Neptúnio, elemento 93 na tabela periódica dos elementos, foi o primeiro transurânianos elemento a ser produzido sinteticamente e a primeira actinídeos série transurânianos elemento a ser descoberto. Sua descoberta veio após várias descobertas falsas do elemento, incluindo a tentativa de Enrico Fermi de bombardear urânio com nêutrons. Essa experiência resultou na descoberta de fissão, ou divisão de átomos.
neptúnio é colocado na tabela periódica entre urânio e plutônio, que também são radioativos., Todos estes três elementos, nomeados a partir de planetas, têm entre 92 e 94 prótons em seus núcleos, grandes o suficiente para sofrer uma reação de fissão nuclear, ou “divisão de átomos”.”Devido a esta capacidade, urânio e plutônio são amplamente utilizados em usinas nucleares e armas.
neptúnio, no entanto, foi descoberto significativamente mais tarde na história do que qualquer um dos seus vizinhos periódicos da tabela, e não é amplamente utilizado., Neptúnio continua a ser um elemento importante para estudar porque é produzido por reações nucleares de urânio e plutônio e pode durar como resíduos radioativos nocivos por milhões de anos, de acordo com um relatório de 2003 do Laboratório Nuclear do Noroeste do Pacífico. Compreender a química do neptúnio é essencial para garantir o armazenamento seguro de resíduos nucleares a longo prazo.
Apenas os fatos
- número Atômico (número de prótons no núcleo): 93
- Atômico símbolo (sobre a tabela periódica dos elementos): Np
- massa Atômica (média de massa do átomo): 237
- Densidade: 11.,48 onças por polegada cúbica (19.86 gramas por cm cúbico)
- Fase à temperatura ambiente: sólido
- ponto de Fusão: 1.191 ações graus Fahrenheit (644 graus Celsius)
- ponto de Ebulição: 7,052 F (3,900 C)
- Número natural de isótopos (átomos do mesmo elemento com um número diferente de nêutrons): 4 — Neptúnio-237, através de neptúnio-240. Existem mais 21 isótopos conhecidos criados em um laboratório.,
- isótopo Mais comum: Np-237
Descoberta: à Terceira é de vez charme
de Acordo com John Emsley, em seu livro, “da Natureza Blocos de Construção: Um a-Z Guia para os Elementos” (Oxford University Press, 1999), o cientista italiano Enrico Fermi foi o primeiro a reivindicar ele descobriu o elemento 93, em 1934. He hypothesized that elements heavier than uranium (element 92) could be created by bombarding uranium with neutrons., Teoricamente, isso adicionaria uma unidade de massa neutra aos átomos de urânio, que então sofreria decaimento beta, ou perda de uma carga negativa que transforma um nêutron em um próton, resultando em um elemento com 93 prótons totais. O experimento de Fermi não acabou produzindo um elemento; ao invés dos nêutrons se fundindo com os átomos de urânio, eles dividiram os átomos de urânio em muitos radioisótopos de fragmentos. Fermi foi criticado por sua falsa alegação, e não sabia na época que ele tinha realmente realizado a primeira divisão de átomos, ou fissão, experimento.,apenas quatro anos depois, em 1938, o físico Romeno Horia Hulubei e a química Francesa Yvette Cauchois fizeram um falso relatório semelhante sobre a descoberta do elemento 93. Alegaram que encontraram o elemento numa amostra mineral natural. Na época, os cientistas rejeitaram isso, acreditando que nenhum elemento com mais prótons do que urânio (elementos transuranianos) estava presente na natureza.
elemento 93 foi aceito como um elemento existente em 1940 na Universidade da Califórnia, Berkeley., O Professor Edwin McMillan e o estudante de pós-graduação Philip Abelson usaram uma técnica semelhante a Fermi, mas com uma diferença importante: eles usaram neutrões em movimento lento. McMillan usou uma máquina chamada ciclotron para retardar os neutrões e, em seguida, direcionou-os para um alvo de urânio 238. Desta vez, os nêutrons realmente trabalharam para criar o elemento 93 fundindo-se com os átomos de urânio em vez de quebrá-los. Abelson analisou a amostra resultante, e observou radiação beta incomum que mostrou um novo isótopo (mais tarde chamado NP-289) estava presente., McMillan e Abelson decidiram chamar o elemento neptúnio porque Netuno é o próximo planeta além de Urano no sistema solar. A descoberta foi o primeiro elemento transuraniano a ser sintetizado em um laboratório e ganhou um Prêmio Nobel em 1951.
