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2025-09-11T21:45:07Z

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{{Infobox Chemisches Element

| Name = Neptunium
| Symbol = Np
| Ordnungszahl = 93
| Serie = Ac
| Gruppe = Ac
| Periode = 7
| Block = f
| Hauptquelle = <ref>Die Werte der atomaren und physikalischen Eigenschaften (Infobox) sind, wenn nicht anders angegeben, aus [https://www.webelements.com/neptunium/ www.webelements.com (Neptunium)] entnommen.</ref>

| Aussehen = silbrig
| CAS = {{CASRN|7439-99-8}}
| EG-Nummer = 231-108-8
| ECHA-ID = 100.028.280
| Massenanteil = 4 · 10−14 ppm<ref name="Binder"/>

| Atommasse = 237,0482
| Atomradius = (α-Np) 130
| AtomradiusBerechnet =
| KovalenterRadius =
| VanDerWaalsRadius =
| Elektronenkonfiguration = [[[Radon|Rn]]] 5[[F-Orbital|f]]4 6[[D-Orbital|d]]1 7[[S-Orbital|s]]2
| Austrittsarbeit =
| Ionisierungsenergie_1 = {{ZahlExp|6,26554|suffix=(25)|post=[[Elektronenvolt|eV]]<ref name="NIST-ASD-neptunium">{{NIST-ASD|neptunium|Abruf=2020-06-13}}</ref>}} ≈ {{ZahlExp|604,53|post=[[Joule|kJ]]/[[mol]]<ref name="Webelements-neptunium">{{Webelements|neptunium|atoms|Abruf=2020-06-13}}</ref>}}
| Ionisierungsenergie_2 = {{ZahlExp|11,5|suffix=(4)|post=eV<ref name="NIST-ASD-neptunium" />}} ≈ {{ZahlExp|1110|post=kJ/mol<ref name="Webelements-neptunium" />}}
| Ionisierungsenergie_3 = {{ZahlExp|19,7|suffix=(4)|post=eV<ref name="NIST-ASD-neptunium" />}} ≈ {{ZahlExp|1900|post=kJ/mol<ref name="Webelements-neptunium" />}}
| Ionisierungsenergie_4 = {{ZahlExp|33,8|suffix=(4)|post=eV<ref name="NIST-ASD-neptunium" />}} ≈ {{ZahlExp|3260|post=kJ/mol<ref name="Webelements-neptunium" />}}
| Ionisierungsenergie_5 = {{ZahlExp|48,0|suffix=(1,9)|post=eV<ref name="NIST-ASD-neptunium" />}} ≈ {{ZahlExp|4630|post=kJ/mol<ref name="Webelements-neptunium" />}}

| Aggregatzustand = fest
| Modifikationen = 3
| Kristallstruktur = [[Orthorhombisches Kristallsystem|orthorhombisch]]
| Dichte = 20,45 g/cm3
| RefTempDichte_K =
| Mohshärte =
| Magnetismus =
| Schmelzpunkt_K = 912
| Schmelzpunkt_C = 639<ref name="HOWI_2149">{{Holleman-Wiberg|Auflage=102|Startseite=2149|Endseite=}}</ref>
| Siedepunkt_K = 4175 K<ref name="HOWI_2149"/>
| Siedepunkt_C = 3902
| MolaresVolumen = 11,59 · 10−6
| Verdampfungswärme = 1420 kJ·mol−1<ref name="Binder">[[Harry H. Binder]]: ''Lexikon der chemischen Elemente'', S. Hirzel Verlag, Stuttgart 1999, ISBN 3-7776-0736-3, S. 413–419.</ref>
| Schmelzwärme = 39,91<ref name="Binder"/>
| Dampfdruck =
| RefTempDampfdruck_K =
| Schallgeschwindigkeit =
| RefTempSchallgeschwindigkeit_K =
| SpezifischeWärmekapazität =
| RefTempSpezifischeWärmekapazität_K =
| ElektrischeLeitfähigkeit = 0,82 · 106
| RefTempElektrischeLeitfähigkeit_K = 293<ref name="Binder"/>
| Wärmeleitfähigkeit = 6,30
| RefTempWärmeleitfähigkeit_K = 300<ref name="Binder"/>

