НЕПТУ́НИЙ
-
Рубрика: Химия
-
-
Скопировать библиографическую ссылку:
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.