Neptunium (Np)
actinideSolid
প্রমিত পারমাণবিক ওজন
[237]ইলেকট্রন বিন্যাস
[Rn] 7s2 5f4 6d1গলনাঙ্ক
643.85 °Cস্ফুটনাঙ্ক
3901.85 °Cঘনত্ব
2.025e+4 kg/m³জারণ অবস্থা
+2, +3, +4, +5, +6, +7তড়িৎঋণাত্মকতা (পাউলিং)
1.36আয়নীকরণ শক্তি (প্রথম)
6.265608 eVআবিষ্কারের বছর
1940পারমাণবিক ব্যাসার্ধ
175 pmবিস্তারিত
Neptunium is a radioactive actinide and the first transuranium element. It is produced mainly by neutron reactions involving uranium in nuclear reactors and occurs naturally only in minute amounts from neutron capture and decay processes in uranium ores. Its chemistry bridges uranium and plutonium, with several accessible oxidation states in solution. The isotope ²³⁷Np is the most important for handling and study because of its long half-life and availability as a reactor by-product.
Neptunium metal buttons (photo courtesy Lawrence Berkeley National Laboratory)
Neptunium was first produced by Edwin M. McMillian and Philip H. Abelson, working at the University of California, Berkeley, in 1940. They produced neptunium-239, an isotope of neptunium with a half-life of about 2.4 days, by bombarding uranium with slow moving neutrons.
Named for the planet Neptune (named after the Roman god of the sea), the next planet out from the Sun after Uranus. There were many early false reports of the discovery of neptunium. The most significant was by Enrico Fermi who believed that bombarding uranium with neutrons followed by beta decay would lead to the formation of element 93. In 1934, he bombarded uranium atoms with neutrons and reported that he had produced elements 93 and 94. As it turned out, Fermi had actually fissioned or split uranium atoms into many fragment radioisotopes. The explanation and announcement of the discovery of fission was later published by Hahn and Strassman, although it was their co-worker Lisa Meitner who had correctly interpreted the results of the experiments. In 1940, with excitement about fission reaching the University of California at Berkeley, Professor Edwin McMillan and graduate student Philip Abelson bombarded uranium with cyclotron-produced moderated (slow) neutrons, resulting not in “fission” but "fusion" of the reactants forming the new element 93, which they named "neptunium":
23892U + 10n → 23992U → 23993Np + β-
Neptunium-239 was the first transuranium element produced synthetically and the first actinide series transuranium element discovered. This isotope has a beta-decay half-life of 2.3565 days, which forms daughter product plutonium-239 with a half-life of 24,000 years.
Metallic neptunium has been prepared in visible quantities. Fresh metal is silvery, dense, and chemically reactive, but it tarnishes in air as oxide layers form. It has several solid allotropes, and bulk physical measurements are limited by radioactivity, scarcity, and self-heating.
Neptunium has no broad commercial use as an element. ²³⁷Np is used in research on actinide chemistry, nuclear fuel cycles, and long-lived radioactive waste behavior. It is also the principal target material for producing ²³⁸Pu by neutron irradiation; ²³⁸Pu is then used in radioisotope heat sources and power systems. Small quantities of neptunium compounds have been used as analytical standards and in radiochemical method development.
Neptunium's most stable isotope, neptunium-237, has a half-life of about 2,144,000 years. It decays into protactinium-233 through alpha decay. Neptunium-237, which is produced in gram quantities as a by-product of the production of plutonium in nuclear reactors, is used in neutron detectors.
Once considered to be completely artificial, extremely small amounts of neptunium are produced naturally in uranium ores through the interaction of atoms of uranium in the ore with neutrons produced by the decay of other atoms of uranium in the ore.
