Нептуний

Нептуний,  ₉₃ Нп

Нептуний
Произношение	/ П ɛ р TJ ¯u п I ə м / ( nep- TEW -nee-əm )
Внешность	серебристый металлик
Массовое число	[237]
Нептуний в периодической таблице
Водород Гелий Литий Бериллий Бор Углерод Азот Кислород Фтор Неон Натрий Магний Алюминий Кремний Фосфор Сера Хлор Аргон Калий Кальций Скандий Титановый Ванадий Хром Марганец Утюг Кобальт Никель Медь Цинк Галлий Германий Мышьяк Селен Бром Криптон Рубидий Стронций Иттрий Цирконий Ниобий Молибден Технеций Рутений Родий Палладий Серебро Кадмий Индий Банка Сурьма Теллур Йод Ксенон Цезий Барий Лантан Церий Празеодим Неодим Прометий Самарий Европий Гадолиний Тербий Диспрозий Гольмий Эрбий Тулий Иттербий Лютеций Гафний Тантал Вольфрам Рений Осмий Иридий Платина Золото Меркурий (элемент) Таллий Вести Висмут Полоний Астатин Радон Франций Радий Актиний Торий Протактиний Уран Нептуний Плутоний Америций Кюрий Берклиум Калифорний Эйнштейний Фермий Менделевий Нобелий Лоуренсий Резерфордий Дубний Сиборгий Бориум Калий Мейтнерий Дармштадтиум Рентгений Копернициум Нихоний Флеровий Московиум Ливерморий Tennessine Оганессон Pm ↑ Np ↓ (Uqs) уран ← нептуний → плутоний
Атомный номер ( Z )	93
Группа	группа н / д
Период	период 7
Блокировать	f-блок
Электронная конфигурация	[ Rn ] 5f 4 6d 1 7s 2
Электронов на оболочку	2, 8, 18, 32, 22, 9, 2
Физические свойства
Фаза на  СТП	твердый
Температура плавления	912 ± 3  К (639 ± 3 ° С, 1182 ± 5 ° F)
Точка кипения	4447 К (4174 ° C, 7545 ° F) (экстраполяция)
Плотность (около  rt )	альфа: 20,45 г / см 3 [1] принятое стандартное значение: 19,38 г / см 3
Теплота плавления	5,19  кДж / моль
Теплота испарения	336 кДж / моль
Молярная теплоемкость	29,46 Дж / (моль · К)
Давление газа P  (Па) 1 10 100 1 к 10 тыс. 100 тыс. при  T  (K) 2194 2437
Атомные свойства
Состояния окисления	+2, +3, +4, [2] +5 , +6, +7 (  амфотерный оксид)
Электроотрицательность	Шкала Полинга: 1,36
Энергии ионизации	1-я: 604,5 кДж / моль
Радиус атома	эмпирический: 155  пм
Ковалентный радиус	190 ± 13:00
Спектральные линии нептуния
Прочие свойства
Естественное явление	от разложения
Кристальная структура	ромбическая
Теплопроводность	6,3 Вт / (м · К)
Удельное электрическое сопротивление	1,220 мкОм · м (при 22 ° C)
Магнитный заказ	парамагнитный [3]
Количество CAS	7439-99-8
История
Именование	в честь планеты Нептун , названной в честь римского бога морей Нептуна
Открытие	Эдвин Макмиллан и Филип Х. Абельсон (1940)
Основные изотопы нептуния
Изотоп Избыток Период полураспада ( t 1/2 ) Режим распада Товар 235 нп син 396,1 г α 231 Па ε 235 U 236 нп син 1,54 × 10 5  лет ε 236 U β - 236 Pu α 232 Па 237 нп след 2,144 × 10 6  лет α 233 Па 239 нп след 2.356 г β - 239 Pu
Категория: Нептуний Посмотреть разговаривать редактировать | Рекомендации

Нептуний - химический элемент с символом Np и атомным номером 93. Радиоактивный актинидный металл, нептуний - первый трансурановый элемент . Его позиция в периодической таблице сразу после урана , названная в честь планеты Уран , привела к тому, что она была названа в честь Нептуна , следующей планеты после Урана. Атом нептуния имеет 93 протона и 93 электрона, из которых семь валентных электронов . Металл нептуний серебристый и тускнеет на воздухе. Элемент встречается в трехаллотропные формы и обычно проявляют пять степеней окисления в диапазоне от +3 до +7. Он радиоактивен , ядовит , пирофорен и способен накапливаться в костях , что делает обращение с нептунием опасным.

Хотя за прошедшие годы было сделано много ложных заявлений о его открытии, этот элемент был впервые синтезирован Эдвином Макмилланом и Филипом Х. Абельсоном в Радиационной лаборатории Беркли в 1940 году. ^[4] С тех пор большая часть нептуния производилась и до сих пор производится нейтронами. облучение урана в ядерных реакторах. Подавляющее большинство из них образуется в качестве побочного продукта в обычных ядерных энергетических реакторах. Хотя сам нептуний в настоящее время не имеет коммерческого использования, он используется в качестве прекурсора для образования плутония-238 , который используется в радиоизотопных термогенераторах для обеспечения электричеством космических аппаратов.. Нептуний также использовался в детекторах нейтронов высоких энергий .

Самый долгоживущий изотоп нептуния, нептуний-237, является побочным продуктом ядерных реакторов и производства плутония . Он и изотоп нептуний-239 также обнаруживаются в следовых количествах в урановых рудах из-за реакций захвата нейтронов и бета-распада . ^[5]

Характеристики [ править ]

Физический [ править ]

Нептуний - твердый , серебристый, пластичный , радиоактивный актинидный металл . В периодической таблице он расположен справа от актинида урана , слева от актинида плутония и ниже лантанида прометия . ^[6] Нептуний - это твердый металл, имеющий модуль объемной упругости 118  ГПа , сравнимый с таковым марганца . ^[7]Металлический нептуний схож с ураном по физической обрабатываемости. При контакте с воздухом при нормальной температуре образует тонкий оксидный слой. Эта реакция протекает быстрее при повышении температуры. ^[6] Нептуний плавится при температуре 639 ± 3 ° C: эта низкая температура плавления, свойство металла разделяет с соседним элементом плутонием (который имеет точку плавления 639,4 ° C), является результатом гибридизации 5f и 6d орбитали и образование направленных связей в металле. ^[8] Температура кипения нептуния эмпирически не известна, и обычно данное значение 4174 ° C экстраполируется из давления пара.элемента. Если быть точным, это дало бы нептунию самый большой диапазон жидких веществ из всех элементов (3535 К проходит между его точками плавления и кипения). ^{[6] [9]}

Нептуний встречается как минимум в трех аллотропах . ^[5] Были сделаны некоторые утверждения о четвертом аллотропе, но они пока не доказаны. ^[6] Такое разнообразие аллотропов характерно для актинидов. В кристаллических структурах нептуния, протактиний , уран и плутоний не имеют четкие аналоги среди лантаноидов и более похожи на те из 3d  - переходных металлов . ^[8]

α-нептуний приобретает ромбическую структуру, напоминающую сильно искаженную объемно-центрированную кубическую структуру. ^{[11] [12]} Каждый атом нептуния координирован с четырьмя другими, а длина связи Np – Np составляет 260 пм. ^[13] Это самый плотный из всех актинидов и пятый по плотности из всех природных элементов, уступая только рению , платине , иридию и осмию . ^[9] α-нептуний имеет полуметаллические свойства, такие как сильная ковалентная связь и высокое электрическое сопротивление , а его металлические физические свойства ближе к свойствамметаллоиды, чем настоящие металлы. Некоторые аллотропы других актинидов также демонстрируют подобное поведение, хотя и в меньшей степени. ^{[14] [15]} Ожидается, что плотности различных изотопов нептуния в альфа-фазе будут заметно различаться: α- ²³⁵ Np должен иметь плотность 20,303 г / см ³ ; α- ²³⁶ Np, плотность 20,389 г / см ³ ; α- ²³⁷ Np, плотность 20,476 г / см ³ . ^[16]

β-нептуний приобретает искаженную тетрагональную плотноупакованную структуру. Четыре атома нептуния составляют элементарную ячейку, а длина связи Np – Np составляет 276 пм. ^[13] γ-нептуний имеет объемно-центрированную кубическую структуру и длину связи Np – Np 297 пм. Γ-форма становится менее стабильной с повышением давления, хотя температура плавления нептуния также увеличивается с повышением давления. ^[13] Тройная точка β-Np / γ-Np / жидкость возникает при 725 ° C и 3200  МПа . ^{[13] [17]}

Сплавы [ править ]

Из-за наличия валентных 5f-электронов нептуний и его сплавы демонстрируют очень интересное магнитное поведение, как и многие другие актиниды. Они могут варьироваться от зонного характера, характерного для переходных металлов, до поведения локального момента, типичного для скандия , иттрия и лантаноидов . Это происходит из-за гибридизации 5f-орбитали с орбиталями металлических лигандов и того факта, что 5f-орбиталь релятивистски дестабилизирована и распространяется наружу. ^[18] Так , например, чистый нептуний парамагнитный , Np Al ₃ является ферромагнитным , NpGe ₃ не имеет магнитного упорядочения, а Np Sn ₃ ведет себя фермионно . ^{[18] В} настоящее время проводятся исследования сплавов нептуния с ураном, америцием , плутонием , цирконием и железом , чтобы переработать долгоживущие изотопы отходов, такие как нептуний-237, в более короткоживущие изотопы, более полезные в качестве ядерного топлива. ^[18]

