Np 93

Нептуний (Np)

Актиноид

Период: 7 Блок: s

Твердое вещество

Стандартный атомный вес

Электронная конфигурация

[Rn] 7s² 5f⁴ 6d¹

Температура плавления

643.85 °C (917 K)

Температура кипения

3901.85 °C (4175 K)

Плотность

2.025000e+4 kg/m³

Степени окисления

+2, +3, +4, +5, +6, +7

Электроотрицательность (Полинг)

1.36

Энергия ионизации (1-я)

Год открытия

1940

Атомный радиус

175 pm

Дополнительно

Происхождение названия Назван в честь планеты Нептун.

Страна открытия Соединенные Штаты

Первооткрыватели Э.М. Макмиллан, П.Х. Абельсон

Нептуний — радиоактивный актинид и первый трансурановый элемент. Он образуется главным образом в результате нейтронных реакций с участием урана в ядерных реакторах и в природе встречается лишь в ничтожных количествах в результате захвата нейтронов и процессов распада в урановых рудах. Его химия занимает промежуточное положение между ураном и плутонием, с несколькими доступными степенями окисления в растворе. Изотоп ²³⁷Np наиболее важен для обращения и изучения благодаря своему длительному периоду полураспада и доступности как побочного продукта реактора.

Металлические кнопки нептуния (фото предоставлено Lawrence Berkeley National Laboratory)

Нептуний впервые был получен Эдвином М. Макмилланом и Филипом Х. Абельсоном, работавшими в Калифорнийском университете в Беркли, в 1940 году. Они получили нептуний-239, изотоп нептуния с периодом полураспада около 2,4 дня, бомбардируя уран медленно движущимися нейтронами.

Назван в честь планеты Нептун (названной в честь римского бога моря) — следующей планеты от Солнца после Урана. Было много ранних ложных сообщений об открытии нептуния. Наиболее значительным было сообщение Энрико Ферми, который полагал, что бомбардировка урана нейтронами с последующим бета-распадом приведет к образованию элемента 93. В 1934 году он бомбардировал атомы урана нейтронами и сообщил, что получил элементы 93 и 94. Как выяснилось, Ферми фактически расщепил, то есть разделил, атомы урана на множество фрагментарных радиоизотопов. Объяснение и сообщение об открытии деления были позднее опубликованы Ганом и Штрассманом, хотя именно их сотрудница Лиза Мейтнер правильно интерпретировала результаты экспериментов. В 1940 году, когда интерес к делению достиг Калифорнийского университета в Беркли, профессор Эдвин Макмиллан и аспирант Филип Эйбелсон бомбардировали уран замедленными нейтронами, полученными в циклотроне, в результате чего произошло не «деление», а «слияние» реагентов с образованием нового элемента 93, который они назвали «нептунием»:

23892U + 10n → 23992U → 23993Np + β-

Нептуний-239 был первым синтезированным трансурановым элементом и первым трансурановым элементом актинидного ряда, который был открыт. Этот изотоп имеет период полураспада при бета-распаде 2,3565 дня и образует дочерний продукт плутоний-239 с периодом полураспада 24 000 лет.

Читать про Нептуний на Википедии

Изображения

Свойства

Физические

Атомный радиус (эмпир.): 175 pm
Ковалентный радиус: 190 pm
Радиус Ван-дер-Ваальса: 221 pm
Плотность
Молярный объём: 0.0211 L/mol
Агрегатное состояние (НУ): solid
Температура плавления: 643.85 °C
Температура кипения: 3901.85 °C
Кристаллическая структура: orthorhombic

Химические

Электроотрицательность (Полинг): 1.36
Сродство к электрону
Энергия ионизации (1-я)
Энергия ионизации (2-я)
Энергия ионизации (3-я)
Энергия ионизации (4-я)
Энергия ионизации (5-я)
Степени окисления: +2, +3, +4, +5, +6, +7
Валентные электроны: 3
Электронная конфигурация

Термодинамические

Теплота плавления: 0.10364305 eV
Теплота парообразования: 3.482407 eV
Теплота возгонки: 4.33228 eV
Теплота атомизации: 4.33228 eV
Энтальпия атомизации

Ядерные

Протоны: 93
Нейтроны: 144
Известные изотопы: 27
Стабильные изотопы: 0
Массовое число (наиб. стабильного): 237
Наиболее стабильный изотоп: Np-237
Год открытия: 1940

Распространённость

N/A

Кристаллическая структура

Параметр решётки a: 472 pm

Электронная структура

Электронов на оболочке: 2, 8, 18, 32, 22, 9, 2

Идентификаторы

Номер CAS: 7439-99-8
Термный символ
InChI: InChI=1S/Np
InChI Key: LFNLGNPSGWYGGD-UHFFFAOYSA-N

Электронная конфигурация Измерено

Заряд иона

Протоны 93

Электроны 93

Заряд Нейтральный

Конфигурация Np: 5f⁴ 6d¹ 7s²

[Rn] 5f⁴ 6d¹ 7s²

1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 5s² 5p⁶ 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² 6p⁶ 5f⁴ 6d¹ 7s²

Орбитальная диаграмма

↑↓

2/2

↑↓

2/2

↑↓

6/6

↑↓

2/2

↑↓

6/6

↑↓

2/2

↑↓

10/10

↑↓

6/6

↑↓

2/2

↑↓

10/10

↑↓

6/6

↑↓

2/2

↑↓

14/14

↑↓

10/10

↑↓

6/6

↑↓

2/2

↑

4/14 4↑

↑

1/10 1↑

Всего электронов: 93 Неспаренных: 5

Модель атома

Протоны 93

Нейтроны 134

Электроны 93

Массовое число 227

Стабильность Радиоактивный

Изотопы меняют число нейтронов, массу и стабильность — но не электронную конфигурацию нейтрального атома.

