Neptunio
| Neptunio | ||||
|---|---|---|---|---|
| ← Urano | plutonio → | ||||
| ||||
| Apariencia de una sustancia simple. | ||||
| Bola de neptunio-237 | ||||
| Propiedades del átomo | ||||
| Nombre, símbolo, número | Neptunio / Neptunio (Np), 93 | |||
| Grupo , período , bloque |
3 (obsoleto 3), 7, elemento f |
|||
| Masa atómica ( masa molar ) |
237.048a . m.e. ( g / mol ) | |||
| Configuración electrónica | [Rn] 5f 4 6d 1 7s 2 | |||
| Radio del átomo | 130 horas | |||
| Propiedades químicas | ||||
| Radio de iones | (+4e) 95 (+3e) 110 h | |||
| Electronegatividad | 1,36 (escala de Pauling) | |||
| Potencial de electrodo |
Np←Np 4+ -1,30 V Np←Np 3+ -1,79 V Np←Np 2+ -0,3 V |
|||
| Estados de oxidación | +2, +3, +4, +5, +6, +7 | |||
| Energía de ionización (primer electrón) |
0,0 (0,00) kJ / mol ( eV ) | |||
| Propiedades termodinámicas de una sustancia simple. | ||||
| Densidad (en n.a. ) | 20,25 g/cm³ | |||
| Temperatura de fusión | 913K _ | |||
| Temperatura de ebullición | 4175K _ | |||
| Oud. calor de fusión | (9.6) kJ/mol | |||
| Oud. calor de evaporacion | 336 kJ/mol | |||
| Capacidad calorífica molar | 29,62 [1] J/(K mol) | |||
| Volumen molar | 21,1 cm³ / mol | |||
| La red cristalina de una sustancia simple. | ||||
| Estructura de celosía | ortorrómbico | |||
| Parámetros de celosía | a=6,663 b=4,723 c=4,887 [2] | |||
| relación c / a | - | |||
| Otras características | ||||
| Conductividad térmica | (300 K) (6,3) W/(m·K) | |||
| número CAS | 7439-99-8 | |||
| 93 | Neptunio |
| Notario público(237) | |
| 5f 4 6d 1 7s 2 | |
Neptunio ( símbolo químico - Np , del lat. Neptunio ) - un elemento químico del 3er grupo (según la clasificación obsoleta - un subgrupo lateral del tercer grupo, IIIB) del séptimo período del sistema periódico de elementos químicos de D. I. Mendeleev , con número atómico 93. Se refiere a la familia de los actínidos .
La sustancia simple neptunio es el primer metal transuránico radiactivo de color blanco plateado .
Historia
Antes de la adopción de la teoría de la fisión nuclear , que corroboraba la existencia de un elemento real sintetizado más tarde, se hicieron tres anuncios erróneos sobre descubrimientos independientes del elemento 93: “Ausonium ” (Ausonium) en Italia ( Enrico Fermi ), “ Bohemia ” (Bohemium) en Checoslovaquia en 1934 y " Sequanium " (Sequanium) en Rumania en 1939.
El neptunio fue obtenido artificialmente por primera vez por E. M. Macmillan y F. H. Abelson en 1940 al bombardear un núcleo de uranio con neutrones en el ciclotrón de Berkeley [3] . El primer elemento transuránico obtenido artificialmente [4] . Recibió su nombre del planeta Neptuno , el primero del Sol después de Urano [3]
Reacción de síntesis: 238 U(n,γ) 239 U(β − ) 239 Np.
Origen del nombre
El nombre neptunia se deriva del nombre del octavo planeta del sistema solar , Neptuno .
Estar en la naturaleza
Las fuentes naturales de neptunio no tienen valor práctico. Actualmente, el neptunio se recupera de la irradiación a largo plazo de uranio en reactores nucleares como subproducto de la recuperación de plutonio .
Propiedades físicas
La configuración electrónica completa del átomo de neptunio es: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 10 6p 6 5f 4 6d 1 7s 2 .
El neptunio elemental es un metal maleable , relativamente blando, con un brillo plateado . Este es uno de los metales más pesados: en términos de densidad, solo es superado por el osmio , el iridio , el platino y el renio .
El neptunio metálico tiene tres modificaciones polimórficas: forma α con una red cristalina ortorrómbica (estable por debajo de 280 °C), forma β con una red tetragonal (estable a 280–576 °C) y una modificación con una red cristalina cúbica centrada en las caras ( a más de 576 °C) [4] .
Isótopos
El neptunio no tiene isótopos estables y se encuentra solo en pequeñas cantidades en la Tierra.