Isotopes in Industry
237Np (with a half-life of 2.14×106 years) is fissionable, meaning that neptunium can be bombarded with neutrons and, as a result, create more neutrons that are free to interact with nearby material and can be used in fast neutron reactors or in nuclear weapons (Fig. IUPAC.93.1) [75] J. Peterson, M. McDonell, L. Haroun, F. Monette, R. D. Hildebrand, A. Taboas. Radiological and Chemical Fact Sheets to Support Health Risk Analyses for Contaminated Areas, Prepared by Argonne National Laboratory Environmental Science Division in collaboration with U.S. Department of Energy, Richland Operations Office and Chicago Operations Office (2014), Feb. 22; http://www.remm.nlm.gov/ANL_ContaminantFactSheets_All_070418.pdf., [603] P. Weiss. Science News.162, 259 (2002)., [604] T. Kenna. J. Anal. At. Spectrom.17, 1471 (2002).. 237Np is used in neutron detection instruments [75] J. Peterson, M. McDonell, L. Haroun, F. Monette, R. D. Hildebrand, A. Taboas. Radiological and Chemical Fact Sheets to Support Health Risk Analyses for Contaminated Areas, Prepared by Argonne National Laboratory Environmental Science Division in collaboration with U.S. Department of Energy, Richland Operations Office and Chicago Operations Office (2014), Feb. 22; http://www.remm.nlm.gov/ANL_ContaminantFactSheets_All_070418.pdf..
Isotopes Used as a Source of Radioactive Isotope(s)
237Np is used in the production of 238Pu (with a half-life of 87.7 years), which is an emitter of alpha particles used in thermoelectric generators and radioisotope-heater units. When 237Np captures a neutron, it becomes 238Np, with a half-life of 2.117 days, which decays to 238Pu [75] J. Peterson, M. McDonell, L. Haroun, F. Monette, R. D. Hildebrand, A. Taboas. Radiological and Chemical Fact Sheets to Support Health Risk Analyses for Contaminated Areas, Prepared by Argonne National Laboratory Environmental Science Division in collaboration with U.S. Department of Energy, Richland Operations Office and Chicago Operations Office (2014), Feb. 22; http://www.remm.nlm.gov/ANL_ContaminantFactSheets_All_070418.pdf..
Neptunium forms compounds in oxidation states from +3 to +7, with +4, +5, and +6 especially important in aqueous chemistry. The neptunyl ion NpO₂⁺ is a characteristic +5 species and is often relatively mobile in oxidizing waters, while NpO₂²⁺ represents +6 chemistry. Neptunium dioxide NpO₂ is a stable refractory oxide and an important solid phase. Halides such as neptunium tetrachloride NpCl₄ and neptunium hexafluoride NpF₆ illustrate the element’s actinide-like coordination and redox behavior.
See more information at the Neptunium compound page.
All neptunium isotopes are radioactive, and hazards depend strongly on isotope, chemical form, and exposure route. ²³⁷Np emits mainly alpha radiation with associated gamma emissions from decay products, so ingestion, inhalation, or contamination of wounds is the principal concern. Finely divided metal and soluble compounds require strict radiological containment. External dose rates can be significant for some samples because of accompanying gamma-emitting impurities or daughters.
Natural neptunium is extremely scarce, but anthropogenic neptunium occurs in spent nuclear fuel, reprocessing wastes, and fallout residues. Environmental behavior is controlled by oxidation state, complexation, mineral sorption, and reducing conditions. Np(V) as NpO₂⁺ can migrate more readily than many tetravalent actinides, whereas Np(IV) tends to form less soluble solids or strongly sorbed species. Its long half-life makes it important in repository performance assessments.
Neptunium is not traded as a commodity and has no ordinary industrial supply chain. Recoverable ²³⁷Np is generated as a by-product in irradiated uranium fuel and can be separated only in specialized nuclear facilities under heavy regulation. Demand is small and centered on research inventories and on target preparation for ²³⁸Pu production. Costs are dominated by radiochemical separation, safeguards, licensing, waste management, and secure storage rather than by ore mining or conventional refining.
Produced by bombarding uranium with slow neutrons.
Neptunium has no stable isotopes, so any primordial neptunium has decayed away. It can be formed in trace amounts by neutron capture in uranium-bearing materials and in nuclear explosions or reactors, and transient neptunium isotopes may occur in astrophysical rapid neutron-capture processes. Its extraterrestrial abundance is effectively negligible compared with long-lived actinides such as uranium and thorium.
