حاليًا، هناك حوالي 25 نظيرًا معروفًا للنبتونيوم، بعضها يأتي من الطبيعة. ومع ذلك، يتم إنتاج معظمها صناعيا في المختبر. نظرًا لأنه عنصر قابل للانشطار، فقد كان مفيدًا لصناعة الفضاء والجيش. هنا لديك جميع المعلومات ذات الصلة حول هذا العنصر الكيميائي.
ما هو النبتونيوم؟
العنصر الكيميائي النبتونيوم هو عنصر ما بعد اليورانيوم في الجدول الدوري ويوجد في المركز الرابع في عائلة الأكتينيدات. لونه أبيض فضي، وله تشابه كيميائي مع اليورانيوم، ويشكل مركبات ثنائية مع الكربون والهيدروجين والأكسجين والفوسفور والهالوجينات والكبريت. بالإضافة إلى ذلك، فهو يتمتع بدرجات أكسدة مختلفة، من +3 إلى +7، ويكون +5 هو الأكثر استقرارًا.
رمز النبتونيوم
Np يقع في المجموعة 3، الدورة 7 من الجدول الدوري برقم ذري 93 وكتلة ذرية 237. وله 24 نظيرًا مشعًا، وأكثرها استقرارًا هو نبتونيوم 237، الذي يبلغ عمر نصفه 2.14 مليون سنة. . ويشير اسمها إلى كوكب وإله البحر، بحسب القصص الأسطورية القديمة من روما.
خصائص النبتونيوم
وهو من أكثر المعادن تفاعلاً، وتخضع أيوناته للتحلل المائي وتكوين مركبات التنسيق. عند درجة الحرارة العادية، عند تعرضها للهواء، تتأكسد على السطح، لكن الأكسدة تزداد مع زيادة درجة الحرارة. تتجاوز درجة غليانه 3000 درجة وفي الحالة السائلة تكون درجة حرارته أعلى. الخصائص الأخرى للنبتونيوم هي:
- التفاعل الكيميائي: يتفاعل مع الأكسجين، وهو قادر على إطلاق الهيدروجين عن طريق تحلل بخار الماء، وكذلك مع الأحماض.
- تألق: معدني.
- الحالة: صلبة في حالتها الطبيعية.
- الهيكل: معيني متعامد، رباعي ومكعب.
- نقطة الانصهار: منخفضة نسبياً، وتذوب عند حوالي 639 درجة مئوية.
الخصائص الكيميائية والفيزيائية للنبتونيوم
- العدد الذري : 93
- الفترة: 7
- كتلة: و
- متوسط نصف القطر: 175
- نقطة الانصهار: 910 ك
- الكثافة: 20250 كجم/ م3
- السالبية الكهربية: 1.36
- المحتوى الحراري للانصهار: 5.19 كيلوجول/مول
- نقطة الغليان: 4273 ك
- الموصلية الحرارية: 6.3 واط
- التكوين الإلكتروني: [Rn] 5f 4 6d 1 7s 2
أصل النبتونيوم
كان لاكتشاف النبتونيوم صعودًا وهبوطًا، وكانت إحدى المحاولات الفاشلة في عام 1934 على يد إنريكو فيرمي. ادعى العالم كذبا أنه اكتشف العنصر 93، وبالتالي خلق فرضية قصف اليورانيوم بالنيوترونات.
ثم، في عام 1938، ادعت الكيميائيتان إيفيت كوشوا والفيزيائية هوريا هولوبي أنهما عثرتا على العنصر في عينة معدنية طبيعية، لكن هذه كانت معلومات خاطئة. ثم، في عام 1940، حصل عليه الكيميائي إدوين ماتيسون ماكميلان والفيزيائي فيليب هوج أبيلسون لأول مرة عن طريق قصف اليورانيوم بالديوترونات بسرعة عالية. وللقيام بذلك، استخدموا آلة تسمى السيكلوترون لإبطاء النيوترونات وتوجيهها نحو هدف اليورانيوم 238.
ما هي استخدامات النبتونيوم؟
وبما أنه معدن انشطاري، فإنه يستخدم كوقود للأسلحة النووية وكذلك في الصناعات العسكرية والفضائية. بالإضافة إلى ذلك، يتم استخدامه في دراسات الفيزياء والكيمياء، ولكن بسبب تفاعله ومخاطره، فإن استخدامات النبتونيوم ليست واسعة النطاق. يتم تلخيص تطبيقاتها الرئيسية هنا:
صناعة
يستخدم العلماء النبتونيوم 237 لصنع البلوتونيوم 238، الذي يستخدم لتوليد الطاقة النووية المستخدمة في صناعة الفضاء. كما أنه مفيد في تصنيع المكوكات الفضائية والمنارات وتشغيل الأقمار الصناعية. حتى أنه يتم استخدامه في أبحاث الفيزياء النووية لإنشاء جهاز قادر على اكتشاف النيوترونات عالية الطاقة.
وعلى الرغم من أنه لا يمكن القول إن سلاحًا نوويًا قد تم تصنيعه باستخدام النبتونيوم، إلا أنه من الصحيح أنه في عام 2002 تم إنشاء أول كتلة نووية باستخدام هذا المعدن وطبقات اليورانيوم. وهذا يوضح بوضوح أن هذا العنصر يستخدم في صنع القنابل.
كيف يتم الحصول على النبتونيوم؟
يتم الحصول على عنصر النبتونيوم بكثرة كمنتج ثانوي في إنتاج 239 بلوتونيوم. للحصول عليه في شكل معدني، يجب تقليل ثلاثي فلوريد النبتونيوم ببخار الباريوم عند حوالي 1.20 درجة مئوية.
النبتونيوم والصحة
وهو خطير وتفاعلي، لذلك يمكن أن يسبب أضرارًا مميتة من خلال تراكمه في الجهاز الهضمي والكبد والعظام حيث يسبب السرطان. وفي الواقع، فإن سميتها تجعلها قادرة على اختراق معدات الحماية مثل القفازات، لذلك يجب أن يكون التعامل معها حذرًا للغاية.
في الختام، رمز النبتونيوم هو Np وهو عنصر ما بعد اليورانيوم موجود في الجدول الدوري، ولونه أبيض فضي. يتم استخدامه فقط في الصناعات النووية والفضائية، ولكن بسبب تفاعله لا يستخدم في الحياة اليومية لأنه يمكن أن يسبب ضررًا جسيمًا للصحة.