Был обнаружен один сверхпроводящий сплав на основе нептуния с формулой Np Pd ₅ Al ₂ . Это явление в соединениях нептуния несколько удивительно, потому что они часто обладают сильным магнетизмом, который обычно разрушает сверхпроводимость. Сплав имеет тетрагональную структуру с температурой перехода в сверхпроводимость −268,3 ° C (4,9 K). ^{[19] [20]}

Химическая [ править ]

Нептуний имеет пять ионных степеней окисления от +3 до +7 при образовании химических соединений, которые можно одновременно наблюдать в растворах. Это самый тяжелый актинид, который может потерять все свои валентные электроны в стабильном соединении. Наиболее стабильное состояние в растворе +5, но валентность +4 предпочтительна в твердых соединениях нептуния. Металлический нептуний очень реактивен. Ионы нептуния склонны к гидролизу и образованию координационных соединений . ^[21]

Атомный [ править ]

Атом нептуния имеет 93 электрона, расположенных в конфигурации [ Rn ] 5f ⁴ 6d ¹ 7s ² . Это отличается от конфигурации, ожидаемой в соответствии с принципом Ауфбау, тем, что один электрон находится в подоболочке 6d, а не в подоболочке 5f, как ожидалось. Это происходит из-за схожести энергий электронов подоболочек 5f, 6d и 7s. При образовании соединений и ионов все валентные электроны могут быть потеряны, оставив после себя инертную сердцевину из внутренних электронов с электронной конфигурацией благородного газа радона; ^[22] чаще всего теряется только часть валентных электронов. Электронная конфигурация триположительного иона Np³⁺ - это [Rn] 5f ⁴ , причем первыми теряются внешние 7s и 6d электроны: это в точности аналогично прометию, гомологу лантанида нептуния, и соответствует тенденции, заданной другими актинидами с их электронными конфигурациями [Rn] 5f ⁿ в триположительное состояние. Первый потенциал ионизации нептуния оказался не более6,19 ± 0,12  эВ в 1974 г., исходя из предположения, что электроны 7s ионизируются до 5f и 6d; ^[23] более поздние измерения уточнили это значение до 6,2657 эВ. ^[24]

Изотопы [ править ]

Было охарактеризовано 24 радиоизотопа нептуния , наиболее стабильным из которых является ²³⁷ Np с периодом полураспада 2,14 миллиона лет, ²³⁶ Np с периодом полураспада 154000 лет и ²³⁵ Np с периодом полураспада 396,1 дней. Все оставшиеся радиоактивные изотопы имеют период полураспада менее 4,5 суток, а у большинства из них период полураспада менее 50 минут. Этот элемент также имеет как минимум четыре мета-состояния , наиболее стабильным из которых является ^236m Np с периодом полураспада 22,5 часа. ^[25]

Изотопы нептуния имеют атомный вес от 219.032 u ( ²¹⁹ Np) до 244.068 u ( ²⁴⁴ Np), хотя о ²²¹ Np и ²²² Np еще не сообщалось. ^[25] Большинство изотопов, которые легче самого стабильного, ²³⁷ Np, распадаются в основном за счет захвата электронов, хотя значительное количество изотопов, особенно ²²⁹ Np и ²³⁰ Np, также демонстрируют различные уровни распада через альфа-излучение, чтобы стать протактинием . ²³⁷ Np, являясь бета-стабильной изобаройс массовым числом 237, распадается почти исключительно за счет альфа-излучения до ²³³ Па , с очень редкими (происходящими только один раз из триллионов распадов) спонтанным делением и распадом кластера (излучение ³⁰ Mg с образованием ²⁰⁷ Tl). Все известные изотопы, кроме одного, который тяжелее этого распада, распадаются исключительно за счет бета-излучения . ^{[25] [26]} Единственное исключение, ^240m Np, демонстрирует редкий (> 0,12%) распад за счет изомерного перехода в дополнение к бета-излучению. ^{[25] 237} Np в конечном итоге распадается с образованием висмута- 209 и таллия.-205, в отличие от большинства других обычных тяжелых ядер, которые распадаются на изотопы свинца . Эта цепочка распадов известна как серия нептуния . ^{[19] [27]} Эта цепочка распадов давно вымерла на Земле из-за короткого периода полураспада всех ее изотопов выше висмута-209, но теперь возрождается благодаря искусственному производству нептуния в тоннах. ^[28]

Предполагается, что изотопы нептуний-235, -236 и -237 будут делящимися ; ^[16] была экспериментально показана только расщепляющаяся способность нептуния-237 с критической массой около 60 кг, что всего на 10 кг больше, чем у обычно используемого урана-235 . ^[29] Расчетные значения критических масс нептуния-235, -236 и -237 соответственно составляют 66,2 кг, 6,79 кг и 63,6 кг: значение нептуния-236 даже ниже, чем у плутония-239 . В частности, ²³⁶ Np также имеет низкое нейтронное сечение . ^[16] Несмотря на это, атомная бомба из нептуния так и не была создана: ^[29]уран и плутоний имеют более низкие критические массы, чем ²³⁵ Np и ²³⁷ Np, а ²³⁶ Np трудно очистить, поскольку он не содержится в количестве в отработавшем ядерном топливе ^[26], и его практически невозможно отделить в каких-либо значительных количествах от исходного ²³⁷ Np. . ^[30]

Происшествие [ править ]

Поскольку все изотопы нептуния имеют период полураспада, который во много раз короче возраста Земли , любой первобытный нептуний уже должен был распасться. Спустя всего около 80 миллионов лет концентрация даже самого долгоживущего изотопа, ²³⁷ Np, снизилась бы до менее одной триллионной (10 ^-12 ) части от его первоначального количества; ^[31] и даже если бы вся Земля изначально была сделана из чистого ²³⁷ Np (и игнорируя, что это было бы намного больше ее критической массы в 60 кг), с момента образования Солнечной системы прошло бы 2100 периодов полураспада., и, таким образом, все это распалось бы. Таким образом, нептуний присутствует в природе только в незначительных количествах и образуется как промежуточные продукты распада других изотопов. ^[21]

Незначительные количества изотопов нептуния нептуний-237 и -239 обнаруживаются в естественных условиях как продукты распада в результате реакций трансмутации в урановых рудах . ^{[5] [32]} В частности, ²³⁹ Np и ²³⁷ Np являются наиболее распространенными из этих изотопов; они непосредственно образуются в результате захвата нейтронов атомами урана-238. Эти нейтроны возникают в результате спонтанного деления урана-238, естественного нейтронно-индуцированного деления урана-235, расщепления ядер космическими лучами и легких элементов, поглощающих альфа-частицы и испускающих нейтрон. ^[31] Период полураспада²³⁹ Np очень короткий, хотя обнаружение в природе его гораздо более долгоживущей дочерней ²³⁹ Pu в 1951 г. окончательно установило его естественное появление. ^[31] В 1952 году ²³⁷ Np было идентифицировано и выделено из концентратов урановой руды из Бельгийского Конго : в этих минералах отношение нептуния-237 к урану меньше или равно примерно 10 ^-12 к 1. ^{[31] [33] [34]}

Большая часть нептуния (и плутония), встречающегося в настоящее время в окружающей среде, связана с ядерными взрывами в атмосфере, которые произошли между взрывом первой атомной бомбы в 1945 году и ратификацией Договора о частичном запрещении ядерных испытаний в 1963 году. эти взрывы и несколько атмосферных испытаний, проведенных с 1963 года, оцениваются примерно в 2500 кг. Подавляющее большинство из них состоит из долгоживущих изотопов ²³⁶ Np и ²³⁷ Np, поскольку даже умеренно долгоживущие ²³⁵ Np (период полураспада 396 дней) распались бы до менее одной миллиардной (10 ^-9) его первоначальная концентрация за прошедшие десятилетия. Дополнительное очень небольшое количество нептуния, образовавшееся при нейтронном облучении природного урана в охлаждающей воде ядерного реактора, выделяется, когда вода сбрасывается в реки или озера. ^{[31] [33] [35]} Концентрация ²³⁷ Np в морской воде составляет приблизительно 6,5 × 10 ^-5  миллибеккерелей на литр : эта концентрация составляет от 0,1% до 1% от концентрации плутония. ^[31]

Попадая в окружающую среду, нептуний обычно довольно быстро окисляется , обычно до состояния +4 или +5. Независимо от степени окисления элемент демонстрирует гораздо большую подвижность, чем другие актиниды, в основном из-за его способности легко образовывать водные растворы с различными другими элементами. В одном исследовании, сравнивающем скорость диффузии нептуния (V), плутония (IV) и америция (III) в песчанике и известняке, нептуний проник более чем в десять раз, как и другие элементы. Np (V) также будет эффективно реагировать при уровнях pH выше 5,5, если карбонаты не присутствуют, и в этих условиях также было замечено, что он легко связывается с кварцем . Также было замечено, что он хорошо связывается с гетитом ,коллоиды оксида железа и несколько глин, включая каолинит и смектит . Np (V) не так легко связывается с частицами почвы в умеренно кислых условиях, как его собратья актиниды америций и кюрий почти на порядок величины. Такое поведение позволяет ему быстро перемещаться через почву, находясь в растворе, не закрепляясь на месте, что еще больше способствует его подвижности. ^{[33] [36]} Np (V) также легко абсорбируется бетоном, что из-за радиоактивности элемента является фактором, который необходимо учитывать при строительстве хранилищ ядерных отходов . При впитывании в бетон он восстанавливается до Np (IV) за относительно короткий период времени. Np (V) также уменьшается нагуминовая кислота, если она присутствует на поверхности гетита, гематита и магнетита . Np (IV) эффективно поглощается туфом , гранодиоритом и бентонитом ; хотя поглощение последним наиболее выражено в умеренно кислых условиях. Он также проявляет сильную тенденцию связываться с коллоидными частицами , эффект, который усиливается при нахождении в почве с высоким содержанием глины. Такое поведение обеспечивает дополнительную помощь в наблюдаемой высокой подвижности элемента. ^{[33] [36] [37] [38]}

История [ править ]

Предпосылки и ранние претензии [ править ]

Когда первая периодическая таблица элементов была опубликована Дмитрием Менделеевым в начале 1870-х годов, в ней был указан знак «-» после урана, как и в некоторых других местах для еще не открытых элементов. В других последующих таблицах известных элементов, включая публикацию известных радиоактивных изотопов 1913 года, подготовленную Казимиром Фаянсом , также показано пустое место после урана, элемента 92. ^[39]

До и после открытия последнего компонента атомного ядра, нейтрона в 1932 году, большинство ученых серьезно не рассматривали возможность появления элементов тяжелее урана. Хотя ядерная теория в то время прямо не запрещала их существование, было мало свидетельств, позволяющих предположить, что они действительно существуют. Однако, открытие искусственной радиоактивности по Ирен и Фредерик Жолио-Кюри в конце 1933 открыл совершенно новый метод исследования элементов и вдохновил небольшую группу итальянских ученых во главе с Энрико Ферми , чтобы начать серию экспериментов с участием нейтронов бомбардировку. Хотя эксперимент Жолио-Кюри включал бомбардировку образца ²⁷ Alс альфа - частиц для получения радиоактивного ³⁰ P , Ферми понял , что с помощью нейтронов, которые не имеют электрического заряда, скорее всего производить еще лучшие результаты , чем положительно заряженных альфа - частиц. Соответственно, в марте 1934 года он начал систематически подвергать все известные в то время элементы бомбардировке нейтронами, чтобы определить, могут ли другие элементы также быть индуцированы радиоактивностью. ^{[40] [41]}

После нескольких месяцев работы группа Ферми предварительно определила, что более легкие элементы будут рассеивать энергию захваченного нейтрона, испуская протон или альфа-частицу, а более тяжелые элементы обычно добиваются того же, испуская гамма-лучи . Это последнее поведение позже привело бы к бета-распаду нейтрона на протон, таким образом перемещая полученный изотоп на одно место в периодической таблице. Когда команда Ферми бомбардировала уран, они также наблюдали это поведение, что убедительно свидетельствовало о том, что полученный изотоп имел атомный номериз 93. Ферми изначально не хотел оглашать такое утверждение, но после того, как его команда обнаружила несколько неизвестных периодов полураспада продуктов бомбардировки ураном, которые не совпадали с периодами полураспада какого-либо известного изотопа, он опубликовал статью, озаглавленную « Возможное производство элементов атомного числа». Выше 92 в июне 1934 года. В нем он предложил название аусониум (атомный символ Ао) для элемента 93 после греческого названия Аусония (Италия). ^[42]

Вскоре возникло несколько теоретических возражений против утверждений статьи Ферми; в частности, точный процесс, который происходит, когда атом захватывает нейтрон, в то время не был хорошо понят. Это и случайное открытие Ферми тремя месяцами позже того, что ядерные реакции могут быть вызваны медленными нейтронами, вызывают дальнейшие сомнения в умах многих ученых, особенно Аристида фон Гроссе и Иды Ноддак , что эксперимент создавал элемент 93. В то время как заявление фон Гросса о том, что Ферми был на самом деле производит протактиний(элемент 91) был быстро протестирован и опровергнут, предложение Ноддака о том, что уран был разбит на два или более гораздо меньших осколка, было просто проигнорировано большинством, потому что существующая ядерная теория не предусматривала способ сделать это возможным. Ферми и его команда утверждали, что они фактически синтезировали новый элемент, но вопрос оставался нерешенным в течение нескольких лет. ^{[43] [44] [45]}

Хотя множество различных и неизвестных периодов полураспада радиоактивных веществ в результатах эксперимента показали, что происходит несколько ядерных реакций, группа Ферми не могла доказать, что элемент 93 создается, если они не могли изолировать его химически. Они и многие другие ученые пытались добиться этого, в том числе Отто Хан и Лиз Мейтнер, которые в то время были одними из лучших радиохимиков в мире и сторонниками утверждения Ферми, но все они потерпели неудачу. Намного позже было установлено, что основная причина этой неудачи заключалась в том, что предсказания химических свойств элемента 93 были основаны на периодической таблице, в которой отсутствовал ряд актинидов.. Это расположение помещало протактиний ниже тантала, урана ниже вольфрама, а также предполагало, что элемент 93, в этой точке называемый экарением, должен быть подобен элементам группы 7 , включая марганец и рений. Торий, протактиний и уран с их доминирующими степенями окисления +4, +5 и +6 соответственно обманули ученых, заставив думать, что они принадлежат ниже гафния, тантала и вольфрама, а не ниже ряда лантанидов, который был в то время рассматривается как случайность, и все члены которой имеют доминирующие +3 состояния; Нептуний, с другой стороны, имеет гораздо более редкое, более нестабильное состояние +7, причем +4 и +5 являются наиболее стабильными. Обнаружив, что плутонийи другие трансурановые элементы также имеют доминирующие состояния +3 и +4, наряду с открытием f-блока , серия актинидов была прочно установлена. ^{[46] [47]}

В то время как вопрос о том, произвел ли эксперимент Ферми элемент 93, зашел в тупик, появились два дополнительных заявления об открытии этого элемента, хотя, в отличие от Ферми, они оба утверждали, что наблюдали его в природе. Первое из этих заявлений было сделано чешским инженером Одоленом Кобличем в 1934 году, когда он извлек небольшое количество материала из промывной воды нагретой урановой обманки . Он предложил название элемента богемий , но после анализа выяснилось, что образец представляет собой смесь вольфрама и ванадия . ^{[48] [49] [50]} Другое заявление, сделанное в 1938 году румынским физиком Хориа Хулубей и французским химиком.Иветт Кошуа заявила, что обнаружила новый элемент в минералах с помощью спектроскопии . Они назвали свой элемент секваниумом , но это утверждение было отклонено , потому что преобладающая теория в то время заключалась в том, что если бы он вообще существовал, элемент 93 не существовал бы естественным образом. Однако, поскольку нептуний действительно встречается в природе в следовых количествах, как было продемонстрировано, когда он был обнаружен в урановой руде в 1952 году, возможно, что Хулубей и Кошуа действительно наблюдали нептуний. ^{[32] [51] [52] [53]}

Хотя к 1938 году некоторые ученые, включая Нильса Бора , все еще неохотно соглашались с тем, что Ферми действительно создал новый элемент, он, тем не менее, был удостоен Нобелевской премии по физике в ноябре 1938 года « за демонстрацию существования новых радиоактивных элементов, производимых нейтронами. облучение и связанное с ним открытие ядерных реакций, вызываемых медленными нейтронами ». Месяц спустя почти полностью неожиданное открытие ядерного деления Ханом, Мейтнером и Отто Фришем положило конец возможности того, что Ферми открыл элемент 93, потому что большая часть неизвестных периодов полураспада, которые наблюдала команда Ферми, были быстро идентифицированы. как продукты деления. ^{[54] [55] [56] [57] [58]}

Возможно, самая близкая из всех попыток получить недостающий элемент 93 была предпринята японским физиком Йошио Нишина, работавшим с химиком Кендзиро Кимура в 1940 году, незадолго до начала войны на Тихом океане в 1941 году: они бомбардировали 238 U быстрыми нейтронами. Однако в то время как медленные нейтроны имеют тенденцию вызывать захват нейтронов посредством реакции (n, γ), быстрые нейтроны имеют тенденцию вызывать реакцию «выбивания» (n, 2n), когда один нейтрон добавляется, а еще два удаляются, что приводит к чистая потеря нейтрона. Нишина и Кимура, протестировав эту технику на ²³² Th, и успешно получили известный ²³¹ Th и его долгоживущую дочь в бета-распаде ^231.Па (оба присутствуют в естественной цепочке распада 235 U ), поэтому правильно приписали новый изотоп ²³⁷ U с периодом полураспада 6,75 дня, который они наблюдали . Они подтвердили, что этот изотоп также является бета-излучателем и, следовательно, должен распадаться на неизвестный нуклид ²³⁷ 93. Они попытались изолировать этот нуклид, неся его с предполагаемым более легким родственным ему рением, но бета- или альфа-распад ренийсодержащей фракции не наблюдался: таким образом, Нишина и Кимура правильно предположили, что период полураспада ²³⁷ 93, как и ²³¹Pa, был очень длинным, и, следовательно, его активность была бы настолько слабой, что ее невозможно было бы измерить с помощью их оборудования, что завершило последний и самый близкий безуспешный поиск трансурановых элементов. ^[59]

Открытие [ править ]