| Oxidationszustände = +3, +4, '''+5''', +6, +7
| Normalpotential = −1,79 [[Volt|V]] (Np3+ + 3 e− → Np)
| Elektronegativität = 1,36
| Quelle GHS-Kz = NV
| GHS-Piktogramme = {{GHS-Piktogramme|/}}
| GHS-Signalwort =
| H = {{H-Sätze|/}}
| EUH = {{EUH-Sätze|/}}
| P = {{P-Sätze|/}}
| Quelle P =
| Radioaktiv = Ja

| Isotope =
{{Infobox Chemisches Element/Isotop
| AnzahlZerfallstypen = 2
| Symbol = Np
| Massenzahl = 235
| NH = 0
| Halbwertszeit = 396,1 [[Tag|d]]
| Zerfallstyp1ZM = [[Alphastrahlung|α]]
| Zerfallstyp1ZE = 5,192
| Zerfallstyp1ZP = [[Protactinium|231Pa]]
| Zerfallstyp2ZM = [[Elektroneneinfang|ε]]
| Zerfallstyp2ZE = 0,124
| Zerfallstyp2ZP = [[Uran|235U]]
}}
{{Infobox Chemisches Element/Isotop
| AnzahlZerfallstypen = 3
| Symbol = Np
| Massenzahl = 236
| NH = 0
| Halbwertszeit = 1,54 · 105 [[Jahr|a]]
| Zerfallstyp1ZM = [[Elektroneneinfang|ε]]
| Zerfallstyp1ZE = 0,940
| Zerfallstyp1ZP = [[Uran|236U]]
| Zerfallstyp2ZM = [[Betastrahlung|β−]]
| Zerfallstyp2ZE = 0,490
| Zerfallstyp2ZP = [[Plutonium|236Pu]]
| Zerfallstyp3ZM = [[Alphastrahlung|α]]
| Zerfallstyp3ZE = 5,020
| Zerfallstyp3ZP = [[Protactinium|232Pa]]
}}
{{Infobox Chemisches Element/Isotop
| AnzahlZerfallstypen = 1
| Symbol = Np
| Massenzahl = 237
| NH = 0
| Halbwertszeit = 2,144 · 106 [[Jahr|a]]
| Zerfallstyp1ZM = [[Alphastrahlung|α]]
| Zerfallstyp1ZE = 4,959
| Zerfallstyp1ZP = [[Protactinium|233Pa]]
}}
{{Infobox Chemisches Element/Isotop
| AnzahlZerfallstypen = 1
| Symbol = Np
| Massenzahl = 238
| NH = 0
| Halbwertszeit = 2,117 [[Tag|d]]
| Zerfallstyp1ZM = [[Betastrahlung|β−]]
| Zerfallstyp1ZE =
| Zerfallstyp1ZP = [[Plutonium|238Pu]]
}}
{{Infobox Chemisches Element/Isotop
| AnzahlZerfallstypen = 1
| Symbol = Np
| Massenzahl = 239
| NH = 0
| Halbwertszeit = 2,355 [[Tag|d]]
| Zerfallstyp1ZM = [[Betastrahlung|β−]]
| Zerfallstyp1ZE =
| Zerfallstyp1ZP = [[Plutonium|239Pu]]
}}
| NMREigenschaften =

}}

'''Neptunium''' ist ein [[chemisches Element]] mit dem [[Elementsymbol]] Np und der [[Ordnungszahl]] 93. Im [[Periodensystem]] steht es in der Gruppe der [[Actinoide]] ([[Periode-7-Element|7. Periode]], [[f-Block]]). Neptunium ist das erste der sogenannten [[Transurane]], die auf der Erde, bis auf Spuren von Neptunium und [[Plutonium]], nicht mehr natürlich vorkommen. Neptunium ist ein giftiges und [[radioaktiv]]es [[Schwermetalle|Schwermetall]]. Es wurde benannt nach dem [[Planet]]en [[Neptun (Planet)|Neptun]], der auf den Planeten [[Uranus (Planet)|Uranus]] folgt. Neptunium folgt im Periodensystem auf [[Uran]], dann folgt Plutonium, das auf der Erde natürlich vorkommende Element mit der höchsten Ordnungszahl.

