ا النبتونيوم، الرمز Np والرقم الذري 93 ، هو معدن ينتمي إلى سلسلة الأكتينيد. إنه معدن رمادي اللون ، لكنه من أصل صناعي. من بين 22 نظيرًا موجودًا لـ Np ، تتمتع جميعها بنصف عمر أقل من عمر Np. الكوكب ، وبالتالي ، لم يعد من الممكن العثور على كميات ملحوظة من هذا العنصر في المصادر طبيعي.
في عام 1940 ، كان النبتونيوم هو أول أكتينيد يتم تصنيعه، عن طريق تقنيات التشعيع النيوتروني في نظائر اليورانيوم. على الرغم من عدم وجود تطبيقات تجارية لهذا العنصر ، يمكن استخدام النبتونيوم في تصنيع نظائر البلوتونيوم ، التي لها تطبيقات نووية محددة.
اقرأ أيضا: الجدول الدوري الكامل والمحدث
ملخص حول النبتونيوم
النبتونيوم ، الرمز Np ، إنه معدن ينتمون إلى مجموعة الأكتينيدات.
في الشكل المعدني ، يظهر اللون الرمادي.
يتفاعل مع الهواء والأحماض المخففة. يوجد بالفعل العديد من مركبات النبتونيوم المعروفة.
هناك 22 نظيرًا معروفًا للنبتونيوم ، مع كتلة 237 لها أطول نصف عمر.
لا يمكن العثور على النبتونيوم بكميات ملموسة في الطبيعة ، وبالتالي فهو عنصر اصطناعي.
الشكل الرئيسي للإنتاج هو تشعيع النيوترونات لنظائر اليورانيوم.
لا توجد استخدامات تجارية للنبتونيوم.
تم اكتشافه في عام 1940 من قبل ماكميلان وأبلسون.
خصائص النبتونيوم
رمز: لا.
العدد الذري: 93.
الكتلة الذرية: 237 صباحًا.
كهرسلبية: 1,36.
نقطة الانصهار: 644 درجة مئوية.
نقطة الغليان: 3902 درجة مئوية.
كثافة: 20.25 جم سم-3 (20 درجة مئوية).
التكوين الإلكترونية: [آكانيوز] 7 ث2 5f4 6 د1.
سلسلة كيميائية: المعادن ، المجموعة 3 ، الأكتينيدات ، عناصر الانتقال الداخلية.
خصائص النبتونيوم
النبتونيوم ، الرمز Np ، هو معدن ينتمي إلى سلسلة الأكتينيدات ، وتقع في الفترة السابعة ، المجموعة 3 ، من الجدول الدوري. في شكله المعدني ، النبتونيوم يتميز بالتلوين الفضي وتشكل طبقة أكسيد رقيقة عند تعرضها للهواء في درجة حرارة الغرفة. في درجات الحرارة المرتفعة ، يكون تفاعل تكوين الأكسيد أكثر وضوحًا. في جوانب المناولة يشبه النبتونيوم المعدني اليورانيوم.
في المحاليل المائية ، يسمح النبتونيوم بأعداد أكسدة بين +3 و +7. يتفاعل مع الأحماض المخففة ويطلق غاز الهيدروجين.، ح2، لكن لا تهاجمه القواعد. أشكال ثلاثية ورباعية ، مثل NpF3، NpF4، NpCl4، NpBr3 و NpI3، وكذلك أكاسيد التراكيب المختلفة ، مثل Np3ا8 و NpO2.
اثنان وعشرون من نظائر Np معروفة ، و 237Np نظير له نصف عمر كافٍ (2.144 × 106 سنوات) ليتم التعامل معها بكميات قابلة للقياس.
أين يمكن العثور على النبتونيوم؟
كان النبتونيوم هو الأول عنصر عبر اليورانيوم ليتم تصنيعها ، وهذا هو ، كان منتجة في المختبر. التفكير في أن كوكب الأرض يبلغ حوالي 4.5 × 109 سنوات ، حتى نظير Np الأطول عمراً ، وهو نظير الكتلة 237 ، يمكن أن يكون موجودًا بكميات قابلة للاكتشاف.
ومع ذلك ، يمكن الكشف عن آثار Np من خلال عمليات اضمحلال ذرات اليورانيوم الموجودة في عينات المعادن. ومع ذلك ، فمن المقدر أن كمية Np الموجودة هي واحد كوادريليون من كمية اليورانيوم في الخام.
الحصول على النبتونيوم
يتم إنتاج النظائر الرئيسية للنبتونيوم عن طريق التشعيع النيوتروني لليورانيوم. من بين 22 نظيرًا معروفًا ، هناك ثلاثة فقط لها نصف عمر طويل بما يكفي لتتراكم: تلك النظائر ذات الكتلة 235 و 236 و 237. توليف 237Np على النحو التالي.
يتم أيضًا إنتاج النظائر 238 و 239 باستخدام 237Np ، مع ذلك ، لها عمر نصف قصير جدًا ولا تتراكم. يتم تصنيع النظائر 235 و 236 عن طريق تشعيع 235يو على السيكلوترون.
اقرأ أيضا: الأكتينيوم - معدن آخر نادر ويصعب الحصول عليه
تطبيقات النبتونيوم
لا توجد استخدامات تجارية للنبتونيوم. ومع ذلك ، فإن 237يستخدم Np لتوليف 238البلوتونيوم (البلوتونيوم - 238). يستخدم البلوتونيوم بدوره كمصدر حراري للمولدات الكهروحرارية للنظائر المشعة والوحدات الحرارية للنظائر المشعة. الأول يستخدم لتوفير الكهرباء للمركبات الفضائية في مهمات ناسا مثل جاليليو وكاسيني وأوليسيس. والثاني يستخدم لتوفير الحرارة للأجهزة الدقيقة في مهمات الفضاء.
يمكن الحصول على النبتونيوم المعدني عن طريق تقليل NpF3 مع الباريوم أو أبخرة الليثيوم عند درجة حرارة تقارب 1200 درجة مئوية.
تاريخ النبتونيوم
كان النبتونيوم أول أكتينيد يتم تصنيعه في المختبر. في عام 1940 ، قصف ماكميلان وأبلسون طبقة رقيقة من أكسيد اليورانيوم السادس (UO3) مع النيوترونات في السيكلوترون. أشارت النتائج إلى إنشاء مكونين إشعاعيين جديدين: أحدهما به نصف عمر 23 دقيقة (تم تحديدها لاحقًا باسم 239U) وآخر بعمر نصف يبلغ 2.3 يومًا.
بعد إجراء تحقيق مكثف للنتائج ، استنتج أن المكون الآخر ، ذو عمر نصف أطول ، كان العنصر ذو العدد الذري 93 ، بكتلة تساوي 239.
العنصر الجديد كان يسمى النبتونيوم (كما يتم قبول التهجئة "netunium") في إشارة إلى كوكب نبتون، وهو أول كوكب في المجموعة الشمسية بعد أورانوس ، حيث سيأتي العنصر الجديد مباشرة بعد اليورانيوم. هذه الطريقة لتسمية عنصر جديد كانت أيضًا بمثابة معلمة للعنصر 94 ، البلوتونيوم ، لأن كوكب (حتى ذلك الحين) بلوتو يدور بعد نبتون.
بقلم ستيفانو أروجو نوفايس
مدرس كيمياء