Как показали исследования в области ядерного деления прогрессировали в начале 1939 года, Эдвин Макмиллан в радиационной лаборатории в Беркли в Университете Калифорнии, Беркли решил запустить эксперимент бомбардировке урана с использованием мощного 60-дюймовый (1,52 м) циклотроннедавно построенный в университете. Цель состояла в том, чтобы разделить различные продукты деления, произведенные бомбардировкой, используя огромную силу, которую осколки получают от их взаимного электрического отталкивания после деления. Хотя он не обнаружил из этого ничего примечательного, Макмиллан действительно наблюдал два новых периода полураспада бета-распада в самой мишени из триоксида урана, что означало, что все, что вызывало радиоактивность, не отталкивало друг друга так сильно, как обычные продукты деления. Он быстро понял, что один из периодов полураспада близко соответствует известному 23-минутному периоду распада урана-239, но другой период полураспада в 2,3 дня неизвестен. Макмиллан передал результаты своего эксперимента химику и коллеге-профессору из Беркли Эмилио Сегре.попытаться изолировать источник радиоактивности. Оба ученых начали свою работу, используя преобладающую теорию о том, что химический элемент 93 должен иметь схожий химический состав с рением, но Сегре быстро установил, что образец Макмиллана совсем не похож на рений. Вместо этого, когда он прореагировал на него с фтористым водородом (HF) с присутствующим сильным окислителем , он вел себя так же, как представители редкоземельных элементов . Поскольку эти элементы составляют большой процент продуктов деления, Сегре и Макмиллан решили, что период полураспада должен был быть просто еще одним продуктом деления, озаглавив статью «Неудачный поиск трансурановых элементов». ^{[60] [61] [62]}

Однако по мере того, как стало доступно больше информации о делении, возможность того, что осколки ядерного деления все еще могли присутствовать в мишени, стала более маловероятной. Макмиллан и несколько ученых, в том числе Филип Х. Абельсон , снова попытались определить, что вызывает неизвестный период полураспада. В начале 1940 года Макмиллан понял, что его эксперимент 1939 года с Сегре не смог с достаточной тщательностью проверить химические реакции радиоактивного источника. В новом эксперименте Макмиллан попытался подвергнуть неизвестное вещество воздействию HF в присутствии восстановителя , чего он раньше не делал. Эта реакция привела к осаждению образцас HF, действие, которое окончательно исключило возможность того, что неизвестное вещество было редкоземельным элементом. Вскоре после этого Абельсон, получивший ученую степень в университете, посетил Беркли на короткий отпуск, и Макмиллан попросил более способного химика помочь с разделением результатов эксперимента. Абельсон очень быстро заметил, что все, что производит 2,3-дневный период полураспада, не имеет химического состава, как любой известный элемент, и на самом деле больше похоже на уран, чем на редкоземельный элемент. Это открытие, наконец, позволило выделить источник, а позже, в 1945 году, привело к классификации серии актинидов . В качестве последнего шага Макмиллан и Абельсон приготовили гораздо больший образец бомбардируемого урана, у которого был заметный период полураспада 23 минуты от²³⁹ U и убедительно продемонстрировали, что неизвестный период полувыведения в течение 2,3 дня увеличивался вместе с уменьшением 23-минутной активности в результате следующей реакции: ^[63]

${\ displaystyle {\ ce {{^ {238} _ {92} U} + {^ {1} _ {0} n} -> {^ {239} _ {92} U} -> [\ beta ^ { -}] [23 \ {\ ce {min}}] {^ {239} _ {93} Np} -> [\ beta ^ {-}] [2.355 \ {\ ce {days}}] {^ {239 } _ {94} Пу}}}}$ (Времена полураспада .)

Это доказало, что неизвестный радиоактивный источник возник в результате распада урана, и в сочетании с предыдущим наблюдением, что источник химически отличался от всех известных элементов, вне всяких сомнений доказал, что был открыт новый элемент. Макмиллан и Абельсон опубликовали свои результаты в статье под названием Radioactive Element 93 в Physical Review 27 мая 1940 года. ^[63] Они не предложили название для элемента в статье, но вскоре они выбрали название нептуний, поскольку Нептун - это следующая планета за Ураном в нашей солнечной системе. ^{[19] [64] [65] [66]}Успех Макмиллана и Абельсона по сравнению с близким промахом Нишины и Кимуры можно объяснить благоприятным периодом полураспада ²³⁹ Np для радиохимического анализа и быстрым распадом ²³⁹ U, в отличие от более медленного распада ²³⁷ U и чрезвычайно длительного периода полураспада ^237. Np. ^[59]

Последующие события [ править ]

Было также понято, что бета-распад ²³⁹ Np должен производить изотоп элемента 94 (теперь называемый плутонием ), но количества, задействованные в первоначальном эксперименте Макмиллана и Абельсона, были слишком малы, чтобы изолировать и идентифицировать плутоний вместе с нептунием. ^[67] Открытие плутония пришлось отложить до конца 1940 года, когда Гленн Т. Сиборг и его команда определили изотоп плутоний-238 . ^[68]

Уникальные радиоактивные характеристики нептуния позволили проследить его прохождение через различные соединения в химических реакциях. Сначала это был единственный доступный метод, чтобы доказать, что его химический состав отличается от других элементов. Поскольку первый обнаруженный изотоп нептуния имеет такой короткий период полураспада, Макмиллан и Абельсон не смогли подготовить образец, который был бы достаточно большим, чтобы провести химический анализ нового элемента с использованием технологии, которая была тогда доступна. Однако после открытия долгоживущего изотопа ²³⁷ Np в 1942 году Гленном Сиборгом и Артуром Вальом формирование взвешенных количеств нептуния стало реальной задачей. ^{[19] [69]}Его период полураспада был первоначально определен как около 3 миллионов лет (позже пересмотрен на 2,144 миллиона лет), что подтверждает предсказания Нишины и Кимуры об очень долгом периоде полураспада. ^[59]

Ранние исследования этого элемента были несколько ограничены, потому что большинство физиков-ядерщиков и химиков в Соединенных Штатах в то время были сосредоточены на огромных усилиях по исследованию свойств плутония в рамках Манхэттенского проекта . Исследования этого элемента продолжались как второстепенная часть проекта, и первый массивный образец нептуния был выделен в 1944 году. ^{[19] [69] [70]}

С тех пор большая часть исследований свойств нептуния была сосредоточена на понимании того, как удержать его в составе ядерных отходов. Поскольку в нем есть изотопы с очень длительным периодом полураспада, это вызывает особую озабоченность в контексте проектирования установок для локализации, которые могут прослужить тысячи лет. Он нашел ограниченное применение в качестве радиоактивного индикатора и прекурсора в различных ядерных реакциях для производства полезных изотопов плутония. Однако большая часть нептуния, производимого в качестве побочного продукта реакции на атомных электростанциях, считается отходами. ^{[19] [69]}

Производство [ править ]

Синтез [ править ]

Подавляющее большинство нептуния, существующего в настоящее время на Земле, было произведено искусственно в ядерных реакциях. Нептуний-237 является наиболее часто синтезируемым изотопом, поскольку он является единственным изотопом, который может быть получен путем захвата нейтронов, а также имеет достаточно длительный период полураспада, чтобы можно было легко изолировать взвешиваемые количества. Таким образом, это самый распространенный изотоп, который используется в химических исследованиях элемента. ^[26]

• Когда 235 U атом захватывает нейтрон, он преобразуется в возбужденное состояние 236 U . Около 81% возбужденных ядер ²³⁶ U подвергаются делению, но остальные распадаются до основного состояния ²³⁶ U, испуская гамма-излучение . Дальнейший захват нейтронов создает ²³⁷ U, который имеет период полураспада 7 дней и быстро распадается до ²³⁷ Np в результате бета-распада . Во время бета-распада возбужденный ²³⁷ U испускает электрон, в то время как атомное слабое взаимодействие превращает нейтрон в протон , создавая ²³⁷ Np.^[26]

${\ displaystyle {\ begin {cases} {\ ce {^ {235} _ {92} U + ^ {1} _ {0} n -> ^ {236m} _ {92} U -> [] [120 \ {\ ce {ns}}] ^ {236} _ {92} U + \ gamma}} \\ {\ ce {^ {236} _ {92} U + ^ {1} _ {0} n -> ^ {237} _ {92} U -> [\ beta ^ -] [6.75 \ {\ ce {d}}] ^ {237} _ {93} Np}} \ end {cases}}}$

• ²³⁷ U также производится через ( п , 2п) реакции с 238 U . Это происходит только с очень энергичными нейтронами. ^[26]
• ²³⁷ Np является продуктом альфа - распада из 241 Am , который производится путем нейтронного облучения урана-238 . ^[26]

Более тяжелые изотопы нептуния быстро распадаются, а более легкие изотопы нептуния не могут быть произведены путем захвата нейтронов, поэтому химическое отделение нептуния от охлажденного отработавшего ядерного топлива дает почти чистый ²³⁷ Np. ^[26] Короткоживущие более тяжелые изотопы ²³⁸ Np и ²³⁹ Np, используемые в качестве радиоактивных индикаторов , производятся нейтронным облучением ²³⁷ Np и ²³⁸ U соответственно, в то время как более долгоживущие более легкие изотопы ²³⁵ Np и ²³⁶ Np производятся путем облучения ²³⁵ U с протонами и дейтронами вциклотрон . ^[26]

Искусственный металл ²³⁷ Np обычно выделяется в результате реакции ²³⁷ NpF ₃ с жидким барием или литием при температуре около 1200 ° C и чаще всего извлекается из отработавших топливных стержней в килограммах в качестве побочного продукта при производстве плутония . ^[32]

2 NpF ₃ + 3 Ba → 2 Np + 3 BaF ₂

По весу выбросы нептуния-237 составляют примерно 5% от выбросов плутония и примерно 0,05% выбросов отработавшего ядерного топлива . ^[72] Однако даже эта доля по-прежнему составляет более пятидесяти тонн в год во всем мире. ^[73]

Методы очистки [ править ]

