Neptunium (Np)
actinideSolid
தரநிலை அணு எடை
[237]எலக்ட்ரான் அமைப்பு
[Rn] 7s2 5f4 6d1உருகுநிலை
643.85 °Cகொதிநிலை
3901.85 °Cஅடர்த்தி
2.025e+4 kg/m³ஆக்சிஜனேற்ற நிலைகள்
+2, +3, +4, +5, +6, +7எலக்ட்ரான் கவர்திறன் (பாலிங்)
1.36அயனியாக்க ஆற்றல் (1வது)
6.265608 eVகண்டுபிடிக்கப்பட்ட ஆண்டு
1940அணு ஆரம்
175 pmவிவரங்கள்
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.
படங்கள்
பண்புகள்
இயற்பியல்
- அணு ஆரம் (சோதனைசார்)
- 175 pm அனைத்து தனிமங்களின் அணு ஆரம் (சோதனைசார்) ஒப்பிடுங்கள் →
- சகப்பிணைப்பு ஆரம்
- 190 pm அனைத்து தனிமங்களின் சகப்பிணைப்பு ஆரம் ஒப்பிடுங்கள் →
- வான் டெர் வால்ஸ் ஆரம்
- 221 pm அனைத்து தனிமங்களின் வான் டெர் வால்ஸ் ஆரம் ஒப்பிடுங்கள் →
- அடர்த்தி
- 2.025 × 104 kg/m³ அனைத்து தனிமங்களின் அடர்த்தி ஒப்பிடுங்கள் →
- மோலார் பருமன்
- 0.0211 L/mol
- STP இல் நிலை
- திடம் அனைத்து தனிமங்களின் STP இல் நிலை ஒப்பிடுங்கள் →
- உருகுநிலை
- 643.85 °C அனைத்து தனிமங்களின் உருகுநிலை ஒப்பிடுங்கள் →
- கொதிநிலை
- 3901.85 °C அனைத்து தனிமங்களின் கொதிநிலை ஒப்பிடுங்கள் →
- படிக அமைப்பு
- செஞ்சாய்சதுரம் அனைத்து தனிமங்களின் படிக அமைப்பு ஒப்பிடுங்கள் →
வேதியியல்
- எலக்ட்ரான் கவர்திறன் (பாலிங்)
- 1.36 அனைத்து தனிமங்களின் எலக்ட்ரான் கவர்திறன் (பாலிங்) ஒப்பிடுங்கள் →
- எலக்ட்ரான் நாட்டம்
- 0.48 eV
- அயனியாக்க ஆற்றல் (1வது)
- 6.265608 eV அனைத்து தனிமங்களின் அயனியாக்க ஆற்றல் (1வது) ஒப்பிடுங்கள் →
- அயனியாக்க ஆற்றல் (2வது)
- 11.50004 eV அனைத்து தனிமங்களின் அயனியாக்க ஆற்றல் (2வது) ஒப்பிடுங்கள் →
- அயனியாக்க ஆற்றல் (3வது)
- 19.700068 eV அனைத்து தனிமங்களின் அயனியாக்க ஆற்றல் (3வது) ஒப்பிடுங்கள் →
- அயனியாக்க ஆற்றல் (4வது)
- 33.800116 eV அனைத்து தனிமங்களின் அயனியாக்க ஆற்றல் (4வது) ஒப்பிடுங்கள் →
- அயனியாக்க ஆற்றல் (5வது)
- 48.000165 eV அனைத்து தனிமங்களின் அயனியாக்க ஆற்றல் (5வது) ஒப்பிடுங்கள் →
- ஆக்சிஜனேற்ற நிலைகள்
- +2, +3, +4, +5, +6, +7 அனைத்து தனிமங்களின் ஆக்சிஜனேற்ற நிலைகள் ஒப்பிடுங்கள் →
- இணைதிறன் எலக்ட்ரான்கள்
- 3 அனைத்து தனிமங்களின் இணைதிறன் எலக்ட்ரான்கள் ஒப்பிடுங்கள் →
- எலக்ட்ரான் அமைப்பு
- [Rn] 7s2 5f4 6d1
வெப்ப இயக்கவியல்
- உருகுதல் வெப்பம்
- 0.10364305 eV அனைத்து தனிமங்களின் உருகுதல் வெப்பம் ஒப்பிடுங்கள் →
- ஆவியாதல் வெப்பம்
- 3.482407 eV அனைத்து தனிமங்களின் ஆவியாதல் வெப்பம் ஒப்பிடுங்கள் →
- பதங்கமாதல் வெப்பம்
- 4.33228 eV
- அணுவாக்க வெப்பம்
- 4.33228 eV
- அணுவாக்க என்தால்பி
