Neptunium

Fra Wikipedia, den frie encyklopædi
Neptunium
Sølv-metallisk
Periodiske system
Generelt
Atomtegn Np
Atomnummer 93
Elektronkonfiguration 2, 8, 18, 32, 22, 9, 2 Elektroner i hver skal: 2, 8, 18, 32, 22, 9, 2. Klik for større billede.
Gruppe Ingen (Actinider)
Periode 7
Blok f
Atomare egenskaber
Atommasse (237)
Atomradius 175 pm
Elektronkonfiguration [Rn] 5f4 6d1 7s²
Elektroner i hver skal 2, 8, 18, 32, 22, 9, 2
Kemiske egenskaber
Oxidationstrin 6, 5, 4, 3
Elektronegativitet 1,36 (Paulings skala)
Fysiske egenskaber
Tilstandsform Fast stof
Krystalstruktur Tre former: ortorhombisk,
tetragonal, kubisk
Massefylde (fast stof) 20,2 g/cm3
Smeltepunkt 637 °C
Kogepunkt 4000 °C
Smeltevarme 3,2 kJ/mol
Fordampningsvarme 336 kJ/mol
Varmefylde 29,46 J·mol–1K–1
Varmeledningsevne 6,3 W·m–1K–1
Elektrisk resistivitet 1,220 µΩ·m (20 °C)
Magnetiske egenskaber Ukendt

Neptunium er et grundstof med symbolet Np og atomnummer 93 i det periodiske system. Det er et sølvfarvet radioaktivt grundstof som hører til actiniderne. Dets mest stabile isotop, 237Np, er et biprodukt fra kernereaktorer og plutoniumproduktion, og kan bruges som komponent i neutrondetektionsapparatur. Neptunium findes naturligt i små mængder i uranårer.[1]

Karakteristika[redigér | rediger kildetekst]

Neptunium er forholdsvis kemisk reaktivt og findes i mindst tre forskellige former:

  • alfa-neptunium som har ortorhombisk krystalstruktur og en massefylde på 20,25 Mg/m3
  • beta-neptunium (over 280 °C), som er tetragonalt og har en massefylde på 19,36 Mg/m3 (ved 313 °C)
  • gamma-neptunium (over 577 °C), som er kubisk og har en massefylde på 18 Mg/m3 (ved 600 °C)

Dette grundstof har fire oxidationstrin i opløsning:

  • Np+3 (bleglilla)
  • Np+4 (gulgrøn);
  • NpO2+ (blågrøn)
  • NpO2++ (bleg lyserød)

Neptunium danner tri- og tetrahalider som f.eks. NpF3, NpF4, NpCl4, NpBr3 og NpI3. Derudover danner neptunium oxider som f.eks. Np3O8 og NpO2.

Neptunium og andre actinider dioxidneptunyl-forbindelser (NpO2). I miljøet dannes dioxidneptunyler ladede komplexer med karbonat og andre iltholdige enheder (OH-, NO2-, NO3-, and SO4-2). Eksempler:

  • NpO2(OH)2-1
  • NpO2(CO3)-1
  • NpO2(CO3)2-3
  • NpO2(CO3)3-5

Anvendelse[redigér | rediger kildetekst]

Når 237Np bestråles med neutroner dannes der 238Pu, som er en sjælden og værdifuld isotop, der bruges i rumfart og militære sammenhænge.

Historie[redigér | rediger kildetekst]

Neptunium (opkaldt efter planeten neptun) blev opdaget af Edwin McMillan og Philip Abelson i 1940. 239Np (som har en halveringstid på 2,4 dage) blev fremstillet ved at bombardere uran med langsomme neutroner. Det var det første grundstof efter uran i actiniderækken som blev opdaget og tillige fremstillet syntetisk.

Forekomst[redigér | rediger kildetekst]

Der findes små mængder af neptunium som henfaldsprodukter i uranårer. 237Np kan fremstilles ved reduktion af 237NpF3 med barium- eller lithiumdamp ved 1200 °C, men udvindes oftest med ekstraktion fra brugt kernebrændsel som et biprodukt af produktion af plutonium.

Isotoper[redigér | rediger kildetekst]

19 radioisotoper af neptunium er blevet karakteriseret. De mest stabile er 237Np med en halveringstid på 2,14 millioner år, 236Np med en halveringstid på 154.000 år, og 235Np med en halveringstid på 396,1 dage. De resterende radioaktive isotoper har halveringstider der er mindre end 4,5 dage, og de fleste under 50 minutter.

Neptuniums isotoper har atommasser mellem 225,0339 u (225Np) og 244,068 u (244Np).

Neptuniums isotoper henfalder på forskellige måder, bl.a. alfa-henfald til uran eller plutonium. 237Np henfalder til bismuth i modsætning til de fleste andre tunge kerner, som henfalder til bly.

Kilder[redigér | rediger kildetekst]

  1. ^ Royal Society of Chemistry. "Trace quantities occur naturally in uranium ores" (engelsk). Hentet 12. oktober 2016.

Eksterne henvisninger[redigér | rediger kildetekst]

Wikimedia Commons har medier relateret til: