Нептуний (Np)
АктиноидТвёрдое тело
Стандартный атомный вес
[237]Электронная конфигурация
[Rn] 7s2 5f4 6d1Температура плавления
643.85 °C (917 K)Температура кипения
3901.85 °C (4175 K)Плотность
2.025000e+4 kg/m³Степени окисления
+2, +3, +4, +5, +6, +7Электроотрицательность (Полинг)
1.36Энергия ионизации (1-я)
Год открытия
1940Атомный радиус
175 pmДополнительно
Нептуний — радиоактивный актинид и первый трансурановый элемент. Он в основном образуется в ядерных реакторах в результате нейтронных реакций с участием урана и встречается в природе лишь в ничтожных количествах, возникая при захвате нейтронов и процессах распада в урановых рудах. Его химия занимает промежуточное положение между ураном и плутонием, при наличии нескольких доступных степеней окисления в растворе. Изотоп ²³⁷Np наиболее важен для обращения и изучения из-за его длительного периода 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 медленными нейтронами.
Назван в честь планеты Нептун (названной в честь римского бога моря), следующей планеты от Солнца после Урана. Существовало много ранних ложных сообщений об открытии нептуния. Наиболее значимым 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, или разделил, атомы урана на множество осколочных радиоизотопов. Объяснение и сообщение об открытии деления позднее были опубликованы Ганом и Штрассманом, хотя именно их сотрудница Лиза Мейтнер правильно интерпретировала результаты экспериментов. В 1940 году, когда в Калифорнийском университете в Беркли возрос интерес к делению, профессор Эдвин Макмиллан и аспирант Филип Абельсон бомбардировали уран модифицированными (медленными) нейтронами, полученными в циклотроне, что привело не к «делению», а к «слиянию» реагентов с образованием нового элемента 93, который они назвали «нептуний»:
23892U + 10n → 23992U → 23993Np + β-
Нептуний-239 был первым синтетически полученным трансурановым элементом и первым открытым трансурановым элементом ряда актиноидов. Этот изотоп имеет период полураспада по β-распаду 2,3565 дня, в результате чего образуется дочерний продукт плутоний-239 с периодом полураспада 24 000 лет.
Изображения
Свойства
Физические
Химические
Термодинамические
Ядерные
Распространённость
N/A
Реакционная способность
N/A
Кристаллическая структура
Электронная структура
Идентификаторы
Электронная конфигурация Measured
Np: 5f⁴ 6d¹ 7s²[Rn] 5f⁴ 6d¹ 7s²1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 5s² 5p⁶ 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² 6p⁶ 5f⁴ 6d¹ 7s²Модель атома
Изотопы меняют число нейтронов, массу и стабильность — но не электронную конфигурацию нейтрального атома.
Схематическая модель атома, не в масштабе.
Атомный отпечаток
Спектр испускания / поглощения
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 |
Фазовое состояние
Причина: на 618.9 °C ниже точки плавления (643.85 °C)
Схематично, не в масштабе
Точки фазовых переходов
Энергии переходов
Энергия для плавления 1 моля при tплав
Энергия для испарения 1 моля при tкип
Энергия для возгонки 1 моля при tвозг
Плотность
При нормальных условиях
При нормальных условиях
Атомные спектры
Показано 10 из 93 Атомные спектры. Сортировка по заряду иона (по возрастанию).
Состав спектральных линий ?
| Ion | Заряд | Total lines | Transition probabilities | Level designations |
|---|---|---|---|---|
| Np I | 0 | 96 | 0 | 0 |
Состав энергетических уровней ?
| Ion | Заряд | Levels |
|---|---|---|
| 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 |
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
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% |
Расширенные свойства
Ковалентные радиусы (расш.)
Радиусы Ван-дер-Ваальса
Атомные и металлические радиусы
Шкалы нумерации
Шкалы электроотрицательности
Поляризуемость и дисперсия
Фазовые переходы и аллотропы
| Температура плавления | 917.15 K |
Категории степеней окисления
Расширенные справочные данные
Детализация кристаллических радиусов (8)
| Заряд | CN | Спин | rcrystal (pm) | Источник |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
Режимы распада изотопов (44)
| Изотоп | Режим | Интенсивность |
|---|---|---|
| 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+ | — |
Дополнительные данные
Estimated Crustal Abundance
The estimated element abundance in the earth's crust.
Not Applicable
Источники (1)
- [5] Neptunium https://education.jlab.org/itselemental/ele093.html
Estimated Oceanic Abundance
The estimated element abundance in the earth's oceans.
Not Applicable
Источники (1)
- [5] Neptunium https://education.jlab.org/itselemental/ele093.html
Источники
(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.