- Neptunium was named after Neptune, following uranium’s naming after Uranus.
- ²³⁷Np has a half-life of about 2.14 million years.
- Neptunium was the first element beyond uranium to be identified.
- NpF₆ is volatile, a property relevant to actinide fluoride chemistry.
- The common aqueous Np(V) ion is linear neptunyl, NpO₂⁺.
- Separated neptunium metal darkens on exposure to air.
ছবি
ধর্ম
ভৌত
- পারমাণবিক ব্যাসার্ধ (পরীক্ষালব্ধ)
- 175 pm সব মৌলের পারমাণবিক ব্যাসার্ধ (পরীক্ষালব্ধ) তুলনা করুন →
- সমযোজী ব্যাসার্ধ
- 190 pm সব মৌলের সমযোজী ব্যাসার্ধ তুলনা করুন →
- ভ্যান ডার ওয়ালস ব্যাসার্ধ
- 221 pm সব মৌলের ভ্যান ডার ওয়ালস ব্যাসার্ধ তুলনা করুন →
- ঘনত্ব
- 2.025 × 104 kg/m³ সব মৌলের ঘনত্ব তুলনা করুন →
- মোলার আয়তন
- 0.0211 L/mol
- STP-তে দশা
- কঠিন সব মৌলের STP-তে দশা তুলনা করুন →
- গলনাঙ্ক
- 643.85 °C সব মৌলের গলনাঙ্ক তুলনা করুন →
- স্ফুটনাঙ্ক
- 3901.85 °C সব মৌলের স্ফুটনাঙ্ক তুলনা করুন →
- স্ফটিক গঠন
- অর্থোরম্বিক সব মৌলের স্ফটিক গঠন তুলনা করুন →
রাসায়নিক
- তড়িৎঋণাত্মকতা (পাউলিং)
- 1.36 সব মৌলের তড়িৎঋণাত্মকতা (পাউলিং) তুলনা করুন →
- ইলেকট্রন আসক্তি
- 0.48 eV
- আয়নীকরণ শক্তি (প্রথম)
- 6.265608 eV সব মৌলের আয়নীকরণ শক্তি (প্রথম) তুলনা করুন →
- আয়নীকরণ শক্তি (দ্বিতীয়)
- 11.50004 eV সব মৌলের আয়নীকরণ শক্তি (দ্বিতীয়) তুলনা করুন →
- আয়নীকরণ শক্তি (তৃতীয়)
- 19.700068 eV সব মৌলের আয়নীকরণ শক্তি (তৃতীয়) তুলনা করুন →
- আয়নীকরণ শক্তি (চতুর্থ)
- 33.800116 eV সব মৌলের আয়নীকরণ শক্তি (চতুর্থ) তুলনা করুন →
- আয়নীকরণ শক্তি (পঞ্চম)
- 48.000165 eV সব মৌলের আয়নীকরণ শক্তি (পঞ্চম) তুলনা করুন →
- জারণ অবস্থা
- +2, +3, +4, +5, +6, +7 সব মৌলের জারণ অবস্থা তুলনা করুন →
- যোজ্যতা ইলেকট্রন
- 3 সব মৌলের যোজ্যতা ইলেকট্রন তুলনা করুন →
- ইলেকট্রন বিন্যাস
- [Rn] 7s2 5f4 6d1
তাপগতীয়
- গলন তাপ
- 0.10364305 eV সব মৌলের গলন তাপ তুলনা করুন →
- বাষ্পীভবন তাপ
- 3.482407 eV সব মৌলের বাষ্পীভবন তাপ তুলনা করুন →
- ঊর্ধ্বপাতন তাপ
- 4.33228 eV
- পরমাণুকরণ তাপ
- 4.33228 eV
- পরমাণুকরণ এনথালপি
- 4.817329 eV
নিউক্লীয়