Восстановление урана и плутония из отработавшего ядерного топлива для повторного использования является одним из основных процессов ядерного топливного цикла . Поскольку его период полураспада составляет чуть более 2 миллионов лет, альфа-излучатель ²³⁷ Np является одним из основных изотопов второстепенных актинидов, выделенных из отработавшего ядерного топлива. ^[74] Многие методы разделения использовались для отделения нептуния в малых и больших масштабах. Операции по очистке в небольшом масштабе преследуют цель получения чистого нептуния в качестве предшественника металлического нептуния и его соединений, а также для выделения и предварительного концентрирования нептуния в образцах для анализа. ^[74]

Большинство методов разделения ионов нептуния используют различное химическое поведение различных степеней окисления нептуния (от +3 до +6 или иногда даже +7) ​​в растворе. ^[74] Среди методов, которые используются или использовались: экстракция растворителем (с использованием различных экстрагентов , обычно мультидентатных производных β-дикетона, фосфорорганических соединений и аминосоединений ), хроматография с использованием различных ионообменных или хелатных смол, соосаждение (возможные матрицы включают LaF 3 , BiPO 4, BaSO 4 , Fe (OH) 3 , MnO 2 ), электроосаждение и биотехнологические методы. ^[75] В настоящее время коммерческие перерабатывающие предприятия используют процесс Purex, включающий экстракцию урана и плутония растворителем трибутилфосфатом . ^[71]

Химия и соединения [ править ]

Химия раствора [ править ]

Когда он находится в водном растворе, нептуний может существовать в любом из пяти возможных состояний окисления (от +3 до +7), и каждое из них имеет характерный цвет. Стабильность каждой степени окисления сильно зависит от различных факторов, таких как присутствие окислителей или восстановителей , pH раствора, присутствие лигандов , образующих координационный комплекс , и даже концентрация нептуния в растворе. ^[76]

В кислых растворах от нептуния (III) до нептуния (VII) ионы существуют в виде Np ³⁺ , Np ⁴⁺ , NpO⁺
₂, NpO²⁺
₂, и NpO⁺
₃. В основных растворах они существуют в виде оксидов и гидроксидов Np (OH) ₃ , NpO ₂ , NpO ₂ OH, NpO ₂ (OH) ₂ и NpO.^3-
₅. Для характеристики нептуния в основных растворах было проведено не так много работы. ^[76] Np ³⁺ и Np ⁴⁺ могут быть легко восстановлены и окислены друг с другом, как и NpO.⁺
₂и NpO²⁺
₂. ^[77]

Нептуний (III)

Np (III) или Np ³⁺ существует в виде гидратированных комплексов в кислых растворах, Np (H
₂O)³⁺
_п. ^[19] Он темно-сине-пурпурный и аналогичен своему более светлому родственнику , розовому иону редкоземельного элемента Pm 3+ . ^{[19] [78]} В присутствии кислорода он быстро окисляется до Np (IV), если также не присутствуют сильные восстановители. Тем не менее, это второй наименее легко гидролизуемый ион нептуния в воде, образующий ион NpOH ²⁺ . ^[79] Np ³⁺ является преобладающим ионом нептуния в растворах с pH 4–5. ^[79]

Нептуний (IV)

Np (IV) или Np ⁴⁺ имеет бледно-желто-зеленый цвет в кислых растворах ^[19], где он существует в виде гидратированных комплексов ( Np (H
₂O)⁴⁺
_п). Он довольно неустойчив к гидролизу в кислых водных растворах при pH 1 и выше с образованием NpOH ³⁺ . ^[79] В основных растворах Np ⁴⁺ имеет тенденцию гидролизоваться с образованием нейтрального гидроксида нептуния (IV) (Np (OH) ₄ ) и оксида нептуния (IV) (NpO ₂ ). ^[79]

Нептуний (V)

Np (V) или NpO⁺
₂является зелено-синим в водном растворе ^[19], в котором он ведет себя как сильная кислота Льюиса . ^[76] Это стабильный ион ^[76] и наиболее распространенная форма нептуния в водных растворах. В отличие от соседних гомологов UO⁺
₂и PuO⁺
₂, NpO⁺
₂не самопроизвольно диспропорционирует, за исключением очень низкого pH и высокой концентрации: ^[77]

2 нп.⁺
₂+ 4 H ⁺ ⇌ Np ⁴⁺ + NpO²⁺
₂+ 2 Н ₂ О

Гидролизуется в основных растворах с образованием NpO ₂ OH и NpO.
₂(ОЙ)^-
₂. ^[79]

Нептуний (VI)

Np (VI) или NpO²⁺
₂, ион нептунила, имеет светло-розовый или красноватый цвет в кислом растворе и желто-зеленый в противном случае. ^[19] Это сильная кислота Льюиса ^[76] и основной ион нептуния, встречающийся в растворах с pH 3–4. ^[79] Хотя он стабилен в кислых растворах, он довольно легко восстанавливается до иона Np (V), ^[76] и не так стабилен, как гомологичные шестивалентные ионы его соседних урана и плутония ( ионы уранила и плутонила). Гидролизуется в основных растворах с образованием оксо- и гидроксо-ионов NpO ₂ OH ⁺ , (NpO
₂)
₂(ОЙ)²⁺
₂, и (NpO
₂)
₃(ОЙ)⁺
₅. ^[79]

Нептуний (VII)

Np (VII) имеет темно-зеленый цвет в сильно щелочном растворе. Хотя его химическая формула в основном растворе часто упоминается как NpO^3-
₅, это упрощение, и реальная структура, вероятно, ближе к гидроксо-разновидностям, таким как [NpO
₄(ОЙ)
₂]³⁻
. ^{[19] [78]} Np (VII) был впервые получен в щелочном растворе в 1967 году. ^[76] В сильнокислом растворе Np (VII) обнаружен как NpO⁺
₃; вода быстро снижает его до Np (VI). ^[76] Его продукты гидролиза не охарактеризованы. ^[79]

Гидроксиды [ править ]

Оксиды и гидроксиды нептуния тесно связаны с его ионами. В общем, гидроксиды Np на различных уровнях окисления менее стабильны, чем актиниды до него в периодической таблице, такие как торий и уран, и более стабильны, чем после них, такие как плутоний и америций. Это явление связано с тем, что стабильность иона увеличивается с увеличением отношения атомного номера к радиусу иона. Таким образом, актиниды, расположенные выше в периодической таблице, легче подвергаются гидролизу . ^{[76] [79]}

Гидроксид нептуния (III) довольно стабилен в кислых растворах и в среде, в которой отсутствует кислород, но он быстро окисляется до состояния IV в присутствии воздуха. Не растворяется в воде. ^[69] Гидроксиды Np (IV) существуют в основном в виде электрически нейтрального Np (OH) _4, и его умеренная растворимость в воде вообще не зависит от pH раствора. Это говорит о том, что другой гидроксид Np (IV), Np (OH)^-
₅, не имеет значительного присутствия. ^{[79] [80]}

Поскольку ион Np (V) NpO⁺
₂очень стабилен, он может образовывать гидроксид только при высоких уровнях кислотности. При помещении в 0,1  М раствор перхлората натрия он не вступает в значительную реакцию в течение нескольких месяцев, хотя более высокая молярная концентрация 3,0 М приведет к тому, что он будет реагировать с твердым гидроксидом NpO ₂ OH почти немедленно. Гидроксид Np (VI) более реакционноспособен, но все еще довольно стабилен в кислых растворах. Он образует соединение NpO ₃ · H ₂ O в присутствии озона при различных давлениях углекислого газа . Np (VII) не был хорошо изучен, и о нейтральных гидроксидах не сообщалось. Вероятно, он существует в основном как [NpO
₄(ОЙ)
₂]³⁻
. ^{[79] [81] [82] [83]}

Оксиды [ править ]

Сообщалось о трех безводных оксидах нептуния: NpO 2 , Np ₂ O ₅ и Np ₅ O ₈ , хотя некоторые исследования ^[84] заявили, что существуют только первые два из них, что позволяет предположить, что заявления о Np ₅ O ₈ на самом деле являются наиболее подходящими. результат ошибочного анализа Np ₂ O ₅. Однако, поскольку полный объем реакций, происходящих между нептунием и кислородом, еще не исследован, неясно, какое из этих утверждений является точным. Хотя оксиды нептуния не были произведены с нептунием в столь высоких степенях окисления, как это возможно с соседним актинидом ураном, оксиды нептуния более стабильны при более низких степенях окисления. Такое поведение иллюстрируется тем фактом, что NpO ₂ может быть получен простым сжиганием нептуниевых солей оксикислот на воздухе. ^{[19] [85] [86] [87]}

Зеленовато-коричневый NpO ₂ очень стабилен в большом диапазоне давлений и температур и не претерпевает фазовых переходов при низких температурах. Он действительно показывает фазовый переход от гранецентрированного куба к орторомбическому при около 33-37 ГПа, хотя он возвращается к исходной фазе, когда давление сбрасывается. Он остается стабильным при давлении кислорода до 2,84 МПа и температуре до 400 ° C. Np ₂ O ₅ имеет черно-коричневый цвет, моноклинный с размером решетки 418 × 658 × 409 пикометров. Он относительно нестабилен и разлагается до NpO ₂ и O ₂ при 420-695 ° C. Хотя Np ₂ O ₅изначально был предметом нескольких исследований, в которых утверждалось, что он может быть получен взаимно противоречащими методами, в конечном итоге он был успешно получен путем нагревания пероксида нептуния до 300-350 ° C в течение 2–3 часов или путем нагревания его под слоем воды в ампуле при 180 ° C. ° C. ^{[85] [87] [88] [89]}

