Neptúnio (Np)

O neptúnio, símbolo Np e número atômico 93, é um metal pertencente à série dos actinídeos. Ele é um metal de coloração cinza, porém de origem sintética. Dos 22 isótopos existentes do Np, todos têm uma meia-vida menor que o tempo de existência do planeta, e, por isso, já não é possível encontrar quantidades apreciáveis desse elemento em fontes naturais.

No ano de 1940, o neptúnio foi o primeiro actinídeo a ser sintetizado, por meio de técnicas de irradiação de nêutrons em isótopos de urânio. Embora não existam aplicações comerciais para esse elemento, o neptúnio pode ser empregado na fabricação de isótopos do plutônio, os quais possuem aplicações nucleares específicas.

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Tópicos deste artigo

• 1 - Resumo sobre neptúnio
• 2 - Propriedades do neptúnio
• 3 - Características do neptúnio
• 4 - Onde o neptúnio pode ser encontrado?
• 5 - Obtenção do neptúnio
• 6 - Aplicações do neptúnio
• 7 - História do neptúnio

Resumo sobre neptúnio

• O neptúnio, símbolo Np, é um metal pertencente ao grupo dos actinídeos.

• Na forma metálica, apresenta uma coloração cinza.

• É reativo com o ar e ácidos diluídos. Já existem vários compostos de neptúnio conhecidos.

• São conhecidos 22 isótopos do neptúnio, sendo o de massa 237 o de maior meia-vida.

• Não é possível encontrar neptúnio em quantidades apreciáveis na natureza, e, por isso, é um elemento sintético.

• A principal forma de produção se dá por irradiação de nêutrons a isótopos de urânio.

• Não existem usos comerciais para o neptúnio.

• Foi descoberto em 1940 por McMillan e Abelson.

Propriedades do neptúnio

• Símbolo: Np.

• Número atômico: 93.

• Massa atômica: 237 u.m.a.

• Eletronegatividade: 1,36.

• Ponto de fusão: 644 °C.

• Ponto de ebulição: 3902 °C.

• Densidade: 20,25 g.cm^-3 (20 °C).

• Configuração eletrônica: [Rn] 7s² 5f⁴ 6d¹.

• Série química: metais, grupo 3, actinídeos, elementos de transição interna.

Características do neptúnio

O neptúnio, símbolo Np, é um metal pertencente à série dos actinídeos, localizada no sétimo período, grupo 3, da Tabela Periódica. Em sua forma metálica, o neptúnio apresenta coloração prateada e forma uma fina camada de óxido quando exposto ao ar em temperatura ambiente. Em temperaturas maiores, a reação de formação do óxido é mais pronunciada. Em aspectos de manuseabilidade, o neptúnio metálico se assemelha ao urânio.

Em soluções aquosas, o neptúnio admite números de oxidação entre +3 e +7. Ele reage com ácidos diluídos e libera gás hidrogênio, H₂, mas não é atacado por bases. Forma tri e tetrahaletos, tais como NpF₃, NpF₄, NpCl₄, NpBr₃ e NpI₃, assim como óxidos de diversas composições, tais como Np₃O₈ e NpO₂.

Vinte e dois isótopos de Np são conhecidos, sendo o ²³⁷Np um isótopo com meia-vida suficiente (2,144 x 10⁶ anos) para que seja manuseado em quantitades mensuráveis.

Onde o neptúnio pode ser encontrado?

O neptúnio foi o primeiro elemento transurânico a ser sintetizado, ou seja, foi produzido em laboratório. Pensando que o planeta Terra tem cerca de 4,5 x 10⁹ anos, nem mesmo o isótopo mais longevo do Np, o de massa 237, conseguiria estar presente em quantidade detectável.

Mesmo assim, traços de Np podem ser detectados por meio de processos de decaimento de átomos de urânio presentes em amostras minerais. Contudo, estima-se que a quantidade de Np presente seja um quadrilhonésimo da quantidade de urânio no minério.

Obtenção do neptúnio

Os principais isótopos do neptúnio são produzidos pela irradiação de nêutrons ao urânio. Dos 22 isótopos conhecidos, apenas três possuem tempos de meia-vida suficientemente grandes para se acumularem: os de massa 235, 236 e 237. A síntese do ²³⁷Np é a que se segue.

Os isótopos 238 e 239 também são produzidos com o ²³⁷Np, contudo possuem um tempo de meia-vida muito curto e não se acumulam. Os isótopos 235 e 236 são sintetizados por irradiação do ²³⁵U no ciclotron.

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Aplicações do neptúnio

Não existem usos comerciais para o neptúnio. Contudo, o ²³⁷Np é utilizado para a síntese do ²³⁸Pu (plutônio-238). O plutônio, por sua vez, é empregado como fonte de calor para geradores termoelétricos de radioisótopos e unidades de calor de radioisótopos. O primeiro é utilizado para prover eletricidade para veículos espaciais em missões da Nasa, tais como Galileo, Cassini e Ulysses. Já o segundo é empregado para fornecer calor para instrumentos delicados em missões no espaço.

O neptúnio metálico pode ser obtido por meio da redução de NpF₃ com vapores de bário ou lítio em uma temperatura de aproximadamente 1200 °C.

História do neptúnio

O neptúnio foi o primeiro actinídeo a ser sintetizado em laboratório. No ano de 1940, McMillan e Abelson bombardearam uma fina camada de óxido de urânio VI (UO₃) com nêutrons em um ciclotron. Os resultados apontaram para dois novos componentes radioativos sendo criados: um com tempo de meia-vida de 23 minutos (posteriormente identificado como ²³⁹U) e outro com um tempo de meia-vida de 2,3 dias.

Após ampla investigação dos resultados, concluiu-se que o outro componente, de maior tempo de meia-vida, se tratava do elemento de número atômico 93, com massa igual a 239.

O novo elemento foi chamado de neptúnio (a grafia “netúnio” também é aceita) em referência ao planeta Netuno, que é o primeiro planeta do sistema solar após Urano, já que o novo elemento viria logo após o urânio. Esse jeito de nomear um novo elemento também serviu de parâmetro para o elemento 94, o plutônio, já que o (até então) planeta Plutão orbita depois de Netuno.

Por Stéfano Araújo Novais
Professor de Química