- প্রোটন
- 93 সব মৌলের প্রোটন তুলনা করুন →
- নিউট্রন
- 144 সব মৌলের নিউট্রন তুলনা করুন →
- পরিচিত আইসোটোপ
- 27 সব মৌলের পরিচিত আইসোটোপ তুলনা করুন →
- স্থিতিশীল আইসোটোপ
- 0 সব মৌলের স্থিতিশীল আইসোটোপ তুলনা করুন →
- ভরসংখ্যা (সবচেয়ে স্থিতিশীল)
- 237
- সবচেয়ে স্থিতিশীল আইসোটোপ
- Np-237
- আবিষ্কারের বছর
- 1940
প্রাচুর্য
তথ্য নেই
স্ফটিক গঠন
- জালক ধ্রুবক a
- 472 pm
ইলেকট্রনীয় গঠন
- প্রতি শক্তিস্তরে ইলেকট্রন
- 2, 8, 18, 32, 22, 9, 2 সব মৌলের প্রতি শক্তিস্তরে ইলেকট্রন তুলনা করুন →
শনাক্তকারী
- CAS নম্বর
- 7439-99-8 সব মৌলের CAS নম্বর তুলনা করুন →
- টার্ম প্রতীক
- 6L11/2
- InChI
- InChI=1S/Np
- InChI Key
- LFNLGNPSGWYGGD-UHFFFAOYSA-N
ইলেকট্রন বিন্যাস পরিমাপকৃত
Np: 5f⁴ 6d¹ 7s²[Rn] 5f⁴ 6d¹ 7s²1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 5s² 5p⁶ 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² 6p⁶ 5f⁴ 6d¹ 7s²পারমাণবিক মডেল
আইসোটোপভেদে নিউট্রনের সংখ্যা, ভর ও স্থিতিশীলতা পরিবর্তিত হয় — নিরপেক্ষ পরমাণুর ইলেকট্রন বিন্যাস নয়।
পারমাণবিক মডেলের রূপরেখা, প্রকৃত অনুপাতে নয়।
পারমাণবিক স্বতন্ত্র পরিচয়চিহ্ন
নিঃসরণ / শোষণ বর্ণালি
আইসোটোপের বণ্টন
কোনো স্থিতিশীল আইসোটোপ নেই।
| ভরসংখ্যা | পারমাণবিক ভর (u) | প্রাকৃতিক প্রাচুর্য | অর্ধায়ু |
|---|---|---|---|
| 219 তেজস্ক্রিয় | ২১৯.০৩১৪৩ ± ০.০০০২১ | তথ্য নেই | 570 us |
| 227 তেজস্ক্রিয় | ২২৭.০৩৪৯৫৭ ± ০.০০০০৭৮ | তথ্য নেই | 510 ms |
| 222 তেজস্ক্রিয় | ২২২.০৩৩৩ ± ০.০০০২১ | তথ্য নেই | 480 ns |
| 235 তেজস্ক্রিয় | ২৩৫.০৪৪০৬৩৫ ± ০.০০০০০২১ | তথ্য নেই | 396.1 দিন |
| 236 তেজস্ক্রিয় | ২৩৬.০৪৬৫৭ ± ০.০০০০৫৪ | তথ্য নেই | 153 ky |
দশা / অবস্থা
কারণ: গলনাঙ্কের (643.85 °C) চেয়ে 618.9 °C কম
রূপরেখামূলক, প্রকৃত অনুপাতে নয়
দশান্তর বিন্দু
দশান্তর শক্তি
গলনাঙ্কে 1 mol গলাতে প্রয়োজনীয় শক্তি
স্ফুটনাঙ্কে 1 mol বাষ্পীভূত করতে প্রয়োজনীয় শক্তি
ঊর্ধ্বপাতনাঙ্কে 1 mol ঊর্ধ্বপাতিত করতে প্রয়োজনীয় শক্তি
ঘনত্ব
প্রমিত শর্তে
প্রমিত শর্তে
পারমাণবিক বর্ণালি
93টির মধ্যে 10টি দেখানো হচ্ছে। আয়নের আধান অনুযায়ী সাজানো (ঊর্ধ্বক্রমে)।
সংরক্ষিত বর্ণালিরেখার তথ্য ?