== Geschichte ==
Das radioaktive Element Neptunium synthetisierten [[Edwin Mattison McMillan|Edwin M. McMillan]] und [[Philip Hauge Abelson|Philip H. Abelson]] erstmals 1940 durch Beschuss von Uran mit Neutronen.<ref name="EL93">E. McMillan, P. H. Abelson: ''Radioactive Element 93'', in: ''[[Physical Review]]'', '''1940''', ''57'', S. 1185–1186 ([[doi:10.1103/PhysRev.57.1185.2]]).</ref><ref>''Neue Elemente'', in: ''[[Angewandte Chemie (Zeitschrift)|Angewandte Chemie]]'', '''1947''', ''59'' (2), S. 61–61.</ref><ref>A. B. Garrett: ''The Chemistry of Elements 93, 94, 95 and 96 (Neptunium, Plutonium, Americium and Curium)'', in: ''[[The Ohio Journal of Science]]'', '''1947''', ''XLVII'' (3), S. 103–106 ([https://kb.osu.edu/dspace/bitstream/1811/5752/1/V47N03_103.pdf PDF]).</ref>

:<math>\mathrm{^{238}_{\ 92}U\ +\ ^{1}_{0}n\ \longrightarrow \ ^{239}_{\ 92}U\ \xrightarrow[23 \ min]{\beta^-} \ ^{239}_{\ 93}Np\ \xrightarrow[2,355 \ d]{\beta^-} \ ^{239}_{\ 94}Pu}</math>

:Die angegebenen Zeiten sind [[Halbwertszeit]]en.

[[Arthur Wahl|Arthur C. Wahl]] und [[Glenn T. Seaborg]] entdeckten 1942 das Neptuniumisotop 237Np. Es entsteht aus 237U, das ein β-Strahler mit rund 7 Tagen Halbwertszeit ist, oder durch einen (n, 2n)-Prozess aus 238U. 237Np ist ein α-Strahler mit einer Halbwertszeit von 2,144 · 106 Jahren.<ref>{{ZNaturforsch |Serie= |Autor=K. Wirtz |Titel=Die neuen Elemente Neptunium, Plutonium, Americium und Curium |Jahr=1946 |Startseite=543 |Endseite=544 |URL=http://www.znaturforsch.com/aa/v01/10543.pdf }}</ref>

:<math>\mathrm{^{238}_{\ 92}U\ \xrightarrow[]{(n,\ 2n)} \ ^{237}_{\ 92}U\ \xrightarrow[7 \ d]{\beta^-} \ ^{237}_{\ 93}Np\ \xrightarrow[2,144\ \times\ 10^6\ a]{\alpha} \ ^{233}_{\ 91}Pa}</math>

Im Jahr 1950 wurden aus 233U, 235U und 238U durch Beschuss mit [[Deuteron|Deuteronen]] die Neptuniumisotope 231Np, 232Np und 233Np erzeugt.<ref>L. B. Magnusson, S. G. Thompson, G. T. Seaborg: ''New Isotopes of Neptunium'', in: ''[[Physical Review]]'', '''1950''', ''78'' (4), S. 363–372 ([[doi:10.1103/PhysRev.78.363]]).</ref> Im Jahr 1958 wurden aus hochangereichertem 235U durch Beschuss mit Deuteronen die Neptuniumisotope 234Np, 235Np und 236Np erzeugt.<ref>J. E. Gindler, J. R. Huizenga, D. W. Engelkemeir: ''Neptunium Isotopes: 234, 235, 236'', in: ''[[Physical Review]]'', '''1958''', ''109'' (4), S. 1263–1267 ([[doi:10.1103/PhysRev.109.1263]]).</ref> Die 1-Stunden Neptunium-Aktivität, die zuvor dem 241Np zugewiesen worden ist, gehört hingegen zum Isotop 240Np.<ref>Richard M. Lessler, Maynard C. Michel: ''Isotopes Np240 and Np241'', in: ''[[Physical Review]]'', '''1960''', ''118'' (1), S. 263–264 ([[doi:10.1103/PhysRev.118.263]]).</ref>

