Neptunium

Fra Wikipedia, den frie encyklopedi

Basisdata
Neptunium

Neptuniums plass i periodesystemet
Navn	Neptunium
Symbol	Np
Atomnummer	93
Utseende	sølvlignende
Plass i periodesystemet
Gruppe
Periode	7
Blokk	f
Kjemisk serie	aktinoider
Atomegenskaper
Atomvekt	237,0482 u
Empirisk atomradius	175 pm
Kalkulert atomradius
Kovalent atomradius
van der Waal-radius
Elektronkonfigurasjon	[Rn] 5f⁴ 6d¹ 7s²
Elektroner per energinivå	2, 8, 18, 32, 22, 9, 2
Oksidasjonstilstander	+3, +4, +5, +6
Krystallstruktur	ortorombisk, tetragonal og kubisk
Fysiske egenskaper
Stofftilstand	fast stoff
Smeltepunkt	640 °C
Kokepunkt	3 902 °C
Molart volum
Tetthet	20 250 kg/m³
Hardhet
Kritisk temperatur
Kritisk trykk
Kritisk tetthet
Fordampningsvarme	336 kJ · mol⁻¹
Smeltevarme	3,20 kJ · mol⁻¹
Damptrykk	? Pa ved 0 000 K
Lydfart
Diverse
Elektronegativitet etter Pauling-skalaen	1,36
Spesifikk varmekapasitet	29,46 J/(kg · K)
Elektrisk ledningsevne	8,3 × 10⁵ S/m
Termisk ledningsevne	6,3 W/(m · K)
Første ionisasjonspotensiale	604.5 kJ/mol
Andre ionisasjonspotensiale
Tredje ionisasjonspotensiale
SI-enheter & STP er brukt, hvis ikke annet er nevnt. MV = Manglende verdi – legg gjerne inn.

Neptunium er et radioaktivt grunnstoff med atomnummer 93 og kjemisk symbol Np og tilhører aktionidene.

[rediger] Historie

Neptunium ble oppdaget av Edwin Mattison McMillan og Philip H. Abelson i 1940 ved Berkeley-universitetet i California, USA. De bombarderte uran-isotopen ²³⁸U med langsomme nøytroner med isotopen ²³⁹Np som resultat:

$\mathrm{^{238}_{\ 92}U \ + \ ^{1}_{0}n \ \longrightarrow \ ^{239}_{\ 92}U \ \xrightarrow[23 \ min]{\beta^-} \ ^{239}_{\ 93}Np \ \xrightarrow[2,355 \ d]{\beta^-} \ ^{239}_{\ 94}Pu}$

Denne isotopen har en halveringstid på 2,3565 døgn, og var det første kunstig framstilte transurane grunnstoff. McMillan fikk i 1951 Nobelprisen i kjemi for sitt arbeide med transurane grunnstoff.

Grunnstoffet er oppkalt etter planeten Neptun.

Neptunium-atomets elektronskall

[rediger] Egenskaper

Neptunium er et tungt, bøybart, radioaktivt metall som i sin metalliske form har et sølvlignende utseende. Det er reaktivt, og har mange likhetstrekk med uran når det gjelder fysiske og kjemiske egenskaper.

Neptunium opptrer i minst 3 forskjellige allotropiske former:

Alfa-neptunium, under 280 °C, ortorombisk krystallstruktur og tetthet 20 250 kg/m³
Beta-neptunium, over 280 °C, tetragonal krystallstruktur og tetthet 19 360 kg/m³
Gamma-neptunium, over 577 °C, kubisk krystallstruktur og tetthet 18 000 kg/m³

[rediger] Isotoper

Neptunium har ingen stabile isotoper. Isotopene ²³⁷Np og ²³⁹Np kan finnes i ekstremt små mengder i uranmalm, men er resultat av radioaktiv nedbrytning av tyngre stoffer, og er dermed ikke definert som naturlig forekomst. 20 isotoper er kjent, og de mest stabile av disse er ²³⁷Np med halveringstid 2,1455 × 10⁶ år, ²³⁶Np med halveringstid 1,541 × 10⁵ år, ²³⁵Np med halveringstid 396,1 døgn, ²³⁴Np med halveringstid 4,4 døgn, ²³⁹Np med halveringstid 2,3565 døgn, og ²³⁸Np med halveringstid 2,117 døgn. Alle de resterende isotopene har halveringstider kortere enn 1 døgn, og de fleste kortere enn 1 time.^[1]

CAS-nummer: 7439-99-8

[rediger] Forekomst

Neptunium forekommer ikke naturlig, men er resultatet av radioaktiv nedbrytning av tyngre atomkjerner. Det finnes også i restavfall fra plutonium-produksjon, og dette er hovedkilden i utvinning av neptunium. Det fremstilles årlig 0,5 til 1 tonn av isotopen ²³⁷Np.^[2]

[rediger] Anvendelse

Neptunium brukes hovedsaklig i forskningssammenheng, men er også rå-materiale i produksjon av ²³⁸Pu (plutonium).

[rediger] Kjernefysiske våpen

Isotopen ²³⁷Np er spaltbar (fissil), og kan teoretisk brukes i atomvåpen. I september 2002 fant forskere ved Los Alamos National Laboratory ut at denne isotopens kritiske masse var omkring 60 kg, noe som er lavere enn tidligere antatt.^[3] I 1999 vedtok styret i det internasjonale atomenergibyrået (IAEA) at neptunium skulle omfattes av ikke-spredningsavtalen.^[4]