НЕПТУ́НИЙ

НЕПТУ́НИЙ (от назв. пла­не­ты Неп­тун; лат. Neptunium), $\ce{Np}$, ис­кус­ст­вен­ный ра­дио­ак­тив­ный хи­мич. эле­мент III груп­пы ко­рот­кой фор­мы (3-й груп­пы длин­ной фор­мы) пе­рио­дич. сис­те­мы; от­но­сит­ся к ак­ти­нои­дам; ат. н. 93. Ста­биль­ных изо­то­пов не име­ет. Из­вест­ны изо­то­пы Н. с мас­со­вы­ми чис­ла­ми 226–244; наи­бо­лее дол­го­жи­ву­щий изо­топ $\ce{^237Nр}$ ($T_{1/2}\: 2,14·10^6$ лет, $α$-из­лу­ча­тель) яв­ля­ет­ся ро­до­на­чаль­ни­ком чет­вёр­то­го ра­дио­ак­тив­но­го ря­да. В приро­де сле­до­вые ко­ли­че­ст­ва $\ce{^237Np}$ и $\ce{^239Np}$ со­дер­жат­ся в ура­но­вых ру­дах, т. к. об­ра­зу­ют­ся из ядер ура­на под дей­ст­ви­ем ней­тро­нов кос­мич. из­лу­че­ния и ней­тро­нов спон­тан­но­го де­ле­ния $\ce{^238U}$. От­крыт в 1940 амер. фи­зи­ка­ми Э. М. Мак­мил­ла­ном и Ф. Х. Абель­со­ном. Н. – пер­вый транс­ура­но­вый эле­мент, по­лу­чен­ный ис­кус­ст­вен­но.

В сво­бод­ном ви­де Н. – хруп­кий се­реб­ри­сто-бе­лый ме­талл, из­вест­ный в трёх по­ли­морф­ных мо­ди­фи­ка­ци­ях: при темп-ре ни­же 280 °C ус­той­чив $α$-$\ce{Np}$ с ром­бич. ре­шёт­кой, в ин­тер­ва­ле 280–576 °C – $β$-$\ce{Np}$ с тет­ра­гональной ре­шёт­кой; вы­ше 576 °C – $γ$-$\ce{Np}$ с ку­бической гра­не­цен­три­ро­в. ре­шёт­кой. Плот­ность ок. 20450 кг/м³, $t_{пл}$ 637 °C, $t_{кип}$ ок. 4000 °C. Кон­фи­гу­ра­ция внеш­них элек­трон­ных обо­ло­чек ато­ма Н. $5f^46d^17s^2$; в со­еди­не­ни­ях Н. про­яв­ля­ет сте­пе­ни окис­ле­ния от +3 до +7, в вод­ных рас­тво­рах наи­бо­лее ус­той­чи­вы со­еди­не­ния со сте­пе­нью окис­ле­ния +5. Ио­ны Н. ок­ра­ши­ва­ют вод­ные рас­тво­ры: $\ce{Np^{3+}}$ – в фио­ле­то­во-го­лу­бой цвет, $\ce{Np^{4+}}$ – в жёл­то-зе­лё­ный, $\ce{NpO_2^{ +}}$ – в го­лу­бо­ва­то-зе­лё­ный, $\ce{NpO_2^{2+}}$ – в ро­зо­вый, $\ce{NpO_2^{3+}}$ – в зе­лё­ный (в ще­лоч­ной сре­де) или в ко­рич­не­вый (в ки­слой сре­де).

Н. хи­ми­че­ски ак­ти­вен. В ком­пакт­ном ви­де мед­лен­но окис­ля­ет­ся ки­сло­ро­дом воз­ду­ха. В мел­ко­дис­перс­ном со­стоя­нии пи­ро­фо­рен. Н. рас­тво­ря­ет­ся в ки­сло­тах, при на­гре­ва­нии реа­ги­ру­ет с во­до­ро­дом, азо­том, уг­ле­ро­дом, крем­ни­ем, фос­фо­ром и др. не­ме­тал­ла­ми, не под­вер­жен воз­дей­ст­вию ще­ло­чей; об­ра­зу­ет спла­вы с ура­ном, плу­то­ни­ем, др. ме­тал­ла­ми. Ио­ны Н. склон­ны к гид­ро­ли­зу, дис­про­пор­цио­ни­ро­ва­нию, ком­плек­со­об­ра­зо­ва­нию.

Н. из­вле­ка­ют из про­дук­тов дли­тель­но­го об­лу­че­ния ура­на в ядер­ных ре­ак­то­рах как по­боч­ный про­дукт при по­лу­че­нии плу­то­ния. Ми­ро­вое про­из-во Н. дос­ти­га­ет не­сколь­ких со­тен кг в год. Изо­топ $\ce{^237Np}$ при­ме­ня­ют в ка­че­ст­ве стар­то­во­го ма­те­риа­ла для по­лу­че­ния $\ce{^238Pu}$. Н. и его со­еди­не­ния вы­со­ко­ток­сич­ны.