Нептуний также образует большое количество оксидных соединений с широким спектром элементов, хотя оксиды нептуната, образованные щелочными и щелочноземельными металлами , на сегодняшний день являются наиболее изученными. Тройные оксиды нептуния обычно образуются в результате реакции NpO ₂ с оксидом другого элемента или осаждения из щелочного раствора. Li ₅ NpO ₆ был получен реакцией Li ₂ O и NpO ₂ при 400 ° C в течение 16 часов или взаимодействием Li ₂ O ₂ с NpO ₃ · H ₂ O при 400 ° C в течение 16 часов в кварцевой трубке и потоке кислорода. . Щелочные нептунатные соединенияK ₃ NpO ₅ , Cs ₃ NpO ₅ и Rb ₃ NpO ₅ образуются аналогичной реакцией:

NpO ₂ + 3 MO ₂ → M ₃ NpO ₅  (M = K, Cs, Rb)

Оксидные соединения KNpO ₄ , CsNpO ₄ и RbNpO ₄ образуются при взаимодействии Np (VII) ( [NpO
₄(ОЙ)
₂]³⁻
) с соединением нитрата щелочного металла и озона . Дополнительные соединения были получены путем взаимодействия NpO ₃ и воды с твердыми щелочами и щелочными пероксидами при температурах 400–600 ° C в течение 15–30 часов. Некоторые из них включают Ba ₃ (NpO ₅ ) ₂ , Ba ₂ Na NpO ₆ и Ba ₂ LiNpO ₆ . Кроме того, значительное количество шестигранных оксидов нептуния образуется при взаимодействии твердофазного NpO ₂с различными оксидами щелочных или щелочноземельных металлов в среде проточного кислорода. Многие из полученных соединений также имеют эквивалентное соединение, которое заменяет уран нептуний. Некоторые охарактеризованные соединения включают Na ₂ Np ₂ O ₇ , Na ₄ NpO ₅ , Na ₆ NpO ₆ и Na ₂ NpO ₄ . Их можно получить путем нагревания различных комбинаций NpO ₂ и Na ₂ O до различных температурных порогов, и дальнейшее нагревание также вызовет у этих соединений разные аллотропы нептуния. Оксиды нептуната лития Li ₆ NpO ₆и Li ₄ NpO ₅ могут быть получены аналогичными реакциями NpO ₂ и Li ₂ O. ^{[90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97]}

Большое количество дополнительных щелочных и щелочных оксидных соединений нептуния, таких как Cs ₄ Np ₅ O ₁₇ и Cs ₂ Np ₃ O ₁₀ , охарактеризовано с помощью различных способов получения. Было также замечено, что нептуний образует тройные оксиды со многими дополнительными элементами в группах с 3 по 7, хотя эти соединения изучены гораздо хуже. ^{[90] [98] [99]}

Галиды [ править ]

Хотя галогенидные соединения нептуния изучены не так хорошо, как его оксиды, довольно большое их количество успешно охарактеризовано. Из них фториды нептуния исследовались наиболее широко, в основном из-за их потенциального использования для отделения этого элемента от ядерных отходов. Сообщалось о четырех бинарных соединениях фторида нептуния: Np F ₃ , NpF ₄ , NpF ₅ и NpF ₆ . Первые два достаточно стабильны и были впервые получены в 1947 году с помощью следующих реакций:

NpO ₂ + ¹ / ₂ Н ₂ + 3 ВЧ → NpF ₃ + 2 Н ₂ О (400 ° С)

NpF ₃ + ¹ / ₂ O ₂ + HF → NpF ₄ + ¹ / ₂ Н ₂ О (400 ° С)

Позже NpF ₄ был получен непосредственно путем нагревания NpO ₂ до различных температур в смесях либо фтороводорода, либо чистого газообразного фтора. NpF ₅ создать намного сложнее, и большинство известных способов получения включают взаимодействие соединений NpF ₄ или NpF ₆ с различными другими фторидными соединениями. NpF ₅ разлагается на NpF ₄ и NpF ₆ при нагревании примерно до 320 ° C. ^{[100] [101] [102] [103]}

NpF ₆ или гексафторид нептуния чрезвычайно летуч, как и смежные с ним актинидные соединения гексафторид урана (UF ₆ ) и гексафторид плутония (PuF ₆ ). Эта летучесть вызвала большой интерес к этому соединению в попытке разработать простой метод извлечения нептуния из отработавших топливных стержней атомных электростанций. NpF ₆ был впервые получен в 1943 году путем взаимодействия NpF ₃ и газообразного фтора при очень высоких температурах, а первые объемные количества были получены в 1958 году путем нагревания NpF _4.и закапывая на нее чистый фтор в специально подготовленном аппарате. Дополнительные методы, с помощью которых удалось получить гексафторид нептуния, включают взаимодействие BrF 3 и BrF 5 с NpF ₄ и взаимодействие нескольких различных соединений оксида и фторида нептуния с безводными фторидами водорода. ^{[101] [104] [105] [106]}

Сообщалось о четырех соединениях оксифторида нептуния , NpO ₂ F, NpOF ₃ , NpO ₂ F ₂ и NpOF ₄ , хотя ни одно из них не было широко изучено. NpO ₂ F ₂ представляет собой твердое вещество розоватого цвета и может быть получено реакцией NpO ₃ · H ₂ O и Np ₂ F ₅ с чистым фтором при температуре около 330 ° C. NpOF ₃ и NpOF ₄могут быть получены реакцией оксидов нептуния с безводным фтористым водородом при различных температурах. Нептуний также образует широкий спектр фторидных соединений с различными элементами. Некоторые из них, которые были охарактеризованы, включают CsNpF ₆ , Rb ₂ NpF ₇ , Na ₃ NpF ₈ и K ₃ NpO ₂ F ₅ . ^{[101] [103] [107] [108] [109] [110] [111]}

Были охарактеризованы два хлорида нептуния , Np Cl ₃ и NpCl ₄ . Хотя было сделано несколько попыток создать NpCl ₅ , они не увенчались успехом. NpCl ₃ создается восстановлением диоксида нептуния водородом и четыреххлористым углеродом ( C Cl ₄ ) и NpCl ₄ путем взаимодействия оксида нептуния с CCl ₄ при температуре около 500 ° C. Сообщалось также о других соединениях хлорида нептуния, включая NpOCl ₂ , Cs ₂ NpCl ₆ , Cs ₃ NpO ₂ Cl _4., и Cs ₂ NaNpCl ₆ . Также были созданы бромиды нептуния Np Br ₃ и NpBr ₄ ; последний - реакцией бромида алюминия с NpO ₂ при 350 ° C, а первый - почти идентичной процедурой, но с присутствием цинка . Иодид нептуния Np I ₃ также был получен тем же способом, что и NpBr ₃ . ^{[112] [113] [114]}

Халькогениды, пниктиды и карбиды [ править ]

Халькоген нептуния и пниктогенные соединения хорошо изучены, прежде всего, в рамках исследований их электронных и магнитных свойств и их взаимодействия в естественной среде. Пниктидные и карбидные соединения также вызвали интерес из-за их присутствия в топливе нескольких усовершенствованных конструкций ядерных реакторов, хотя последняя группа не провела почти таких исследований, как первая. ^[115]

Халькогениды

Было охарактеризовано большое количество соединений сульфида нептуния , включая чистые сульфидные соединения Np S , NpS ₃ , Np ₂ S ₅ , Np ₃ S ₅ , Np ₂ S ₃ и Np ₃ S ₄ . Из них Np ₂ S ₃ , полученный реакцией NpO ₂ с сероводородом и сероуглеродом при температуре около 1000 ° C, является наиболее хорошо изученным, и известны три аллотропные формы. Форма α существует примерно до 1230 ° C, β до 1530 ° C, а форма γ, которая также может существовать как Np₃ S ₄ , при более высоких температурах. NpS может быть создан взаимодействием Np ₂ S ₃ и металлического нептуния при 1600 ° C, а Np ₃ S ₅ может быть получен разложением Np ₂ S ₃ при 500 ° C или взаимодействием серы и гидрида нептуния при 650 ° C. Np ₂ S ₅ получают нагреванием смеси Np ₃ S ₅ и чистой серы до 500 ° C. Все сульфиды нептуния, за исключением β и γ форм Np ₂ S ₃ , изоструктурны эквивалентному сульфиду урана и некоторым из них, включая NpS, α − Np ₂S ₃ и β-Np ₂ S ₃ также изоструктурны эквивалентному сульфиду плутония. Оксисульфиды NpOS, Np ₄ O ₄ S и Np ₂ O ₂ S также были созданы, хотя последние три не были хорошо изучены. NpOS был впервые приготовлен в 1985 году путем вакуумной герметизации NpO ₂ , Np ₃ S ₅ и чистой серы в кварцевой трубке и нагревания ее до 900 ° C в течение одной недели. ^{[115] [116] [117] [118] [119] [120] [121]}

Сообщалось, что соединения селенида нептуния включают Np Se , NpSe ₃ , Np ₂ Se ₃ , Np ₂ Se ₅ , Np ₃ Se ₄ и Np ₃ Se ₅ . Все они были получены только путем нагревания гидрида нептуния и металлического селена до различных температур в вакууме в течение продолжительного периода времени, а Np ₂ Se _3, как известно, существует только в γ-аллотропе при относительно высоких температурах. Известны два соединения оксиселенида нептуния , NpOSe и Np ₂ O _2.Se образуются аналогичными методами путем замены гидрида нептуния диоксидом нептуния. Известные соединения теллурида нептуния Np Te , NpTe ₃ , Np ₃ Te ₄ , Np ₂ Te ₃ и Np ₂ O ₂ Te образуются с помощью процедур, аналогичных селенидам, и Np ₂ O ₂ Te изоструктурен эквивалентным соединениям урана и плутония. . О соединениях нептуний- полоний не сообщалось. ^{[115] [121] [122] [123] [124]}