Fontes de neptúnio
Embora os cientistas costumavam pensar neptúnio só poderia ser criado sinteticamente, vestígios de quatro de neptúnio 25 isótopos desde então, têm sido encontrados na natureza, de acordo com o Laboratório Nacional de Los Alamos., O urânio, encontrado na rocha, solo e água, sofre uma reação nuclear natural que resulta em pequenas quantidades de isótopos Np-237 a Np-240.
a maioria do neptúnio, no entanto, é antropogênico, ou seja, é criado como um subproduto de reações em usinas nucleares. Os cientistas podem extrair neptúnio de combustível nuclear usado em grandes quantidades. Devido à sua longa semi-vida de 2,14 milhões de anos, Np-237 é o isótopo mais abundante do neptúnio criado. A maioria dos outros isótopos do neptúnio têm semi-vidas curtas e decaiam em poucos dias.,
propriedades do neptúnio
neptúnio é um membro da série actinida, linha 5f da tabela periódica. Esta linha (juntamente com a linha de lantanídeos acima) é frequentemente representada abaixo e separadamente do resto da tabela periódica porque é muito longa para caber em uma página com dimensões normais. Todos os 15 elementos actinídeos têm grandes raios atómicos e são radioactivos.
neptúnio é um metal prateado e é muito reativo, com quatro estados de oxidação diferentes. Quando se combina com outros elementos, ocorre como diferentes soluções coloridas (roxo, amarelo, verde e rosa)., Mesmo por si só, o neptúnio ocorre como três alótropos diferentes, ou formas físicas, dependendo da temperatura. É o mais denso dos actinídeos e pode permanecer um líquido para a maior gama de temperaturas de qualquer elemento conhecido.podemos usá-lo?
As aplicações atuais do neptúnio são limitadas. Neptúnio só foi considerado, na verdade não usado, como um combustível nuclear físsil. No entanto, neptúnio-237 é usado para criar plutônio-238, que é então usado em geradores de energia especiais que podem gerar satélites, naves espaciais e faróis por um longo período de tempo., Neptúnio-237 é também usado na pesquisa de física nuclear como parte de um dispositivo que detecta nêutrons de alta energia.pode prejudicar-nos?pode haver neptúnio radioactivo na sua casa! Neptúnio se acumula em um item doméstico comum: ionizando Detectores de fumo. Para detectar fumaça, outro elemento actinídeo, amerício-241, emite radiação e se transforma em neptúnio-237. Mas não se preocupem: a quantidade de material radioactivo presente nos detectores de fumo é negligenciável e não prejudica a saúde humana, de acordo com a Emsley. Os detectores de fumo contêm menos de 0,00000001 onças (0.,0000003 gramas) de amerício, que decai tão lentamente que apenas cerca de 0,2 por cento desta quantidade já pequena converte-se a neptúnio a cada ano.
os cientistas estão, no entanto, preocupados com o armazenamento a longo prazo de neptúnio presente no combustível nuclear usado, de acordo com um artigo publicado em 2005 pela Berkeley Lab. Embora o neptúnio represente apenas uma pequena percentagem do total de resíduos radioactivos, representa uma ameaça particular porque é de longa duração e difícil extracção., Amy Hixon, uma professora assistente no Notre Dame College of Engineering, estudou os elementos actinídeos menos conhecidos e como melhor contê-los.
“o neptúnio presente em uma haste de combustível nuclear usado pode durar milhões de anos, e eu não estou exagerando”, disse Hixon, como ela explicou a realidade de conter neptúnio. Seu laboratório estuda como o neptúnio e outros actinídeos se movem através de materiais simulando depósitos geológicos, como o proposto para a montanha Yucca em Nevada., Embora estes locais de armazenamento profundo são geralmente aceitos como o mais seguro armazenamento de longo prazo, não há nenhum atualmente operando nos Estados Unidos. O depósito de resíduos nucleares de Yucca Mountain foi desactivado sob a administração Obama em 2011. A administração Trump cortou todo o financiamento para a pesquisa de resíduos de furo profundo, mas o Congresso pode reconsiderar o financiamento no próximo ciclo orçamental para 2018.