| আয়ন | আধান | মোট রেখা | অবস্থান্তরের সম্ভাবনা | স্তরের নির্দেশক |
|---|---|---|---|---|
| Np I | 0 | 96 | 0 | 0 |
সংরক্ষিত শক্তিস্তর তথ্য ?
| আয়ন | আধান | স্তর |
|---|---|---|
| Np I | 0 | 2 |
| Np II | +1 | 2 |
| Np III | +2 | 2 |
| Np IV | +3 | 2 |
| Np V | +4 | 2 |
| Np VI | +5 | 2 |
| Np VII | +6 | 2 |
| Np VIII | +7 | 2 |
| Np IX | +8 | 2 |
| Np X | +9 | 2 |
আয়নিক ব্যাসার্ধ
| আধান | সমন্বয় | স্পিন | ব্যাসার্ধ |
|---|---|---|---|
| +2 | 6 | তথ্য নেই | 110.00000000000001 pm |
| +3 | 6 | তথ্য নেই | 101 pm |
| +3 | 9 | তথ্য নেই | 117.8 pm |
| +4 | 6 | তথ্য নেই | 87 pm |
| +4 | 8 | তথ্য নেই | 98 pm |
| +5 | 6 | তথ্য নেই | 75 pm |
| +6 | 6 | তথ্য নেই | 72 pm |
| +7 | 6 | তথ্য নেই | 71 pm |
যৌগ
আইসোটোপ (5)
There are 25 known radioactive isotopes of neptunium ranging in atomic weights from 225 to 244 with 5 of those as metastable isotopes. The most stable are Np-237 with a half-life of 2.14 million years; Np-236 with a half-life of 154,000 years; and Np-235 with a half-life of 396 days. All of the remaining isotopes have half-lives less than 4.5 days, with most less than 50 minutes. The primary decay mode for isotopes lighter than 237Np is by electron capture with a great deal of alpha emission. The products are mostly isotopes of uranium. The primary decay mode for Np-237 is by alpha-decay forming protactinium. The primary decay mode for the isotopes heavier than Np-237 is by beta-decay, forming plutonium. Neptunium-237, after decaying to protactinium then to uranium, eventually decays to form bismuth-209 and thallium-205. Unlike most other common heavy nuclei which decay to make isotopes of lead this decay chain is known as the neptunium series.
| ভরসংখ্যা | পারমাণবিক ভর (u) | প্রাকৃতিক প্রাচুর্য | অর্ধায়ু | ক্ষয়প্রণালি | |
|---|---|---|---|---|---|
| 219 তেজস্ক্রিয় | ২১৯.০৩১৪৩ ± ০.০০০২১ | তথ্য নেই | 570 us | α =100% | |
| 227 তেজস্ক্রিয় | ২২৭.০৩৪৯৫৭ ± ০.০০০০৭৮ | তথ্য নেই | 510 ms | α ≈100%β+ ? | |
| 222 তেজস্ক্রিয় | ২২২.০৩৩৩ ± ০.০০০২১ | তথ্য নেই | 480 ns | α =100% | |
| 235 তেজস্ক্রিয় | ২৩৫.০৪৪০৬৩৫ ± ০.০০০০০২১ | তথ্য নেই | 396.1 দিন | ε =99.99740±1.3%α =0.00260±1.3% | |
| 236 তেজস্ক্রিয় | ২৩৬.০৪৬৫৭ ± ০.০০০০৫৪ | তথ্য নেই | 153 ky | ε =86.3±0.8%β- =13.5±0.8%α =0.16±0.4% |
বিস্তৃত ধর্ম
সমযোজী ব্যাসার্ধ (বিস্তৃত)
- সমযোজী ব্যাসার্ধ (পিউক্কো)
- 171 pm
- সমযোজী ব্যাসার্ধ (পিউক্কো, দ্বিবন্ধন)
- 136 pm
- সমযোজী ব্যাসার্ধ (পিউক্কো, ত্রিবন্ধন)
- 116 pm
ভ্যান ডার ওয়ালস ব্যাসার্ধ
- Alvarez
- 282 pm
- UFF
- 342.4 pm
- MM3
- 252 pm
পারমাণবিক ও ধাতব ব্যাসার্ধ
- পারমাণবিক ব্যাসার্ধ (রাম)
- 281 pm
সংখ্যায়ন স্কেল
- Mendeleev
- 22
- Pettifor
- 44
- Glawe
- 37
তড়িৎঋণাত্মকতার স্কেল
- Ghosh
- 0
মেরুকরণযোগ্যতা ও বিচ্ছুরণ
- দ্বিমেরু মেরুকরণযোগ্যতা
- 151 a.u.
