Neptúnio

Neptúnio
Urânio ← Neptúnio → Plutônio Pm       93 Np                                                                                                                                                                                                                                           ↑ Np ↓ Tabela completa • Tabela estendida
Aparência
prateado metálico Esfera de netúnio de 6 kg.
Informações gerais
Nome, símbolo, número	Neptúnio, Np, 93
Série química	Actinídeo
Grupo, período, bloco	n/a, 7, f
Densidade, dureza	20250 kg/m3, dureza desconhecida
Número CAS	7439-99-8
Número EINECS
Propriedade atómicas
Massa atómica	237,0482 u
Raio atómico (calculado)	155 pm
Raio covalente	190±1 pm
Raio de Van der Waals	pm
Configuração electrónica	[Rn] 7s2 6d1 5f4
Elétrons (por nível de energia)	2, 8, 18, 32, 22, 9, 2 (ver imagem)
Estado(s) de oxidação	7, 6, 5, 4, 3
Óxido	anfótero
Estrutura cristalina	ortorrómbica, tetragonal e cúbica
Propriedades físicas
Estado da matéria	sólido
Ponto de fusão	910 K
Ponto de ebulição	4273 K
Entalpia de fusão	3,20 kJ/mol
Entalpia de vaporização	336 kJ/mol
Temperatura crítica	K
Pressão crítica	Pa
Volume molar	m3/mol
Pressão de vapor	1 Pa a 2194 K
Velocidade do som	m/s a 20 °C
Classe magnética	paramagnético
Susceptibilidade magnética
Permeabilidade magnética
Temperatura de Curie	K
Diversos
Eletronegatividade (Pauling)	1,36
Calor específico	J/(kg·K)
Condutividade elétrica	0,822·106 S/m
Condutividade térmica	6,3 W/(m·K)
1.º Potencial de ionização	604,5 kJ/mol
2.º Potencial de ionização	kJ/mol
3.º Potencial de ionização	kJ/mol
4.º Potencial de ionização	kJ/mol
5.º Potencial de ionização	kJ/mol
6.º Potencial de ionização	kJ/mol
7.º Potencial de ionização	kJ/mol
8.º Potencial de ionização	kJ/mol
9.º Potencial de ionização	kJ/mol
10.º Potencial de ionização	kJ/mol
Isótopos mais estáveis
iso AN Meia-vida MD Ed PD MeV 235Np sintético 396,1 d α ε 5,192 0,124 231Pa 235U 236Np sintético 1,54×105 a ε β− α 0,940 0,940 5,020 236U 236Pu 232Pa 237Np sintético 2,144×106 a FE & α 4,959 223Pa 239Np traços 2,356 d β− 0,218 239Pu
Unidades do SI & CNTP, salvo indicação contrária.

O neptúnio ^{(português europeu)} ou netúnio ^{(português brasileiro)} (em homenagem ao planeta Netuno) é um elemento químico sintético de símbolo Np, com número atômico 93 (93 prótons e 93 elétrons). A sua massa atómica é 237,0482 u. À temperatura ambiente, o neptúnio encontra-se no estado sólido. É o quarto elemento da família dos actinídeos.

É um elemento metálico, radioativo, prateado, pertencente à série dos elementos de transição interna, sendo o primeiro elemento transurânico sintético. Seu isótopo mais estável, Np-237, é um subproduto de reatores nucleares e produção de plutônio. Pode ser usado na composição de equipamentos para a detecção de nêutrons e como combustível nuclear.

O primeiro isótopo de neptúnio foi sintetizado na Universidade da Califórnia, Berkeley por Edwin McMillan e Philip Abelson em 1940. O neptúnio é encontrado em minérios de urânio.

Características principais

O neptúnio é um metal de aspecto prateado, razoavelmente reativo. É encontrado em,pelo menos, três formas estruturais:

• Neptúnio alfa: ortorrômbico, densidade 20 250 kg/m³;
• Neptúnio beta (acima de 280 ^oC): tetragonal, densidade (313 ^oC) 19 360 kg/m³;
• Neptúnio gama (acima de 577 ^oC), cúbico, densidade (600 ^oC) 18 000 kg/m³.