== Gewinnung und Darstellung ==
=== Gewinnung von Neptuniumisotopen ===
Neptunium entsteht als [[Nebenprodukt]] der Energiegewinnung in [[Kernreaktor]]en. Eine Tonne abgebrannter [[Kernbrennstoff]] kann etwa 500 g Neptunium enthalten.<ref>{{Literatur|Autor=Klaus Hoffmann|Titel=Kann man Gold machen? Gauner, Gaukler und Gelehrte. Aus der Geschichte der chemischen Elemente|Verlag=Urania-Verlag|Ort=Leipzig, Jena, Berlin|Jahr=1979|Seiten=233}}</ref> So entstandenes Neptunium besteht fast ausschließlich aus dem Isotop 237Np. Es entsteht aus dem Uranisotop 235U durch zweifachen [[Neutroneneinfang]] und anschließenden [[Beta-Zerfall|β-Zerfall]].

:<math>\mathrm{^{235}_{\ 92}U\ +\ ^{1}_{0}n\ \longrightarrow \ ^{236}_{\ 92}U_m\ \xrightarrow[120 \ ns]{\gamma} \ ^{236}_{\ 92}U}</math>

:<math>\mathrm{^{236}_{\ 92}U\ +\ ^{1}_{0}n\ \longrightarrow \ ^{237}_{\ 92}U\ \xrightarrow[6,75 \ d]{\beta^-} \ ^{237}_{\ 93}Np}</math>

Eine deutlich weniger häufige Möglichkeit ist die (n,2n) Reaktion in 238U. - Ein Neutron trifft auf und zwei Neutronen werden emittiert. Diese Reaktion benötigt allerdings schnelle Neutronen, um die endotherme Reaktion mit ausreichend Energie zu versorgen und hat einen relativ kleinen Wirkungsquerschnitt.

237Np ist auch ein Glied der [[Zerfallsreihe]] von 241Am, entsteht also unweigerlich in [[Americium]]-Proben. Angesichts der Halbwertszeit von 241Am von über 400 Jahren sind jedoch, in der Zeit seit Menschen Americium herstellen, nur verhältnismäßig geringe Mengen Neptunium auf diese Weise entstanden.

=== Darstellung elementaren Neptuniums ===
Metallisches Neptunium kann durch [[Reduktion (Chemie)|Reduktion]] aus seinen Verbindungen erhalten werden. Zuerst wurde [[Neptunium(III)-fluorid]] mit elementarem [[Barium]] oder [[Lithium]] bei 1200 °C zur Reaktion gebracht.

:<chem>2 NpF3 + 3 Ba -> 2 Np + 3 BaF2</chem>

== Eigenschaften ==
=== Physikalische Eigenschaften ===
Neptuniummetall hat ein silbernes Aussehen, ist chemisch reaktiv und existiert in mindestens drei verschiedenen Modifikationen:<ref name="Binder"/>

:{| class="wikitable"
|+[[Polymorphie (Stoffeigenschaft)|Modifikationen]] bei Atmosphärendruck
|--class="hintergrundfarbe6"
! [[Phase (Materie)|Phasenbezeichnung]]
! stabiler Temperaturbereich
! Dichte (Temperatur)
! [[Kristallsystem]]


|-----
| α-Np
|
| 20,25 g/cm3 (20 °C)
| [[Orthorhombisches Kristallsystem|orthorhombisch]]


|-----
| β-Np
| über 280 °C
| 19,36 g/cm3 (313 °C)
| [[Tetragonales Kristallsystem|tetragonal]]


|-----
| γ-Np
| über 577 °C
| 18,0 g/cm3 (600 °C)
| [[Kubisches Kristallsystem|kubisch]]


|}

Neptunium besitzt eine der höchsten Dichten aller Elemente. Neben [[Rhenium]], [[Osmium]], [[Iridium]] und [[Platin]] ist es eines der wenigen Elemente, die eine höhere Dichte als 20 g/cm3 besitzen.