- 4.817329 eV
அணுக்கரு
- புரோட்டான்கள்
- 93 அனைத்து தனிமங்களின் புரோட்டான்கள் ஒப்பிடுங்கள் →
- நியூட்ரான்கள்
- 144 அனைத்து தனிமங்களின் நியூட்ரான்கள் ஒப்பிடுங்கள் →
- அறியப்பட்ட ஐசோடோப்புகள்
- 27 அனைத்து தனிமங்களின் அறியப்பட்ட ஐசோடோப்புகள் ஒப்பிடுங்கள் →
- நிலையான ஐசோடோப்புகள்
- 0 அனைத்து தனிமங்களின் நிலையான ஐசோடோப்புகள் ஒப்பிடுங்கள் →
- நிறை எண் (மிக நிலையானது)
- 237
- மிக நிலையான ஐசோடோப்பு
- Np-237
- கண்டுபிடிக்கப்பட்ட ஆண்டு
- 1940
மிகுதி
கிடைக்கவில்லை
படிக அமைப்பு
- அணிக்கோவை மாறிலி a
- 472 pm
எலக்ட்ரான் அமைப்பு
- ஒவ்வொரு கூட்டிலும் உள்ள எலக்ட்ரான்கள்
- 2, 8, 18, 32, 22, 9, 2 அனைத்து தனிமங்களின் ஒவ்வொரு கூட்டிலும் உள்ள எலக்ட்ரான்கள் ஒப்பிடுங்கள் →
அடையாளங்காட்டிகள்
- CAS எண்
- 7439-99-8 அனைத்து தனிமங்களின் CAS எண் ஒப்பிடுங்கள் →
- நிறமாலை நிலைக் குறியீடு
- 6L11/2
- InChI
- InChI=1S/Np
- InChI விசை
- LFNLGNPSGWYGGD-UHFFFAOYSA-N
எலக்ட்ரான் அமைப்பு அளவிடப்பட்டது
Np: 5f⁴ 6d¹ 7s²[Rn] 5f⁴ 6d¹ 7s²1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 5s² 5p⁶ 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² 6p⁶ 5f⁴ 6d¹ 7s²அணு மாதிரி
ஐசோடோப்புகள் நியூட்ரான் எண்ணிக்கை, நிறை மற்றும் நிலைத்தன்மையை மாற்றுகின்றன — மின்னூட்டமற்ற அணுவின் எலக்ட்ரான் அமைப்பை அல்ல.
விளக்க அணு மாதிரி; அளவிற்கு ஏற்ப இல்லை.
அணு அடையாளத் தடம்
உமிழ்வு / உறிஞ்சல் நிறமாலை
ஐசோடோப்புப் பரவல்
நிலையான ஐசோடோப்புகள் இல்லை.
| நிறை எண் | அணு நிறை (u) | இயற்கை மிகுதி | அரை ஆயுள் |
|---|---|---|---|
| 219 கதிரியக்கமுள்ளது | 219.03143 ± 0.00021 | கிடைக்கவில்லை | 570 us |
| 227 கதிரியக்கமுள்ளது | 227.034957 ± 0.000078 | கிடைக்கவில்லை | 510 ms |
| 222 கதிரியக்கமுள்ளது | 222.0333 ± 0.00021 | கிடைக்கவில்லை | 480 ns |
| 235 கதிரியக்கமுள்ளது | 235.0440635 ± 0.0000021 | கிடைக்கவில்லை | 396.1 நாட்கள் |
| 236 கதிரியக்கமுள்ளது | 236.04657 ± 0.000054 | கிடைக்கவில்லை | 153 ky |
கட்டம் / நிலை
காரணம்: உருகுநிலைக்குக் (643.85 °C) கீழ் 618.9 °C
விளக்க வரைபடம், அளவிற்கு ஏற்ப இல்லை
நிலை மாற்றப் புள்ளிகள்
நிலைமாற்ற ஆற்றல்கள்
உருகுநிலையில் 1 mol ஐ உருக்கத் தேவையான ஆற்றல்
கொதிநிலையில் 1 mol ஐ ஆவியாக்கத் தேவையான ஆற்றல்
பதங்கமாதல் நிலையில் 1 mol ஐப் பதங்கமாக்கத் தேவையான ஆற்றல்
அடர்த்தி
தரநிலை நிலைமைகளில்
தரநிலை நிலைமைகளில்
அணு நிறமாலைகள்
93 பதிவுகளில் 10 காட்டப்படுகின்றன. அயனி மின்னூட்டத்தின்படி ஏறுவரிசையில் வரிசைப்படுத்தப்பட்டுள்ளது.
