Momenteel zijn er ongeveer 25 isotopen van Neptunium bekend, waarvan een deel uit de natuur komt. Het grootste deel ervan wordt echter synthetisch geproduceerd in het laboratorium. Omdat het een splijtbaar element is, is het nuttig geweest voor de ruimtevaartindustrie en het leger. Hier vindt u alle relevante informatie over dit chemische element.
Wat is Neptunium?
Het chemische element Neptunium is een transuraan element van het periodiek systeem dat op de vierde plaats staat in de actinidenfamilie. De kleur is zilverwit, het heeft chemische overeenkomsten met uranium en vormt binaire verbindingen met koolstof, waterstof, zuurstof, fosfor, halogenen en zwavel. Bovendien heeft het verschillende oxidatiegraden, van +3 tot +7, waarbij +5 de meest stabiele is.
Neptunium-symbool
Np Het bevindt zich in groep 3, periode 7 van het periodiek systeem met atoomnummer 93 en een atoommassa van 237. Het heeft 24 radio-isotopen, waarvan Neptunium 237 de meest stabiele is, met een halfwaardetijd van 2, 14 miljoen jaar oud . De naam verwijst naar de planeet en god van de zee, volgens oude mythologische verhalen uit Rome.
Kenmerken van Neptunium
Het is een van de meest reactieve metalen; de ionen ervan zijn onderhevig aan hydrolyse en de vorming van coördinatieverbindingen. Bij normale temperatuur oxideert het bij blootstelling aan lucht aan het oppervlak, maar de oxidatie neemt toe naarmate de temperatuur stijgt. Het kookpunt is hoger dan 3000 graden en in vloeibare toestand is de temperatuur hoger. De overige kenmerken van Neptunium zijn:
- Chemische reactie: Het reageert met zuurstof en kan waterstof vrijgeven door ontleding van waterdamp, ook met zuren.
- Glans: metaalachtig.
- Conditie: Solide in zijn natuurlijke staat.
- Structuur: orthorhombisch, tetragonaal en kubisch.
- Smeltpunt: Relatief laag, smeltpunt ongeveer 639°C.
Chemische en fysische eigenschappen van Neptunium
- Atoomnummer : 93
- Periode: 7
- blok: f
- Gemiddelde straal: 175
- Smeltpunt: 910K
- Dichtheid: 20250 kg/ m3
- Elektronegativiteit: 1,36
- Smeltenthalpie: 5,19 Kj/mol
- Kookpunt: 4273 K
- Thermische geleidbaarheid: 6,3 W
- Elektronische configuratie: [Rn] 5f 4 6d 1 7s 2
Oorsprong van Neptunium
De ontdekking van Neptunium heeft zijn ups en downs gehad en een van de mislukte pogingen was in 1934 door Enrico Fermi. De wetenschapper beweerde ten onrechte element 93 te hebben ontdekt, waardoor de hypothese ontstond van een bombardement van uranium met neutronen.
Toen, in 1938, beweerden scheikundige Yvette Cauchois en natuurkundige Horia Hulubei het element in een natuurlijk mineraalmonster te hebben gevonden, maar dit was valse informatie. Toen, in 1940, verkregen scheikundige Edwin Mattison McMillan en natuurkundige Philip Hauge Abelson het voor het eerst door uranium met hoge snelheid te bombarderen met deuteronen. Om dit te doen, gebruikten ze een machine genaamd cyclotron om neutronen te vertragen en ze naar een uranium-238-doelwit te leiden.
Waar wordt Neptunium voor gebruikt?
Omdat het een splijtbaar metaal is, wordt het gebruikt als brandstof voor kernwapens, maar ook in de militaire en ruimtevaartindustrie. Bovendien wordt het gebruikt in natuur- en scheikundige studies, maar vanwege de reactiviteit en gevaren is het gebruik van Neptunium niet zo uitgebreid. De belangrijkste toepassingen worden hier samengevat:
Industrie
Wetenschappers gebruiken Neptunium 237 om Plutonium 238 te maken, dat wordt gebruikt om kernenergie op te wekken die in de ruimtevaartindustrie wordt gebruikt. Het is ook nuttig bij de vervaardiging van space shuttles, vuurtorens en voor het aandrijven van satellieten. Het wordt zelfs gebruikt in kernfysisch onderzoek om een apparaat te creëren dat hoogenergetische neutronen kan detecteren.
Hoewel niet kan worden gezegd dat er een kernwapen is gemaakt met Neptunium, is het wel zo dat in 2002 de eerste kernmassa werd gecreëerd met dit metaal en lagen uranium. Hieruit blijkt duidelijk dat dit element wordt gebruikt om bommen te maken.
Hoe wordt Neptunium verkregen?
Het element Neptunium wordt overvloedig verkregen als bijproduct bij de productie van 239 Plutonium. Om het in metallische vorm te verkrijgen, moet neptuniumtrifluoride worden gereduceerd met bariumdamp bij ongeveer 1,20 graden Celsius.
Neptunium en gezondheid
Het is gevaarlijk en reactief, dus het kan dodelijke schade veroorzaken door zich op te hopen in het spijsverteringskanaal, de lever en de botten, waar het kanker veroorzaakt. De toxiciteit ervan is zelfs zodanig dat het in beschermende uitrusting zoals handschoenen kan doordringen, dus de hantering ervan moet zeer voorzichtig zijn.
Concluderend is het symbool voor Neptunium Np en het is een transuraan element aanwezig in het periodiek systeem, zilverwit van kleur. Het wordt alleen gebruikt in de nucleaire en ruimtevaartindustrie, maar vanwege zijn reactiviteit wordt het niet in het dagelijks leven gebruikt, omdat het ernstige schade aan de gezondheid kan veroorzaken.