=== Chemische Eigenschaften ===
Neptunium bildet eine Reihe von Verbindungen, in denen es in den [[Oxidationsstufe]]n +3 bis +7 vorliegen kann. Damit besitzt Neptunium zusammen mit Plutonium die höchste mögliche Oxidationsstufe aller Actinoiden. In wässriger Lösung haben die Neptuniumionen charakteristische Farben, so ist das Np3+-Ion purpurviolett, Np4+ gelbgrün, NpVO2+ grün, NpVIO22+ rosarot und NpVIIO23+ tiefgrün.<ref name="HOWI_1956">{{Holleman-Wiberg|Auflage=102|Startseite=1956|Endseite=}}</ref>

=== Biologische Aspekte ===
Eine biologische Funktion des Neptuniums ist nicht bekannt.<ref>[http://eawag-bbd.ethz.ch/periodic/elements/np.html ''The Biochemical Periodic Tables – Neptunium''].</ref> Einige [[anaerob]]e Mikroorganismen können mittels Mn(II/III)- und Fe(II)-Spezies Np(V) zu Np(IV) reduzieren.<ref>J. E. Banaszak, S. M. Webb, B. E. Rittmann, J.-F. Gaillard, D. T. Reed: ''Fate of Neptunium in an anaerobic, methanogenic microcosm'', in: ''[[Mat Res Soc Symp Proc.]]'', '''1999''', ''556'', S. 1141–1149 ([https://www.osti.gov/scitech/biblio/10874 Abstract]; [https://www.osti.gov/scitech/servlets/purl/10874/10874.pdf PDF]).</ref> Ferner wurden die Faktoren untersucht, die die [[Biosorption]]<ref>T. Sasaki, T. Kauri, A. Kudo: ''Effect of pH and Temperature on the Sorption of Np and Pa to mixed anaerobic bacteria'', in: ''[[Appl. Radiat. Isot.]]'', '''2001''', ''55'' (4), S. 427–431 (PMID 11545492).</ref><ref>W. Songkasiri, D. T. Reed, B. E. Rittmann: ''Bio-sorption of Neptunium(V) by Pseudomonas Fluroescens'', in: ''[[Radiochimica Acta]]'', '''2002''', ''90'', S. 785–789.</ref> und [[Bioakkumulation]]<ref>A. J. Francis, J. B. Fillow, C. J. Dodge, M. Dunn, K. Mantione, B. A. Strietelmeier, M. E. Pansoy-Hjelvik, H. W. Papenguth: ''Role of Bacteria as Biocolloids in the Transport of Actinides from a Deep Underground Radioactive Waste Repository'', in: ''[[Radiochimica Acta]]'', '''1998''', ''82'', S. 347–354 ([https://www.osti.gov/scitech/biblio/2439 Abstract]; [https://www.osti.gov/scitech/servlets/purl/2439/2439.pdf PDF]).</ref> des Neptuniums durch Bakterien beeinflussen.

== Isotope ==
Von Neptunium sind insgesamt 20 Isotope und 5 [[Isomer (Kernphysik)|Kernisomere]] bekannt. Die langlebigsten Isotope sind 237Np mit 2,144 Mio. Jahren, 236Np mit 154.000 Jahren und 235Np mit 396,1 Tagen Halbwertszeit. Die restlichen Isotope und Kernisomere besitzen Halbwertszeiten zwischen 45 Nanosekunden (237''m''1Np) und 4,4 Tagen (234Np).

* '''235Np''' zerfällt mit 396,1 Tagen Halbwertszeit in 99,99740 % der Fälle durch Elektroneneinfang zu Uran 235U und in 0,00260 % der Fälle durch Alphazerfall zu Protactinium 231Pa, das sich eine Stufe hinter 235U auf der [[Uran-Actinium-Reihe]] befindet.

* '''236Np''' zerfällt mit 154.000 Jahren Halbwertszeit in 87,3 % der Fälle durch Elektroneneinfang zu Uran 236U, in 12,5 % der Fälle durch Betazerfall zu Plutonium 236Pu und in 0,16 % der Fälle durch Alphazerfall zu Protactinium 232Pa. Diese Nuklide liegen auf der [[Thorium-Reihe]].

* '''237Np''' zerfällt mit 2,144 Mio. Jahren Halbwertszeit durch Alphazerfall zu Protactinium 233Pa. 237Np ist offizieller Ausgangspunkt der [[Neptunium-Reihe]], einer Zerfallskette, die beim Isotop [[Thallium]] 205Tl endet.