Схематическая модель атома, не в масштабе.

Атомный отпечаток

Спектр испускания / поглощения

Испускание Видимый: 380–750 нм

Распределение изотопов

Нет стабильных изотопов.

Массовое число	Атомная масса (а.е.м.)	Природная распространённость	Период полураспада
219 Радиоактивный	219,03143 ± 0,00021	N/A	570 us
227 Радиоактивный	227,034957 ± 0,000078	N/A	510 мс
222 Радиоактивный	222,0333 ± 0,00021	N/A	480 ns
235 Радиоактивный	235,0440635 ± 0,0000021	N/A	396.1 дней
236 Радиоактивный	236,04657 ± 0,000054	N/A	153 ky

Измерено

Фазовое состояние

Твёрдое 25 °C (298.15 K)

Причина: на 618.9 °C ниже точки плавления (643.85 °C)

Температура плавления 643.85 °C

Температура кипения 3901.85 °C

Ниже точки плавления на 618.9 °C

0 K Текущая температура: 25 °C 6000 K

Шкала фаз

Схематично, не в масштабе

Твёрдое

Жидкое

Газообразное

Плавление

Кипение

25°C

Твёрдое

Жидкое

Газообразное

Текущая

Точки фазовых переходов

Температура плавления Литература

643.85 °C

Температура кипения Литература

3901.85 °C

Текущая фаза Расчёт
Твёрдое

Энергии переходов

Теплота плавления Литература

0.10364305 eV

Энергия для плавления 1 моля при tплав

Теплота испарения Литература

3.482407 eV

Энергия для испарения 1 моля при tкип

Теплота возгонки Литература

4.33228 eV

Энергия для возгонки 1 моля при tвозг

Плотность

Справочная плотность Литература

2.025000e+4 kg/m³

При нормальных условиях

Текущая плотность Расчёт

2.025000e+4 kg/m³

При нормальных условиях

Атомные спектры

Показано 10 из 93 Атомные спектры. Сортировка по заряду иона (по возрастанию).

Состав спектральных линий ?

Ион	Заряд	Всего линий	Вероятности переходов	Обозначения уровней
Np I	0	96	0	0

NIST спектральные линии →

Состав энергетических уровней ?

Ion	Заряд	Уровни
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

NIST энергетические уровни →

93 Np 237

Neptunium — Визуализатор атомных орбиталей

[Rn]7s25f46d1

Уровни энергии 2 8 18 32 22 9 2

Степени окисления +2, +3, +4, +5, +6, +7

HOMO 6d n=6 · l=2 · m=-2

Neptunium — превью визуализатора атомных орбиталей

Three.js загружается только по запросу

93 Np 237

Neptunium — Визуализатор кристаллической структуры

Orthorhombic · Pearson N/A

Экспериментальные

Pearson N/A

Neptunium — превью визуализатора кристаллической решётки

Three.js загружается только по запросу

Ионные радиусы

Заряд	Координация	Спин	Радиус
+2	6	N/A	110.00000000000001 пм
+3	6	N/A	101 пм
+3	9	N/A	117.8 пм
+4	6	N/A	87 пм
+4	8	N/A	98 пм
+5	6	N/A	75 пм
+6	6	N/A	72 пм
+7	6	N/A	71 пм

Соединения

237.048 а.е.м.

239.053 а.е.м.

235.044 а.е.м.

236.047 а.е.м.

238.051 а.е.м.

234.043 а.е.м.

240.056 а.е.м.

233.041 а.е.м.

232.040 а.е.м.

Изотопы (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.

Массовое число	Атомная масса (а.е.м.)	Природная распространённость	Период полураспада	Режим распада
219 Радиоактивный	219,03143 ± 0,00021	N/A	570 us	α =100%
227 Радиоактивный	227,034957 ± 0,000078	N/A	510 мс	α ≈100%β+ ?
222 Радиоактивный	222,0333 ± 0,00021	N/A	480 ns	α =100%
235 Радиоактивный	235,0440635 ± 0,0000021	N/A	396.1 дней	ε =99.99740±1.3%α =0.00260±1.3%
236 Радиоактивный	236,04657 ± 0,000054	N/A	153 ky	ε =86.3±0.8%β- =13.5±0.8%α =0.16±0.4%

219 Радиоактивный

Атомная масса (а.е.м.) 219,03143 ± 0,00021