Пниктиды и карбиды

Нитрид нептуния (Np N ) был впервые получен в 1953 году путем реакции гидрида нептуния и газообразного аммиака при температуре около 750 ° C в кварцевой капиллярной трубке. Позже он был получен путем взаимодействия различных смесей азота и водорода с металлическим нептунием при различных температурах. Он также был создан восстановлением диоксида нептуния двухатомным газом азота при 1550 ° C. NPN является изоморфным с мононитридом урана (ООН) и плутонием мононитридного (каламбур) и имеет температуру плавления 2830 ° С под давлением азота около 1 МПА. Сообщалось о двух соединениях фосфида нептуния , Np P и Np _3.Стр. ₄ . Первый имеет гранецентрированную кубическую структуру и готовится преобразованием металлического нептуния в порошок и последующей его реакцией с газообразным фосфином при 350 ° C. Np ₃ P ₄ может быть получен путем реакции металлического нептуния с красным фосфором при 740 ° C в вакууме и последующего сублимации лишнего фосфора . Соединение не реагирует с водой, но будет реагировать с азотной кислотой с образованием раствора Np (IV). ^{[125] [126] [127]}

Были получены три соединения арсенида нептуния: Np As , NpAs ₂ и Np ₃ As ₄ . Первые два были впервые созданы путем нагревания мышьяка и гидрида нептуния в герметичной пробирке в течение примерно недели. Позже, NpAs был также получен путем заключения металлического нептуния и мышьяка в вакуумную трубку, разделения их кварцевой мембраной и нагревания их до температуры чуть ниже температуры плавления нептуния 639 ° C, что немного выше, чем точка сублимации мышьяка 615 ° C. С. Np ₃ As ₄ получают аналогичным способом с использованием йода в качестве транспортного агента . Кристаллы NpAs ₂ имеют коричневато-золотой цвет, а кристаллы Np ₃ As₄ черный. Соединение антимонида нептуния Np Sb было создано в 1971 году путем помещения равных количеств обоих элементов в вакуумную трубку, нагревания их до точки плавления сурьмы и последующего нагревания до 1000 ° C в течение шестнадцати дней. Эта процедура также создала следовые количества дополнительного соединения антимонида Np ₃ Sb ₄ . Сообщалось также об одном соединении нептуний- висмут , NpBi. ^{[125] [126] [128] [129] [130] [131]}

Нептуний карбиды Np C , Np ₂ C ₃ , и НКП ₂ (предварительно) были зарегистрированы, но не характеризуются в деталях , несмотря на высокое значение и полезность актинидов карбидов , как передовой ядерного реактора топлива. NpC является нестехиометрическим соединением , и его лучше обозначить как NpC _x (0,82 ≤ x ≤ 0,96). Его можно получить в результате реакции гидрида нептуния с графитом при 1400 ° C или путем нагревания составляющих элементов вместе в дуговой электропечи с использованием вольфрамового электрода. Он реагирует с избытком углерода с образованием чистого Np ₂ C.₃ . NpC ₂ образуется при нагревании NpO ₂ в графитовом тигле при 2660–2800 ° C. ^{[125] [126] [132] [133]}

Другое неорганическое [ править ]

Гидриды

Нептуний реагирует с водородом аналогично своему соседнему плутонию, образуя гидриды NpH _{2+ x} ( гранецентрированный кубический ) и NpH ₃ ( гексагональный ). Они изоструктурны соответствующим гидридам плутония, хотя, в отличие от PuH _{2+ x} , параметры решетки NpH _{2+ x} становятся больше с увеличением содержания водорода ( x ). Гидриды требуют особой осторожности при обращении, поскольку они разлагаются в вакууме при 300 ° C с образованием мелкодисперсного металлического нептуния, который является пирофорным . ^[134]

Фосфаты, сульфаты и карбонаты

Будучи химически стабильными, фосфаты нептуния были исследованы на предмет потенциального использования для иммобилизации ядерных отходов. Пирофосфат нептуния (α-NpP ₂ O ₇ ), зеленое твердое вещество, был получен в реакции между диоксидом нептуния и фосфатом бора при 1100 ° C, хотя фосфат нептуния (IV) до сих пор оставался неуловимым. Известен ряд соединений NpM ₂ (PO ₄ ) ₃ , где M представляет собой щелочной металл ( Li , Na , K , Rb или Cs ). Некоторые сульфаты нептуниябыли охарактеризованы как водные, так и твердые и при различных степенях окисления нептуния (наблюдались с IV по VI). Кроме того, карбонаты нептуния были исследованы для лучшего понимания поведения нептуния в геологических хранилищах и в окружающей среде, где он может вступать в контакт с водными растворами карбонатов и бикарбонатов и образовывать растворимые комплексы. ^{[135] [136]}

Металлоорганические [ править ]

Известно и химически охарактеризовано несколько нептунийорганических соединений, хотя и не так много, как для урана, из-за дефицита нептуния и его радиоактивности. Наиболее известными нептунийорганическими соединениями являются циклопентадиенильные и циклооктатетраенильные соединения и их производные. ^[137] Трехвалентное циклопентадиенильное соединение Np (C ₅ H ₅ ) ₃ · THF было получено в 1972 году при взаимодействии Np (C ₅ H ₅ ) ₃ Cl с натрием , хотя более простой Np (C ₅ H ₅ ) получить не удалось. ^[137]Циклопентадиенил четырехвалентного нептуния, красновато-коричневый комплекс, был синтезирован в 1968 году путем взаимодействия хлорида нептуния (IV) с циклопентадиенидом калия: ^[137]

NpCl ₄ + 4 KC ₅ H ₅ → Np (C ₅ H ₅ ) ₄ + 4 KCl

Он растворим в бензоле и ТГФ и менее чувствителен к кислороду и воде, чем Pu (C ₅ H ₅ ) ₃ и Am (C ₅ H ₅ ) ₃ . ^[137] Другие циклопентадиенильные соединения Np (IV) известны для многих лигандов : они имеют общую формулу (C ₅ H ₅ ) ₃ NpL, где L представляет собой лиганд. ^[137] Нептуноцен , Np (C ₈ H ₈ ) ₂, был синтезирован в 1970 году реакцией хлорида нептуния (IV) с K ₂ (C ₈ H ₈ ). Это изоморфные к uranocene и plutonocene , и они ведут себя одинаково химически: все три соединения являются нечувствительными к воде или разбавленных оснований , но чувствительны к воздуху, реагируя быстро с образованием оксидов, и только слегка растворим в бензоле и толуоле . ^[137] Другие известные циклооктатетраенильные производные нептуния включают Np (RC ₈ H ₇ ) ₂ (R = этанол , бутанол ) и KNp (C ₈ H ₈) · 2ТГФ, изоструктурный соответствующему соединению плутония. ^[137] Кроме того, были получены гидрокарбилы нептуния , и сольватированные трииодидные комплексы нептуния являются предшественниками многих органических и неорганических соединений нептуния. ^[137]

Координационные комплексы [ править ]

Координационная химия нептуния представляет большой интерес , потому что все его пять степеней окисления демонстрируют свое собственное химическое поведение, а на координационную химию актинидов сильно влияет сокращение актинидов (большее, чем ожидалось, уменьшение ионных радиусов в поперечном направлении). актинидный ряд, аналогичный лантаноидному сокращению ). ^[138]

Твердотельный [ править ]

Известно немного координационных соединений нептуния (III), поскольку Np (III) легко окисляется кислородом воздуха, находясь в водном растворе. Однако формальдегидсульфоксилат натрия может восстанавливать Np (IV) до Np (III), стабилизируя более низкую степень окисления и образуя различные труднорастворимые координационные комплексы Np (III), такие как Np
₂(C
₂О
₄)
₃· 11H ₂ O, Np
₂(C
₆ЧАС
₅AsO
₃)
₃· H ₂ O и Np
₂[C
₆ЧАС
₄(OH) COO]
₃. ^[138]

Сообщалось о многих координационных соединениях нептуния (IV), первым из которых является (Et
₄N) Np (NCS)
₈, который изоструктурен аналогичному координационному соединению урана (IV). ^[138] Известны и другие координационные соединения Np (IV), некоторые из которых включают другие металлы, такие как кобальт ( CoNp
₂F
₁₀· 8H ₂ O, образующийся при 400 К) и медь ( CuNp
₂F
₁₀· 6H ₂ O, образовавшийся при 600 К). ^[138] Также известны сложные нитратные соединения: экспериментаторы, которые получили их в 1986 и 1987 годах, получили монокристаллы путем медленного испарения раствора Np (IV) при температуре окружающей среды в концентрированной азотной кислоте и избытке 2,2'- пиримидина . ^[138]

Координационная химия нептуния (V) широко исследовалась из-за наличия катион-катионных взаимодействий в твердом состоянии, которые уже были известны для ионов актинила . ^[138] Некоторые известные такие соединения включают димер нептунил Na
₄(NpO
₄)
₂C
₁₂О
₁₂· 8H ₂ O и гликолят нептуния, оба из которых образуют зеленые кристаллы. ^[138]

Соединения нептуния (VI) варьируются от простого оксалата NpO
₂C
₂О
₄(который нестабилен, обычно превращается в Np (IV)) к таким сложным соединениям, как зеленый (NH
₄)
₄Нпо
₂(CO
₃)
₃. ^[138] Были проведены обширные исследования соединений формы M
₄AnO
₂(CO
₃)
₃, где M представляет собой одновалентный катион, а An представляет собой уран, нептуний или плутоний. ^[138]