{{siehe auch|Liste der Isotope/Ordnungszahl 91 bis Ordnungszahl 100#93 Neptunium|titel1=Liste der Neptuniumisotope}}

== Spaltbarkeit ==
[[Datei:Np sphere.jpg|mini|Eine Probe von Neptunium-Metall (237Np), umhüllt von einer dicken Wolfram- und Nickelschicht (glänzend) in Schalen aus angereichertem Uran (schwarz angelaufen).<ref>''[https://www.iaea.org/inis/collection/NCLCollectionStore/_Public/36/116/36116453.pdf Criticality of a 237Np Sphere]'', 2003.</ref>]]
Wie bei allen Transuran-Nukliden ist auch bei den Np-Isotopen die neutroneninduzierte Kernspaltung möglich. Die Isotope mit ungerader Neutronenanzahl im Kern – von den langlebigen also 236Np – haben große [[Wirkungsquerschnitt]]e für die Spaltung durch [[thermische Neutronen]]; beim 236Np beträgt er 2600 [[Barn]]<ref name="Nuklidkarte">G. Pfennig, H. Klewe-Nebenius, W. Seelmann-Eggebert (Hrsg.): ''[[Karlsruher Nuklidkarte]]'', 6. Aufl., korrig. Nachdr. 1998.</ref>, es ist also „leicht spaltbar“.

Bei dem im Kernreaktorbrennstoff anfallenden 237Np beträgt dieser Wirkungsquerschnitt nur 20 Millibarn.<ref name="Nuklidkarte" /> Dieses Isotop ist jedoch aufgrund anderer kernphysikalischer Eigenschaften geeignet, mit der Spaltung durch ''schnelle'' Neutronen im reinen Material eine [[Kettenreaktion (Kernphysik)|Kettenreaktion]] aufrechtzuerhalten. Im [[Los Alamos National Laboratory]] wurde seine [[kritische Masse]] experimentell zu etwa 60 kg bestimmt.<ref>P. Weiss: ''Little-studied metal goes critical – Neptunium Nukes?'', in: ''[[Science News]]'', 26. Oktober 2002 ({{Webarchiv |url=http://www.findarticles.com/p/articles/mi_m1200/is_17_162/ai_94011322 |text=Volltext |wayback=20061201120103 |archiv-bot=}}), abgerufen am 5. Dezember 2008.</ref><ref>Russell D. Mosteller, David J. Loaiza, Rene G. Sanchez: ''Creation of a Simplified Benchmark Model for the Neptunium Sphere Experiment'', PHYSOR 2004 - The Physics of Fuel Cycles and Advanced Nuclear Systems: Global Developments Chicago, Illinois, April 25-29, 2004, on CD-ROM, American Nuclear Society, Lagrange Park, IL. (2004) ([https://www.ipen.br/biblioteca/cd/physor/2004/PHYSOR04/papers/97094.pdf PDF]).</ref><ref>Rene G. Sanchez, David J. Loaiza, Robert H. Kimpland, David K. Hayes, Charlene C. Cappiello, William L. Myers, Peter J. Jaegers, Steven D. Clement, Kenneth B. Butterfield: ''Criticality of a 237Np Sphere'', in: ''[[Nuclear Science and Engineering]]'', '''2008''', ''158'', S. 1–14 ([https://www.ans.org/pubs/journals/nse/a_2734 online]).</ref> Daher ist 237Np ein mögliches Material für Kernwaffen.<ref>David Albright, Kimberly Kramer: ''Neptunium 237 and Americium: World Inventories and Proliferation Concerns'', August 2005 ([https://isis-online.org/uploads/isis-reports/documents/np_237_and_americium.pdf PDF]).</ref><ref>Walter Seifritz: ''Nukleare Sprengkörper – Bedrohung oder Energieversorgung für die Menschheit?'', Thiemig-Verlag, München 1984.</ref>