- দ্বিমেরু মেরুকরণযোগ্যতা (অনিশ্চয়তা)
- 20 a.u.
দশান্তর ও রূপভেদ
| গলনাঙ্ক | 917.15 K |
জারণ অবস্থার শ্রেণি
উন্নত তথ্যসূত্রের উপাত্ত
স্ফটিক ব্যাসার্ধের বিস্তারিত (8)
| আধান | CN | স্পিন | rcrystal (pm) | উৎস |
|---|---|---|---|---|
| 2 | VI | 124 | ||
| 3 | VI | 115 | from r^3 vs V plots, | |
| 4 | VI | 101 | from r^3 vs V plots, | |
| 4 | VIII | 112 | from r^3 vs V plots, | |
| 5 | VI | 89 | ||
| 6 | VI | 86 | from r^3 vs V plots, | |
| 7 | VI | 85 | Ahrens (1952) ionic radius, | |
| 3 | IX | — | 131.8 |
আইসোটোপের ক্ষয়প্রণালি (44)
| আইসোটোপ | মোড | তীব্রতা |
|---|---|---|
| 219 | A | 100% |
| 220 | A | 100% |
| 221 | A | — |
| 222 | A | 100% |
| 223 | A | 100% |
| 224 | A | 100% |
| 225 | A | 100% |
| 225 | B+ | — |
| 226 | A | 100% |
| 226 | B+ | — |
অতিরিক্ত তথ্য
Estimated Crustal Abundance
The estimated element abundance in the earth's crust.
Not Applicable
তথ্যসূত্র (1)
- [5] Neptunium https://education.jlab.org/itselemental/ele093.html
Estimated Oceanic Abundance
The estimated element abundance in the earth's oceans.
Not Applicable
তথ্যসূত্র (1)
- [5] Neptunium https://education.jlab.org/itselemental/ele093.html
তথ্যসূত্র
(9)
Data deposited in or computed by PubChem
The half-life and atomic mass data was provided by the Atomic Mass Data Center at the International Atomic Energy Agency.
Element data are cited from the Atomic weights of the elements (an IUPAC Technical Report). The IUPAC periodic table of elements can be found at https://iupac.org/what-we-do/periodic-table-of-elements/. Additional information can be found within IUPAC publication doi:10.1515/pac-2015-0703 Copyright © 2020 International Union of Pure and Applied Chemistry.
The information are cited from Pure Appl. Chem. 2018; 90(12): 1833-2092, https://doi.org/10.1515/pac-2015-0703.
Thomas Jefferson National Accelerator Facility (Jefferson Lab) is one of 17 national laboratories funded by the U.S. Department of Energy. The lab's primary mission is to conduct basic research of the atom's nucleus using the lab's unique particle accelerator, known as the Continuous Electron Beam Accelerator Facility (CEBAF). For more information visit https://www.jlab.org/
The periodic table at the LANL (Los Alamos National Laboratory) contains basic element information together with the history, source, properties, use, handling and more. The provenance data may be found from the link under the source name.
The periodic table contains NIST's critically-evaluated data on atomic properties of the elements. The provenance data that include data for atomic spectroscopy, X-ray and gamma ray, radiation dosimetry, nuclear physics, and condensed matter physics may be found from the link under the source name. Ref: https://www.nist.gov/pml/atomic-spectra-database
This section provides all form of data related to element Neptunium.
The element property data was retrieved from publications.