С 1967 г., когда был открыт нептуний (VII), были получены и исследованы некоторые координационные соединения с нептунием в степени окисления +7. Первое сообщение о таком соединении первоначально было охарактеризовано как Co (NH
₃)
₆Нпо
₅· N H ₂ O в 1968 г., но в 1973 г. было предложено фактически иметь формулу [Co (NH
₃)
₆] [NpO
₄(ОЙ)
₂] · 2H ₂ O на основании того факта, что Np (VII) встречается как [NpO
₄(ОЙ)
₂]³⁻
в водном растворе. ^[138] Это соединение образует призматические кристаллы темно-зеленого цвета с максимальной длиной ребра 0,15–0,4  мм . ^[138]

В водном растворе [ править ]

Большинство известных координационных комплексов нептуния в растворах включают элемент в степенях окисления +4, +5 и +6: только несколько исследований были проведены по координационным комплексам нептуния (III) и (VII). ^[139] Для первого - NpX ²⁺ и NpX.⁺
₂(X = Cl , Br ) были получены в 1966 г. в концентрированных растворах LiCl и LiBr соответственно: для последних эксперименты 1970 г. обнаружили, что NpO³⁺
₂ион может образовывать сульфатные комплексы в кислых растворах, таких как NpO
₂ТАК⁺
₄и NpO
₂(ТАК
₄)^-
₂; у них были более высокие константы стабильности, чем у нептунилового иона ( NpO²⁺
₂). ^[139] Известно очень много комплексов для других состояний окисления нептуния: участвующие неорганические лиганды представляют собой галогениды , йодат , азид , нитрид , нитрат , тиоцианат , сульфат , карбонат , хромат и фосфат . Известно, что многие органические лиганды могут использоваться в координационных комплексах нептуния: они включают ацетат , пропионат , гликолят , лактат , оксалат , малонат ,фталат , меллитат и цитрат . ^[139]

Аналогично своим соседям, урану и плутонию, порядок ионов нептуния с точки зрения комплексообразования составляет Np ⁴⁺ > NpO.²⁺
₂≥ Np ³⁺ > NpO⁺
₂. (Относительный порядок двух средних ионов нептуния зависит от используемых лигандов и растворителей.) ^[139] Последовательность стабильности для комплексов Np (IV), Np (V) и Np (VI) с одновалентными неорганическими лигандами: F - > ЧАС2PO- 4> SCN - > НЕТ- 3> Cl - > ClO- 4; порядок двухвалентных неорганических лигандов - CO2- 3> HPO2- 4> ТАК2- 4. Они соответствуют силе соответствующих кислот . Двухвалентные лиганды образуют более сильные комплексы, чем одновалентные. ^[139] NpO⁺
₂может также образовывать комплексные ионы [ NpO⁺
₂M³⁺
] (M = Al , Ga , Sc , In , Fe , Cr , Rh ) в растворе хлорной кислоты : сила взаимодействия между двумя катионами соответствует порядку Fe> In> Sc> Ga> Al. ^[139] Ионы нептунила и уранила также могут образовывать комплекс вместе. ^[139]

Приложения [ править ]

Прекурсор в производстве плутония [ править ]

Важное применение ²³⁷ Np является в качестве предшественника в плутониевом производстве, где она облучается нейтронами , чтобы создать 238 Pu , в альфа - излучатель для радиоизотопных тепловых генераторов для космических аппаратов и военных применений. ²³⁷ Np захватит нейтрон с образованием ²³⁸ Np и бета-распадом с периодом полураспада чуть более двух дней до ²³⁸ Pu. ^[140]

${\ displaystyle {\ ce {^ {237} _ {93} Np + ^ {1} _ {0} n -> ^ {238} _ {93} Np -> [\ beta ^ -] [2.117 \ {\ ce {d}}] ^ {238} _ {94} Pu}}}$

²³⁸ Pu также присутствует в значительных количествах в отработавшем ядерном топливе, но его необходимо отделить от других изотопов плутония . ^[141] Облучение нептуния-237 электронными лучами, вызывающее тормозное излучение , также дает довольно чистые образцы изотопа плутония-236 , полезные в качестве индикатора для определения концентрации плутония в окружающей среде. ^[141]

Оружие [ править ]

Нептуний является расщепляющимся и теоретически может использоваться в качестве топлива в реакторе на быстрых нейтронах или ядерном оружии с критической массой около 60 килограммов. ^[73] В 1992 году Министерство энергетики США рассекретило заявление о том, что нептуний-237 «может быть использован для ядерного взрывного устройства». ^[142] Не предполагается, что настоящее оружие когда-либо было сконструировано с использованием нептуния. По состоянию на 2009 год мировое производство нептуния-237 в коммерческих энергетических реакторах превышало 1000 критических масс в год, но извлечение изотопа из облученных топливных элементов было бы крупным промышленным предприятием. ^[143]

В сентябре 2002 года исследователи из Лос-Аламосской национальной лаборатории кратко создали первую известную ядерную критическую массу, используя нептуний в сочетании с оболочками из обогащенного урана ( уран-235 ), обнаружив, что критическая масса голой сферы из нептуния-237 "находится в килограмм весит от пятидесяти до шестидесятых », ^[1] показывая, что это« примерно такой же хороший материал для бомбы, как [уран-235] ». ^[29] Федеральное правительство Соединенных Штатов в марте 2004 г. разработало планы по перемещению американских запасов выделенного нептуния на полигон для захоронения ядерных отходов в Неваде . ^[143]

Физика [ править ]

²³⁷ Np используется в устройствах для регистрации нейтронов высоких энергий (МэВ). ^[144]

Роль в ядерных отходах [ править ]

Нептуний накапливается в коммерческих бытовых детекторах дыма с ионизационной камерой в результате распада (обычно) 0,2 микрограмма америция-241, изначально присутствующего в качестве источника ионизирующего излучения . С периодом полураспада 432 года америций-241 в ионизационном дымовом извещателе содержит около 3% нептуния через 20 лет и около 15% через 100 лет.

Нептуний-237 - самый мобильный актинид в среде глубоких геологических хранилищ . ^[145] Это делает его и его предшественников, таких как америций-241, интересными для разрушения путем ядерной трансмутации . ^[146] Из-за своего длительного периода полураспада нептуний станет основным источником общей радиотоксичности через 10 000 лет. Поскольку неясно, что происходит с защитной оболочкой в ​​течение этого длительного периода времени, извлечение нептуния свело бы к минимуму загрязнение окружающей среды, если бы ядерные отходы могли быть собраны через несколько тысяч лет. ^{[143] [147]}

Биологическая роль и меры предосторожности [ править ]

Нептуний не играет биологической роли, так как имеет короткий период полураспада и в естественных условиях встречается только в небольших количествах. Тесты на животных показали, что он не всасывается через пищеварительный тракт . При введении он концентрируется в костях, из которых медленно высвобождается. ^[32]

Мелкодисперсный металлический нептуний представляет опасность пожара, поскольку нептуний пирофорен ; мелкие крупинки самовозгораются на воздухе при комнатной температуре. ^[85]

Ссылки [ править ]

Библиография [ править ]

• Этвуд, Дэвид А. (2013). Радионуклиды в окружающей среде . Джон Вили и сыновья. ISBN 9781118632697.
• Эмсли, Джон (2011). Природа Строительные блоки: AZ Руководство по элементам . Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета, США. ISBN 978-0-199-60563-7.
• Хоффман, Клаус (2001). Отто Хан: достижения и ответственность . Springer. Bibcode : 2002ohar.book ..... H . ISBN 978-0-387-95057-0.
• Лемир, Роберт Дж. (2001). Химическая термодинамика нептуния и плутония . Амстердам: Эльзевир. ISBN 978-0-444-50379-4.
• Родос, Ричард (2012). Создание атомной бомбы (изд. К 25-летию). Нью-Йорк: Саймон и Шустер. ISBN 978-1-451-67761-4.
• Йошида, Зенко; Джонсон, Стивен Дж .; Кимура, Такауми; Крсул, Джон Р. (2006). «Нептуниум». In Morss, Lester R .; Эдельштейн, Норман М .; Фугер, Жан (ред.). Химия элементов актинидов и трансактинидов (PDF) . 3 (3-е изд.). Дордрехт, Нидерланды: Springer. С. 699–812. DOI : 10.1007 / 1-4020-3598-5_6 . ISBN 978-1-4020-3555-5. Архивировано из оригинального (PDF) 17 января 2018 года.

Литература [ править ]

• Руководство по элементам - пересмотренное издание , Альберт Ствертка, (Oxford University Press; 1998) ISBN 0-19-508083-1 
• Лестер Р. Морсс, Норман М. Эдельштейн, Жан Фугер (Hrsg.): Химия элементов актинида и трансактинида , Springer-Verlag, Dordrecht 2006, ISBN 1-4020-3555-1 . 
• Ида Ноддак (1934). «Убер дас элемент 93» . Zeitschrift für Angewandte Chemie . 47 (37): 653–655. DOI : 10.1002 / ange.19340473707 .
• Эрик Шерри, Очень краткое введение в Периодическую таблицу, Oxford University Press, Оксфорд, 2011, ISBN 978-0-19-958249-5 . 

Внешние ссылки [ править ]

Викискладе есть медиафайлы по теме Neptunium .

Найдите Neptunium в Викисловаре, бесплатном словаре.

• Нептуний в Периодической таблице видео (Ноттингемский университет)
• Лаборатория построила первую в мире сферу из нептуния , Министерство энергетики США Research News
• Банк данных опасных веществ NLM - Нептуний, радиоактивный
• Нептуний: информационный бюллетень о здоровье человека
• C&EN: It's Elemental: Периодическая таблица - Нептуний