நிறமாலைக் கோட்டுத் தரவுப் பதிவுகள் ?
| அயனி | மின்னூட்டம் | மொத்தக் கோடுகள் | நிலைமாற்ற நிகழ்தகவுகள் | மட்டக் குறியீடுகள் |
|---|---|---|---|---|
| Np I | 0 | 96 | 0 | 0 |
மட்டத் தரவுப் பதிவுகள் ?
| அயனி | மின்னூட்டம் | மட்டங்கள் |
|---|---|---|
| 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 |
அயனி ஆரங்கள்
| மின்னூட்டம் | அணைவு | தற்சுழற்சி | ஆரம் |
|---|---|---|---|
| +2 | 6 | கிடைக்கவில்லை | 110.00000000000001 pm |
| +3 | 6 | கிடைக்கவில்லை | 101 pm |
| +3 | 9 | கிடைக்கவில்லை | 117.8 pm |
| +4 | 6 | கிடைக்கவில்லை | 87 pm |
| +4 | 8 | கிடைக்கவில்லை | 98 pm |
| +5 | 6 | கிடைக்கவில்லை | 75 pm |
| +6 | 6 | கிடைக்கவில்லை | 72 pm |
| +7 | 6 | கிடைக்கவில்லை | 71 pm |
சேர்மங்கள்
ஐசோடோப்புகள் (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.
| நிறை எண் | அணு நிறை (u) | இயற்கை மிகுதி | அரை ஆயுள் | சிதைவு முறை | |
|---|---|---|---|---|---|
| 219 கதிரியக்கமுள்ளது | 219.03143 ± 0.00021 | கிடைக்கவில்லை | 570 us | α =100% | |
| 227 கதிரியக்கமுள்ளது | 227.034957 ± 0.000078 | கிடைக்கவில்லை | 510 ms | α ≈100%β+ ? | |
| 222 கதிரியக்கமுள்ளது | 222.0333 ± 0.00021 | கிடைக்கவில்லை | 480 ns | α =100% | |
| 235 கதிரியக்கமுள்ளது | 235.0440635 ± 0.0000021 | கிடைக்கவில்லை | 396.1 நாட்கள் | ε =99.99740±1.3%α =0.00260±1.3% | |
| 236 கதிரியக்கமுள்ளது | 236.04657 ± 0.000054 | கிடைக்கவில்லை | 153 ky | ε =86.3±0.8%β- =13.5±0.8%α =0.16±0.4% |
விரிவான பண்புகள்
சகப்பிணைப்பு ஆரங்கள் (விரிவானவை)
- சகப்பிணைப்பு ஆரம் (பியுக்கோ)
- 171 pm
- சகப்பிணைப்பு ஆரம் (பியுக்கோ, இரட்டைப் பிணைப்பு)
- 136 pm
- சகப்பிணைப்பு ஆரம் (பியுக்கோ, முப்பிணைப்பு)
- 116 pm
வான் டெர் வால்ஸ் ஆரங்கள்
- Alvarez
- 282 pm
- UFF
- 342.4 pm
- MM3
- 252 pm
அணு மற்றும் உலோக ஆரங்கள்
- அணு ஆரம் (ராம்)
- 281 pm
எண்ணிடல் அளவுகோல்கள்
- Mendeleev
- 22
- Pettifor
- 44
- Glawe
- 37
எலக்ட்ரான் கவர்திறன் அளவுகோல்கள்
- Ghosh
- 0
முனைவாக்கத்திறன் மற்றும் நிறப்பிரிகை
- இருமுனை முனைவாக்கத்திறன்
- 151 a.u.
- இருமுனை முனைவாக்கத்திறன் (நிச்சயமின்மை)
- 20 a.u.
நிலை மாற்றங்கள் மற்றும் புறவேற்றுமை வடிவங்கள்
| உருகுநிலை | 917.15 K |
ஆக்சிஜனேற்ற நிலை வகைகள்
மேம்பட்ட மேற்கோள் தரவுகள்
படிக ஆரங்களின் விவரங்கள் (8)
| மின்னூட்டம் | CN | தற்சுழற்சி | rcrystal (pm) | தோற்றம் |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
ஐசோடோப்புச் சிதைவு முறைகள் (44)
| ஐசோடோப்பு | முறை | செறிவு |
|---|---|---|
| 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+ | — |
கூடுதல் தரவுகள்
Estimated Crustal Abundance
The estimated element abundance in the earth's crust.
Not Applicable
மேற்கோள்கள் (1)
- [5] Neptunium https://education.jlab.org/itselemental/ele093.html
Estimated Oceanic Abundance
The estimated element abundance in the earth's oceans.
Not Applicable
மேற்கோள்கள் (1)
- [5] Neptunium https://education.jlab.org/itselemental/ele093.html
மேற்கோள்கள்
(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.