat deze vervalketen bekend als de neptuniumreeks.,
eigenschappen
Neptuniummetaal wordt geproduceerd door reactie van NpF3 met vloeibaar of gasvormig barium of lithium bij ongeveer 1200°C en wordt vaak in kilogram geëxtraheerd uit verbruikte splijtstofstaven. Neptuniummetaal is zilverachtig, chemisch reactief en wordt aangetroffen in ten minste drie allotropen:
Neptunium heeft het grootste vloeistofbereik van enig element, 3363 K, tussen het smeltpunt en het kookpunt van het metaal. Het is de meest dichte van alle actiniden en de vijfde meest dichte van alle natuurlijk voorkomende elementen., Onlangs werd een op neptunium gebaseerde supergeleiderlegering ontdekt met formule NpPd5Al2. Het optreden van supergeleiding in neptuniumverbindingen is verrassend omdat ze vaak een sterk magnetisme vertonen, dat meestal supergeleiding vernietigt. Neptunium vormt een verscheidenheid aan verbindingen, waaronder de tri – en tetra-halogeniden zoals NpF3, NpF4, NpCl4, NpBr3 en NpI3. Neptuniumoxiden zoals Np3O8 en NpO2 worden ook aangetroffen in het uranium-zuurstofsysteem. Neptuniumhexafluoride, NpF6, is Vluchtig zoals uraniumhexafluoride.,
in oplossing vertoont neptunium vijf oxidatietoestanden, namelijk III, IV, V, VI en VII, waarbij de V-toestand het best stabiel is. De oplossingsionen van III en IV zijn de eenvoudige ionen, Np3+ en Np4+. Net als zijn uranium tegenhanger wordt het, naarmate de lading op de neptuniumionen toeneemt, over een groter oxidatiekation verdeeld. Np(V) bestaat dus in oplossing als NpO2+, NP(VI) verlaat als NpO22, en NP(VII) is een oxy-kation met een structuur die waarschijnlijk hydroxide-ionen bevat omdat het alleen stabiel is in sterk basische oplossingen., Deze laatste zuurstofhoudende soorten zijn in tegenstelling tot de zeldzame Aardes die slechts eenvoudige ionen van de (II), (III) en (IV) oxidatietoestanden in waterige oplossing vertonen. In oplossing, wordt Np(III) gemakkelijk geoxideerd in lucht om Np(IV) te vormen. NP(VII), stabiel in basisoplossingen vermindert snel tot NP (VI) als de pH zuurder wordt gemaakt. In zure oplossingen is Np+3 donkerblauw-paars; NP + 4 is grasgroen; NPO2+ is smaragdgroen; NpO2++ is licht Bordeaux en NP(VII) is donkergroen in sterk basische oplossingen .