== Verwendung ==

Das in Kernreaktoren aus 235U erbrütete 237Np kann zur Gewinnung von 238Pu zur Verwendung in [[Radionuklidbatterie]]n genutzt werden. Dazu wird das Neptunium bei der Aufbereitung von abgebrannten Brennstäben abgetrennt und in Form von [[ Neptunium(IV)-oxid]] in neue [[Brennstab|Brennstäbe]] gefüllt. Diese werden in einen Kernreaktor eingesetzt, wo sie erneut mit Neutronen bestrahlt werden; aus dem 237Np wird dabei 238Pu erbrütet.<ref>Robert G. Lange, Wade P. Carroll: ''Review of recent advances of radioisotope power systems'', ''[[Energy Conversion and Management]]'', '''2008''', ''49'' (3), S. 393–401 ([[doi:10.1016/j.enconman.2007.10.028]]).</ref> Das Plutonium wird anschließend aus den Neptuniumbrennstäben abgetrennt. Andere denkbare Verwendungsmöglichkeiten scheitern zumeist am hohen Preis von Neptunium, da selbst bei der [[Wiederaufarbeitung]] Neptunium nur äußerst selten vom [[abgebrannter Kernbrennstoff| alten Brennstoff]] abgetrennt wird, was sich wiederum daher erklärt, dass es kaum Anwendungen für Neptunium und entsprechend wenig Nachfrage gibt.

:<math>\mathrm{^{237}_{\ 93}Np\ +\ ^{1}_{0}n\ \longrightarrow \ ^{238}_{\ 93}Np\ \xrightarrow[2,117 \ d]{\beta^-} \ ^{238}_{\ 94}Pu}</math>

:Die angegebenen Zeiten sind [[Halbwertszeit]]en.

== Verbindungen ==
[[Datei:Np ox st.jpg|miniatur|hochkant=1.5|Neptunium in den Oxidationsstufen +3 bis +7 in wässriger Lösung.]]
''→ Kategorie: [[:Kategorie:Neptuniumverbindung|Neptuniumverbindung]]''

=== Oxide ===
Bekannt sind Oxide in den Stufen +4 bis +6: [[Neptunium(IV)-oxid]] (NpO2), [[Neptunium(V)-oxid]] (Np2O5) und [[Neptunium(VI)-oxid]] (NpO3 · H2O).<ref name="HOWI_1972">{{Holleman-Wiberg|Auflage=102|Startseite=1972|Endseite=}}</ref> Neptuniumdioxid (NpO2) ist das chemisch stabilste Oxid des Neptuniums und findet Verwendung in [[Kernbrennstab|Kernbrennstäben]].

=== Halogenide ===
Für Neptunium sind Halogenide in den Oxidationsstufen +3 bis +6 bekannt.<ref name="HOWI_1969">{{Holleman-Wiberg|Auflage=102|Startseite=1969|Endseite=}}</ref>

Für die Stufe +3 sind sämtliche Verbindungen der vier [[Halogene]] [[Fluor]], [[Chlor]], [[Brom]] und [[Iod]] bekannt. Darüber hinaus bildet es Halogenide in den Stufen +4 bis +6.
[[Datei:Np(IV) in 8 M HCl..jpg|mini|Np(IV) in 8 M HCl.]]
In der Oxidationsstufe +6 ist das [[Neptuniumhexafluorid]] (NpF6) von besonderer Bedeutung. Es ist ein orangefarbener Feststoff mit sehr hoher Flüchtigkeit, der schon bei 56 °C in den gasförmigen Zustand übergeht. In dieser Eigenschaft ähnelt es sehr dem [[Uranhexafluorid]] und [[Plutoniumhexafluorid]], daher kann es genauso in der Anreicherung und [[Isotopentrennung]] verwendet werden.