Propiedades radiactivas de algunos isótopos de neptunio:
| Número de masa | Media vida | tipo de descomposición |
|---|---|---|
| 231 | 50 minutos | α |
| 232 | 13 minutos | captura electronica |
| 233 | 35 minutos | α (1%), captura electrónica (99%) |
| 234 | 4,4 días | α (1%), captura electrónica (99%) |
| 235 | 410 días | β + (1%), captura electrónica (99%) |
| 236 | 5000 años | α |
| 237 | 2.20⋅10 6 años | α |
| 238 | 2,1 días | β- _ |
| 239 | 2,33 días | β- _ |
| 240 | 7,3 minutos | β- _ |
| 241 | 16 minutos | β- _ |
Propiedades químicas
Interactúa lentamente con el aire seco y se cubre con una fina película de óxido. A altas temperaturas en el aire, se oxida rápidamente a NpO 2 . Piroforeno en estado finamente disperso [4] .
Es un metal reactivo: se disuelve en ácido clorhídrico , forma óxidos , hidruros , haluros , reacciona con nitrógeno , silicio , fósforo y otros no metales cuando se calienta. Forma aleaciones con uranio , plutonio y otros metales. En compuestos, tiene estados de oxidación de +3 a +7 [4] . En soluciones, el neptunio forma iones Np 3+ , Np 4+ , NpO 2 + , NpO 2 2+ y NpO 5 3− .
Los iones de neptunio son propensos a la hidrólisis , desproporción y formación de complejos . Tiñen las soluciones acuosas en azul violeta (Np 3+ ), amarillo verdoso (Np 4+ ), verde azulado (NpO 2 + ), rosa (NpO 2 2+ ) y verde o marrón (NpO 2 3+ , respectivamente en un ambiente alcalino o ácido) [4] .
Conseguir
En los reactores reproductores, el neptunio se produce como subproducto en la producción de plutonio a partir de uranio-238 (alrededor de una parte de neptunio por mil partes de plutonio) [3] .
El neptunio se obtiene por reducción de fluoruro de neptunio (IV) con vapor de bario a 1600 K:
Varios cientos de kg de neptunio se producen anualmente en el mundo [4] .
Aplicación
El isótopo neptunio-237 se utiliza en la producción de plutonio-238 [4] . El neptunio-239 se forma en los reactores nucleares como resultado de la desintegración del uranio-239 y, a su vez, se desintegra para formar plutonio-239 . En el futuro, los productos de reacción se utilizan en reacciones nucleares.
Acción fisiológica
Durante la desintegración radiactiva, el neptunio emite partículas α de alta energía y partículas β de energía media. El efecto fisiológico del neptunio depende de su estado de valencia y de cómo ingresa al cuerpo. El 60-80% del neptunio se deposita en los huesos y la vida media radiobiológica del neptunio del cuerpo es de 200 años. Esto conduce a graves daños por radiación en el tejido óseo. La radiotoxicidad del neptunio es menor que la del plutonio debido a su menor actividad específica.
Las cantidades máximas permitidas de isótopos de neptunio en el cuerpo: 237 Np - 0,06 microcurios (100 microgramos), 238 Np, 239 Np - 25 microcurios (1 ng). Para 237 Np MPC en el aire de los locales de trabajo es 2,6⋅10 −3 Bq/m³.
Notas
- ↑ Enciclopedia química: en 5 volúmenes / Consejo editorial: Knunyants I. L. (editor en jefe). - Moscú: Enciclopedia soviética, 1992. - T. 3. - S. 216. - 639 p. — 50.000 copias. — ISBN 5-85270-039-8 .
- ↑ WebElements Tabla periódica de los elementos | neptunio | estructuras cristalinas . Consultado el 10 de agosto de 2010. Archivado desde el original el 6 de julio de 2010.
- ↑ 1 2 3 Morss L. neptunio . — artículo de Encyclopædia Britannica Online . Fecha de acceso: 31 de diciembre de 2021.
- ↑ 1 2 3 4 5 6 7 Neptunio / Myasoedov B.F. // Nanociencia - Nikolai Kavasila. - M. : Gran Enciclopedia Rusa, 2013. - S. 383-384. - ( Gran Enciclopedia Rusa : [en 35 volúmenes] / editor en jefe Yu. S. Osipov ; 2004-2017, v. 22). - ISBN 978-5-85270-358-3 .
Enlaces
- Neptunio en Webelements Archivado el 23 de octubre de 2004 en Wayback Machine .
- Neptunio en la Biblioteca Popular de los Elementos Químicos Archivado el 22 de agosto de 2011.
Literatura
- Enciclopedia Química / Ed.: Knunyants I.L. y otros.- M .: Enciclopedia soviética, 1992.- T. 3 (Med-Pol). — 639 pág. - ISBN 5-82270-039-8 .
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