Derzeit sind rund 25 Isotope von Neptunium bekannt, die teilweise aus der Natur stammen. Der Großteil davon wird jedoch synthetisch im Labor hergestellt. Da es sich um ein spaltbares Element handelt, war es für die Raumfahrtindustrie und das Militär nützlich. Hier finden Sie alle relevanten Informationen zu diesem chemischen Element.
Was ist Neptunium?
Das chemische Element Neptunium ist ein transuranisches Element des Periodensystems, das in der Familie der Aktiniden an vierter Stelle steht. Seine Farbe ist silberweiß, es hat chemische Ähnlichkeiten mit Uran und bildet binäre Verbindungen mit Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff, Phosphor, Halogenen und Schwefel. Darüber hinaus weist es unterschiedliche Oxidationsgrade auf, von +3 bis +7, wobei +5 am stabilsten ist.
Neptunium-Symbol
Np Es befindet sich in Gruppe 3, Periode 7 des Periodensystems mit der Ordnungszahl 93 und einer Atommasse von 237. Es hat 24 Radioisotope, das stabilste ist Neptunium 237, das eine Halbwertszeit von 2,14 Millionen Jahren hat . Sein Name bezieht sich auf den Planeten und Gott des Meeres, laut antiken mythologischen Geschichten aus Rom.
Eigenschaften von Neptunium
Es ist eines der reaktivsten Metalle, seine Ionen unterliegen der Hydrolyse und der Bildung von Koordinationsverbindungen. Bei normaler Temperatur und an der Luft oxidiert es an der Oberfläche, die Oxidation nimmt jedoch mit steigender Temperatur zu. Sein Siedepunkt liegt über 3000 Grad und im flüssigen Zustand ist seine Temperatur höher. Die anderen Eigenschaften von Neptunium sind:
- Chemische Reaktion: Es reagiert mit Sauerstoff und ist in der Lage, durch Zersetzung von Wasserdampf, auch mit Säuren, Wasserstoff freizusetzen.
- Glanz: metallisch.
- Zustand: Solide in seinem natürlichen Zustand.
- Struktur: orthorhombisch, tetragonal und kubisch.
- Schmelzpunkt: Relativ niedrig, Schmelzpunkt ca. 639 °C.
Chemische und physikalische Eigenschaften von Neptunium
- Ordnungszahl : 93
- Zeitraum: 7
- Block: f
- Durchschnittlicher Radius: 175
- Schmelzpunkt: 910 K
- Dichte: 20250 kg/ m3
- Elektronegativität: 1,36
- Schmelzenthalpie: 5,19 Kj/mol
- Siedepunkt: 4273 K
- Wärmeleitfähigkeit: 6,3 W
- Elektronische Konfiguration: [Rn] 5f 4 6d 1 7s 2
Ursprung von Neptunium
Die Entdeckung von Neptunium hatte Höhen und Tiefen und einer der gescheiterten Versuche erfolgte 1934 durch Enrico Fermi. Der Wissenschaftler behauptete fälschlicherweise, das Element 93 entdeckt zu haben, und stellte damit die Hypothese auf, dass Uran mit Neutronen beschossen wurde.
Dann, im Jahr 1938, behaupteten die Chemikerin Yvette Cauchois und die Physikerin Horia Hulubei, das Element in einer natürlichen Mineralprobe gefunden zu haben, doch das war eine falsche Information. Dann, im Jahr 1940, gelang es dem Chemiker Edwin Mattison McMillan und dem Physiker Philip Hauge Abelson zum ersten Mal, Uran mit hoher Geschwindigkeit mit Deuteronen zu bombardieren. Dazu verwendeten sie eine Maschine namens Zyklotron, um Neutronen abzubremsen und auf ein Uran-238-Target zu lenken.
Wofür wird Neptunium verwendet?
Da es sich um ein spaltbares Metall handelt, wird es als Brennstoff für Atomwaffen sowie in der Militär- und Raumfahrtindustrie verwendet. Darüber hinaus wird es in Physik- und Chemiestudien verwendet, aber aufgrund seiner Reaktivität und Gefahren ist der Einsatz von Neptunium nicht so umfangreich. Seine Hauptanwendungen sind hier zusammengefasst:
Industrie
Wissenschaftler nutzen Neptunium 237 zur Herstellung von Plutonium 238, das zur Erzeugung von Kernenergie für die Raumfahrtindustrie verwendet wird. Es ist auch bei der Herstellung von Raumfähren, Leuchttürmen und für den Antrieb von Satelliten nützlich. Es wird sogar in der Kernphysikforschung verwendet, um ein Gerät zu entwickeln, mit dem hochenergetische Neutronen nachgewiesen werden können.
Obwohl man nicht sagen kann, dass mit Neptunium eine Atomwaffe hergestellt wurde, ist es wahr, dass im Jahr 2002 die erste Kernmasse mit diesem Metall und Uranschichten erzeugt wurde. Dies zeigt deutlich, dass dieses Element zur Herstellung von Bomben verwendet wird.
Wie wird Neptunium gewonnen?
Das Element Neptunium fällt in großen Mengen als Nebenprodukt bei der Herstellung von 239 Plutonium an. Um es in metallischer Form zu erhalten, muss Neptuniumtrifluorid mit Bariumdampf bei etwa 1,20 Grad Celsius reduziert werden.
Neptunium und Gesundheit
Da es gefährlich und reaktiv ist, kann es zu tödlichen Schäden führen, indem es sich im Verdauungstrakt, in der Leber und in den Knochen ansammelt und dort Krebs verursacht. Tatsächlich ist es aufgrund seiner Toxizität in der Lage, Schutzausrüstungen wie Handschuhe zu durchdringen, daher muss bei der Handhabung sehr vorsichtig vorgegangen werden.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das Symbol für Neptunium Np ist und ein transuranisches Element im Periodensystem mit silberweißer Farbe ist. Es wird nur in der Nuklear- und Raumfahrtindustrie verwendet, wird aber aufgrund seiner Reaktivität nicht im täglichen Leben verwendet, da es schwere Gesundheitsschäden verursachen könnte.