{| class="wikitable left" style="text-align:center; font-size:90%"
|-
| Oxidationszahl || F || Cl || Br || I
|-
| +6
| [[Neptunium(VI)-fluorid]] NpF6 orange
|
|
|
|-
| +5
| [[Neptunium(V)-fluorid]] NpF5 hellblau
|
|
|
|-
| +4
| [[Neptunium(IV)-fluorid]] NpF4 grün
| [[Neptunium(IV)-chlorid]] NpCl4 rotbraun
| [[Neptunium(IV)-bromid]] NpBr4 dunkelrot
|
|-
| +3
| [[Neptunium(III)-fluorid]] NpF3 violett
| [[Neptunium(III)-chlorid]] NpCl3 grün
| [[Neptunium(III)-bromid]] NpBr3 grün
| [[Neptunium(III)-iodid]] NpI3 violett
|}

=== Metallorganische Verbindungen ===
Analog zu [[Uranocen]], einer [[Organometallverbindungen|Organometallverbindung]] in der Uran von zwei [[Cyclooctatetraen]]-Liganden komplexiert ist, wurden die entsprechenden Komplexe von [[Thorium]], [[Protactinium]], Plutonium, Americium und auch des Neptuniums, (η8-C8H8)2Np, dargestellt.<ref>[[Christoph Elschenbroich]]: ''Organometallchemie'', 6. Auflage, Wiesbaden 2008, ISBN 978-3-8351-0167-8, S. 589.</ref>

== Sicherheitshinweise ==
Einstufungen nach der [[Verordnung (EG) Nr. 1272/2008 (CLP)|CLP-Verordnung]] liegen nicht vor, weil diese nur die chemische Gefährlichkeit umfassen und eine völlig untergeordnete Rolle gegenüber den auf der Radioaktivität beruhenden Gefahren spielen.

== Literatur ==
* ''[[Gmelins Handbuch der anorganischen Chemie]]'', System Nr. 71, Transurane:
** Teil A 1 II, S. 14–17
** Teil A 2, S. 100–118, 180–181, 250–253, 258
** Teil B 1, S. 1–9
** Teil C, S. 2–3, 7–10, 82–83, 92–114, 157–159, 174–175, 189–194, 200–201, 228, 245, 248–249, 251, 272
** Teil D 1, S. 27–30, 37–58, 100–105
* [[Cornelius Keller]]: ''Die Chemie des Neptuniums'', in: ''[[Fortschr. chem. Forsch.]]'', '''1969/70''', ''13/1'', S. 1–124 ([[doi:10.1007/BFb0051170]]).
* Zenko Yoshida, Stephen G. Johnson, Takaumi Kimura, John R. Krsul: [http://radchem.nevada.edu/classes/rdch710/files/Neptunium.pdf ''Neptunium''], in: Lester R. Morss, Norman M. Edelstein, Jean Fuger (Hrsg.): ''The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements'', Springer, Dordrecht 2006; ISBN 1-4020-3555-1, S. 699–812 ([[doi:10.1007/1-4020-3598-5_6]]).
* S. Fried, N. R. Davidson: [http://www.dtic.mil/cgi-bin/GetTRDoc?AD=ADA315026 ''The Basic Dry Chemistry of Neptunium''], (1947) Report MDDC-1332, United States Atomic Energy Commission - Argonne National Laboratory, Declassified: July 18, 1947.
* A. F.: [http://www.zeit.de/1972/09/neptunium-auf-dem-mond ''Neptunium auf dem Mond''], [[Die Zeit]], 3. März 1972, Nr. 9.
* G. A. Burney, R. M. Harbour: ''Radiochemistry of Neptunium'', Report NAS-NS-3060, United States Atomic Energy Commission, 1974 ([http://www.radiochemistry.org/periodictable/pdf_books/pdf/rc000031.pdf PDF]; 6,7 MB).
* [[Kurt Starke (Chemiker)|Kurt Starke]]: ''Zur Frühgeschichte des Neptuniums'', in: ''[[Isotopes in Environmental and Health Studies]]'', '''1990''', ''26'' (8), S. 349–351 ([[doi:10.1080/10256019008624331]]).

== Weblinks ==
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{{Wiktionary}}
* {{RömppOnline|ID=RD-14-00817|Name=Neptunium|Abruf=2015-01-03}}
* Robin Giroux: [https://pubs.acs.org/cen/80th/neptunium.html ''Neptunium''], Chemical & Engineering News, 2003.
* Wissenschaft-Online-Lexika: [https://www.spektrum.de/lexikon/chemie/neptuniumverbindungen/6220 ''Neptuniumverbindungen''] im Lexikon der Chemie.

== Einzelnachweise ==
<references />

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Neptunium - Versionsgeschichte

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