Нептуний

93 Уран ← Нептуний → Плутоний 93Np
Внешний вид простого вещества
Серебристо-белый радиоактивный мягкий металл
Свойства атома
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
Химические свойства
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
Энергия ионизации (первый электрон)	0,0 (0,00) кДж/моль (эВ)
Термодинамические свойства простого вещества
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
Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки	орторомбическая
Параметры решётки	a=6,663 b=4,723 c=4,887
Отношение c/a	-
Прочие характеристики
Теплопроводность	(300 K) (6,3) Вт/(м·К)

93	Нептуний
Np 237,048
5f46d17s2

Нептуний — химический элемент с атомным номером 93 в периодической системе; обозначается символом Np, 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.

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) и 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 парами бария при 1600 К:

$\mathsf{NpF_4 + 2Ba \ \xrightarrow{\ }\ Np + 2BaF_2 }$

Свойства

Элементарный нептуний — ковкий, сравнительно мягкий металл с серебристым блеском. Это один из самых тяжелых 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 пути 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.

См. также

• Оксид нептуния(IV)
• Актиноиды

Ссылки

• Нептуний на Webelements
• Нептуний в Популярной библиотеке химических элементов