نپتون

Neptunium

 

عمومی   نام, علامت اختصاری, شماره Neptunium, Np, 93 گروه های شیمیایی اکتینید ها دوره, بلاک 7 , f چگالی, درجه سختی 20250 kg/m3, n/a رنگ نقره ای فلزی

خواص  اتمی       وزن اتمی [237] amu شعاع اتمی (calc.) 175 «ND» pm شعاع کووالانسی ND pm شعاع واندروالس ND pm ساختار الکترونی Rn] 5f46d17s2] e- به ازای هر سطح انرژی 2,8,18,32,22,9,2 درجه اکسیداسیون (اکسید) 6, 5, 4, 3 (آمفوتریک) ساختار کریستالی 3 forms: اورتورومبیک, چهاروجهی و مکعبی

خواص  فیزیکی       حالت ماده جامد نقطه ذوب 910 K (1179°F) نقطه جوش 4273 K (7232 °F) حجم مولی 11.59 * 10-6  ««متر مکعب بر مول گرمای تبخیر ND kJ/mol گرمای هم جوشی 5.19 kJ/mol فشار بخار  ND at Pa 1323 K سرعت صوت ND at m/s  293.15 K

متفرقه     الکترونگاتیویته 1.36 (درجه پاولینگ) ظرفیت گرمایی ویژه ناشناخته J/(kg*K) رسانایی الکتریکی 0.822 106/m اهم رسانایی گرمایی 6.3 W/(m*K) 1st پتانسیل یونیزاسیون 604.5 kJ/mol

پایدارترین  ایزوتوپها       iso NA نیمه عمر DM DE MeV DP 235Np {syn.} 396.1 d α ε 5.192 0.124 231Pa 235U 236Np {syn.} 154 E3 y ε β- α 0.940 0.940 5.020 236U 236Pu 232Pa 237Np {syn.} 2.144 E6 y SF & α 4.959 233Pa SI واحدهای STP استفاده شده مگر آنکه ذکر شده باشد.

 

نپتون یک عنصر ترکیبی جدول تناوبی است که نماد Np و عدد اتمی 93 دارد. این عنصر رادیواکتیو نقره ای فلزی اولین عنصر ترانس اورانیک متعلق به گروه آکتنیدها است. نپتون 237 پایدارترین ایزوتوپ آن محصول رآکتورهای هسته ای و پلوتون است و می تواند به عنوان جزئی از تجهیزات آشکار ساز نوترون استفاده می شود.

خصوصیات  قابل توجه

فلز نقره ای نپتون به خوبی واکنش دهنده است و به سه حالت ساختاری یافت می شود. نپتون آلفا،اورتورومبیک،جرم حجمی 20.25 گرم بر متر مکعب نپتون بتا (بالای 280 درجه سانتی گراد)،چهار وجهی، جرم حجمی 19.36 گرم بر سانتی متر مکعب. نپتون گاما (بالای 577 درجه سانتی گراد)،مکعبی، جرم حجمی 18.00 گرم بر سانتی متر مکعب. این عنصر به هنگام محلول بودن 4 حالت اکسیداسیون یونی دارد: Np+3 (ارغوانی کمرنگ)،نظیریون خاکی کمیاب Pm+3،Np+4 (رزد سبز) NpO+2 (سبز آبی) NpO++2 (صورتی کمرنگ) که تنها گونه هایی را اکسیداسیون می کند که در تضاد با خاکهای کمیاب که تنها یونهای     (I), (II), (IV) را در حالتهای اکسیداسیون نشان می دهند باشند. این عنصر Tri و TetraHalideهایی مانند NpF, Np(F)3 ,Np(C14) ,NpBr3 و Np(I)3 را شکل داده و ترکیبات دیگری که در سیستم (اکسیژن – اورانیوم) وجود دارد را اکسید می کند. (مانند Np3O8 و NpO2)

 

تاریخچه

نپتون که (به خاطر سیاره نپتون نامگذاری شده) برای اولین بار توسط Edwin McMillan و Philip Abelson در سال 1940 کشف شد. این کشف در آزمایشگاه Berkeley Radiation در دانشگاه Berkeley کالیفرنیا جایی که گروه، ایزوتوپ Np-239 (با نیمه عمر 2.4 روز) را به وسیله بمباران اورانیم به کمک شتاب دادن نوترونها به روش سیکلوترون تهیه کردند به وقوع پیوست. نپتون اولین عنصر ترانس اورانیم بود که به صورت ترکیبی تهیه شد و به عنوان اولین ترانس اورانیم گروه آکتنید ها کشف شد.

 

پیدایش

مقادیر بسیار ناچیزی از این عنصر در طبیعت به عنوان محصول فروپاشی به دلیل واکنشهایی در معادن اورانیوم بوجود می آید. نپتون با تقلیل NpF3 با باریم و یا بخار لیتیوم در دمای 1200 درجه سانتیگراد آماده می شود. و بیشتر اوقات از رها شدن قدرت سوخت هسته ای به عنوان یک فرآورده در تهیه پلوتون گرفته می شود.

 

ایزوتوپها

19 رادیو ایزوتوپ نپتون با پایدارترین آنها Np-237 با نیمه عمر 2.14 میلیون سال،Np-236 با نیمه عمر 154000 سال و Np-235 با نیمه عمر 396.1 روز مشخص می شوند. بقیه ایزوتوپهای رادیواکتیو آن دارای نیمه عمرهای کمتر از 4.5 روز هستند که اکثر آنها نیمه عمرهای کمتر از 50 دقیقه دارند. همچنین این عنصر 4 حالت متا دارد و در حال حاضر پایدارترین ایزوتوپ آن Np-236m با نیمه عمر 22.5 ساعت است. ایزوتوپهای نپتون با در نظر گرفتن وزن اتمی آنها از 225.0339amu (Np-225( تا  244.068 amu (Np-244) مرتب شده اند. اولین روش فروپاشی قبل از پایدارترین ایزوتوپ(Np-237) جذب الکترون (با مقدار خوب ارسال آلفا) و اولین روش بعد از ارسال بتا است. اولین محصولات فروپاشی قبل از Np-237 ایزوتوپهای عنصر 92 (اورانیم) ،(اگر چه ارسال آلفا هم عامل تهیه عنصر 91 ،پروتاکتینیم،است) و اولین محصولات بعد از ایزوتوپهای عنصر 93 (پلوتونیم) هستند.