Este elemento apresenta 4 estados de oxidação iônicos quando em solução:

• Np⁺³ (púrpura pálido), semelhante ao íon do terra rara Pm⁺³;
• Np⁺⁴ (amarelo esverdeado);
• NpO₂⁺ (verde azulado):
• NpO₂⁺² (rosa pálido).

O neptúnio apresenta as fórmulas tri e tetra-haletos como NpF₃, NpF₄, NpC_l4, NpBr₃, NpI₃, e óxidos de várias composições como os encontrados no sistema urânio-ED8, incluindo Np₃O₈ e NpO₂.

Aplicações

• Detector de nêutrons: Pode ser usado na composição de equipamentos para a detecção de nêutrons.
• Produtor de Pu-238: Se irradiarmos netúnio-237 com um nêutrons, ele irá captura-ló criando Np-238, que por sua vez tem uma meia-vida de 2,1 dias e por decaimento beta negativo decai para Pu-238, sendo utilizado em geradores termoelétricos.
• Arma nuclear: Netúnio é físsil e teoricamente pode ser utilizado em armas nucleares. Em setembro, 2002, pesquisadores da Universidade da Califórnia conduziram programas de pesquisa para o desenvolvimento de armas de destruição maciça utilizando o neptúnio. Criaram a primeira massa crítica nuclear utilizando uma esfera de netúnio-237, que se revelou superior ao plutônio (Pu-239) ou urânio(U-235).

História

O neptúnio (relativo ao planeta Netuno) foi descoberto pela primeira vez por Edwin McMillan e Philip Abelson em 1940. A descoberta foi feita no Laboratório de Radiação Crocker da Universidade da Califórnia em Berkeley, Estados Unidos, onde a equipe produziu o isótopo de neptúnio Np-239 (meia-vida de 2,4 dias) bombardeando urânio com nêutrons acelerados num ciclotron. Foi o primeiro elemento transurânico produzido sinteticamente e o primeiro elemento do grupo dos actinídeos transurânicos descoberto.

Ocorrência

Quantidades traços de neptúnio são encontrados naturalmente como produto de decaimento das reações de transmutação, em minérios de urânio. O Np-237 é produzido pela redução do NpF₃ com vapor de bário ou lítio em torno de 1 200 °C e, frequentemente, extraído como subproduto da produção de plutônio num reator nuclear.

Isótopos

19 radioisótopos de neptúnio foram identificados, sendo os mais estáveis Np-237 com uma meia-vida de 2,14 milhões de anos, Np-236 com meia-vida de 154,000 anos, e Np-235 com meia-vida de 396,1 dias. Todos os demais isótopos radioativos apresentam meias-vidas abaixo de 4,5 dias, e a maioria deles com meias-vidas inferiores a 50 minutos. Este elemento apresenta também 4 meta estados, sendo o mais estável o Np-236m (t_½ 22,5 horas).

As massas atômicas dos isótopos de neptúnio variam de 225,0339 u (Np-225) até 244,068 u (Np-24 4). O principal modo de decaimento antes do isótopo mais estável, Np-237, é a captura eletrônica (muitos com emissão alfa), e o modo de decaimento dos isótopos posteriores ao mais estável é a emissão beta. Os produtos de decaimento anteriores ao Np-237 são os isótopos do elemento 92 (urânio) (porém, aqueles com emissão alfa, produzem o elemento 91, protactínio), e os produtos primários após o mais estável são os isótopos do elemento 94 (plutônio).

Bibliografia

• A Guide to the Elements - Revised Edition, Albert Stwertka, (Oxford University Press; 1998). ISBN 0-19-508083-1
• ROCHA-FILHO, Romeu C.; CHAGAS, Aécio Pereira; Sobre os nomes dos elementos químicos, inclusive dos transférmios, Quím. Nova, São Paulo, v. 22, n. 5, 1999. Disponível online, Acesso em: 10 Set 2007.

Ligações externas

• Los Alamos National Laboratory's Chemistry Division: Periodic Table - Neptunium (também usado como referência)
• «WebElements.com - Neptunium» (em inglês)  (também usado como referência)
• «EnvironmentalChemistry.com - Neptunium» (em inglês)  (também usado como referência)
• «Neptúnio - vídeos e imagens»