№93 Нептуний   

История открытия:

В тридцатые годы прошлого века группой ученых под руководством Энрико Ферми была установлена способность атомных ядер поглощать нейтроны и, после испускания электрона, превращаться в ядра атомов следующего химического элемента. Большой интерес в этом плане представлял элемент №92 Уран, который был в то время последним известным химическим элементом. В 1934 году было сообщено, что таким путем удалось синтезировать элемент №93. Но доказать это открытие не удалось, тем более, что уран в то время считался элементом 6-й группы Периодической системы, и новый элемент предполагали химическим аналогом рения, элементом 7-й группы.
Только в 1939 году КМак-Миллан и Абельсон (США) сумели осуществить превращение урана-238 в с образованием элемента №93, также доказав близость свойств этого элемента к свойствам РЗЭ.
Своё название "Нептуний" новый элемент получил благодаря Солнечной системе, в которой планета, следующая за Ураном, называется Нептун.

Нахождение в природе и получение:

Нептуний относится к числу наименее распространенных на Земле элементов, в следовых количествах он присутствует в урановых рудах, образуясь по реакции ²³⁸U(n,g)²³⁹U(b-)²³⁹Np и претерпевая дальнейший радиоактивный распад.
Соединения нептуния извлекаются из продуктов длительного облучения урана в ядерных реакторах, как побочный продукт при извлечении плутония. Металлический нептуний получают восстановлением фторида нептуния(IV) парами бария при 1600 К: NpF₄ +2Ba = Np+2BaF₂

Физические свойства:

Нептуний — светло-серый металл, сравнительно мягкий, один из самых тяжелых (плотность 20,4 г/см³), температура плавления 640°С; температура кипения около 3900°С.
Известно 11 изотопов нептуния с массовыми числами 231-241, и периодами полураспада от нескольких минут до миллионов лет. Наиболее характерными являются реакции альфа и бетта-распада:
²³⁷Np = ²³³Pa + a (2,20*10⁶ лет); ²³⁹Np = ²³⁹Pu + b- (2,33 дня).

Химические свойства:

Нептуний с сухим воздухом реагирует медлено, покрывается оксидной плёнкой, при нагревании быстро окисляется до NpO₂.
Растворяется в соляной и азотной кислотах, с образованием солей нептуния(IV)
В соединениях способен проявлять степени окисления от +2 до +7 (наиболее устойчивы +4 и +6), в растворах образует ионы Np³⁺, Np⁴⁺, NpO₂⁺, NpO₂²⁺ и NpO₅^3-.

Важнейшие соединения:

Оксид нептуния(IV), NpO₂ - зеленовато-коричневые кристаллы, не растворяется в воде и органических растворителях, может быть получен разложением гидроксида или оксалата нептуния(IV). При нагревании растворяется в минеральных кислотах (азотная, серная), с образованием соответствующих солей
Оксид нептуния(VI), NpO₃*хH₂O - существует только в гидратированной форме, при попытке дегидратации разлагается с выделением кислорода. Коричневые кристаллы или порошок, нерастворимый в воде. Амфотерен, при х=1 может рассматриваться как гидроксид нептунила NpO₂*(OH)₂ и как кислота H₂NpO₄. Легко растворяется в минеральных кислотах (азотная, серная), с образованием оксосолей нептуния(VI), например NpO₂*(NO₃)₂. При сплавлении со щелочами проявляет кислотные свойства, образуя оксонептунаты(VI) состава Ме₂NpO₄, Ме₄NpO₅
Фторид нептуния(IV), NpF₄ - светло-зелёные кристаллы, не растворяется в воде и органических растворителях, восстанавливается водородом при 500о до фторида нептуния(III). Образует смешанные фториды с фторидами щелочных металлов и аммония, например NH₄NpF₅
Фторид нептуния(VI), NpF₆ - оранжевые кристаллы, крайне чувствительные к влаге и свету, бурно реагирует с водой.
Хлорид нептуния(IV), NpCl₄ - желтые кристаллы, из растворов выделяется в виде кристаллогидрата NpCl₄*хH₂O. Может быть получен из оксида реакцией, протекающей при высокой температуре:
NpO₂ + CCl_{4 (пары)} = NpCl₄ + CO₂
Оксонептунаты(VII) щелочных металлов, Ме₅NpO₆ - темнозеленые растворимые вещества, сильные окислители. Могут быть получены энергичным окислением соединений нептуния(VI) в жестких условиях, например при сплавлении: 5Na₂O₂ + 2NpO₃*хH₂O = 2Na₅NpO₆ + 2O₂ + хH₂O

Применение:

Используется в получении плутония

Нептуний и его соединения радиоактивны и радиотоксичны. Максимальное безопасное количество нептуния-237 при попадании в организм человека составляет 0,06 мккюри, что соответствует 100 мкг.