Neptunium

Neptunium ist Element 93 (Np) in Periode 7, Gruppe — und im f-Block. Bei Raumtemperatur ist der Referenzzustand fest. Die Elektronenkonfiguration lautet [Rn] 5f4 6d1 7s2.

Ordnungszahl93

Standard-AtomgewichtKein Standard-Atomgewicht

Gruppe—

Periode7

Blockf

Elektronenkonfiguration[Rn] 5f4 6d1 7s2

Elektronenstruktur

Was seine Chemie bestimmt

Die Chemie der Actinoide betrifft 5f-, 6d- und 7s-Orbitale. Bei den frühen Actinoiden sind mehrere Oxidationsstufen zugänglich, während bei schwereren Mitgliedern die Oxidationsstufe +3 an Bedeutung gewinnt.

Die Konfiguration [Rn] 5f4 6d1 7s2 gehört zu einem radioaktiven Element. Kernstabilität, Halbwertszeit und Zerfallswege sind deshalb untrennbar mit der Chemie dieser Elementreihe verbunden.

Chemische Formen

Verbindungen, Ionen und Materialien

Neptunium bildet Oxide, Halogenide und Koordinationsverbindungen. Je nach Position in der Actinoidenreihe sind mehrere Oxidationsstufen möglich; alle Isotope sind radioaktiv.

Physikalisches Verhalten

Aggregatzustand und Phasenübergänge

Der Referenzzustand von Neptunium bei Raumtemperatur ist fest. Zu den angegebenen Stoffdaten gehören Dichte: 20.20g/cm³; Schmelzpunkt: 913 K (639.9 °C); Siedepunkt: 4 447 K (4 174 °C). Messwerte können von Reinheit, Druck, Kristallstruktur oder allotroper Form abhängen.

Vorkommen und Anwendungen

Wo Neptunium vorkommt und wofür es verwendet wird

Neptunium kommt in natürlichen Rohstoffen, Mineralen oder chemischen Verbindungen vor und wird technisch unter anderem in Bereichen wie Wissenschaftliche Forschung und Kernphysikalische Forschung eingesetzt.

In der Praxis

Konkrete Anwendungsbeispiele

Wissenschaftliche Forschung

Neptunium wird vor allem erzeugt, isoliert oder gemessen, um atomare, chemische oder kernphysikalische Eigenschaften zu untersuchen; eine großtechnische Nutzung spielt dabei keine Rolle.

Kernphysikalische Forschung

Neptunium wird in der Kernphysik untersucht, um Zerfälle, Kernstruktur, Reaktionswege oder die Stabilität schwerer Kerne besser zu verstehen.

Position im Periodensystem

Was die Nachbarelemente zeigen

Neptunium steht in Periode 7, Gruppe — und im f-Block. Im dargestellten Ausschnitt liegen links davon Protactinium, Uran; rechts davon Plutonium, Americium. Solche Vergleiche zeigen, welche Eigenschaften sich innerhalb einer Periode oder Gruppe regelmäßig verändern und welche Besonderheiten das Element selbst besitzt.

Referenzdaten

Physikalische und atomare Eigenschaften

KlassifikationActinoid

Aggregatzustand bei RaumtemperaturFest

Elektronenschalen2 · 8 · 18 · 32 · 22 · 9 · 2

Dichte20.20g/cm³

Schmelzpunkt913 K (639.9 °C)

Siedepunkt4 447 K (4 174 °C)

Pauling-Elektronegativität1.36

Erste Ionisierungsenergie604.5 kJ/mol

Elektronenaffinität45.85 kJ/mol

Die Werte beziehen sich, soweit anwendbar, auf das Element oder das neutrale Atom. Stoffdaten können von allotroper Form, Druck, Reinheit und Messbedingungen abhängen.

Geschichte

Entdeckung und Identifizierung

Die Entdeckung beziehungsweise Identifizierung von Neptunium wird mit Edwin McMillan verbunden. Entdeckung, Isolierung einer reinen Probe und Einordnung über die moderne Ordnungszahl erfolgten historisch nicht immer im selben Schritt.

Isotope und Atomgewicht

Wie die Isotopenzusammensetzung die Zahlen verändert

Für Neptunium ist kein Standard-Atomgewicht angegeben. Dafür fehlt eine charakteristische, stabile natürliche Isotopenzusammensetzung, aus der ein terrestrischer Mittelwert gebildet werden könnte.

Neptunium besitzt keine stabilen Isotope. Halbwertszeit und Zerfallsart sind deshalb wesentliche Angaben, wenn man seine Isotope vergleicht oder praktisch handhabt.

Sicherheit

Umgang und Exposition

Neptunium ist radioaktiv. Der Umgang erfordert Strahlenschutzmaßnahmen, die zum Isotop, zur Aktivität, zur Strahlungsart und zur chemischen Form passen.