Войти
 | |
 | |
| Имена | |
|---|---|
| Название ИЮПАК Нептуний (VI) фторид | |
| Идентификаторы | |
| Номер CAS | |
| 3D-модель (JSmol ) | |
| PubChem CID | |
InChI
| |
УЛЫБКИ
| |
| Свойства | |
| Химическая формула | F6Np |
| Молярная масса | 351 г · моль |
| Внешний вид | оранжевые кристаллы |
| Температура плавления | 54,4 ° C (129,9 ° F; 327,5 K) |
| Температура кипения | 55,18 ° C (131,32 ° F; 328,33 K) |
| Структура | |
| Кристаллическая структура | Орторомбическая, oP28 |
| Пространственная группа | Pnma, No. 62 |
| Координационная геометрия | октаэдрическая (O h) |
| Дипольный момент | 0 D |
| Термохимия | |
| Стандартная молярная. энтропия (S 298) | 229,1 ± 0,5 Дж · К · моль |
| Родственные соединения | |
| Родственные фтор-нептуний | Трифторид нептуния. |
| Если не указано иное, данные приведены iven для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа). | |
 N (что такое ?) | |
| Справочные данные ink | |
Гексафторид нептуния (NpF 6) является высшим фторидом нептуния, он также является одним из семнадцати известных двойных гексафторидов. Это оранжевое летучее кристаллическое твердое вещество. С ним относительно сложно обращаться, поскольку он очень коррозионный, летучий и радиоактивный. Гексафторид нептуния устойчив в сухом воздухе, но активно реагирует с водой.
При нормальном давлении он плавится при 54,4 ° C и кипит при 55,18 ° C. Это единственное соединение нептуния, которое легко превращается в газовую фазу. Благодаря этим свойствам можно отделить нептуний от отработавшего топлива. Это быстро повысило интерес к его презентации и к точному изучению его свойств.
Гексафторид нептуния был впервые получен в 1943 году американским химиком Аланом Флорином, который нагрел образец фторид нептуния (III) на никелевой нити в потоке фтора и конденсированный продукт в стеклянной капиллярной трубке. Способы получения из фторида нептуния (III) и фторида нептуния (IV) были позже запатентованы Гленном Т. Сиборгом и Харрисоном С. Брауном.
Обычный метод получения - это фторирование фторида нептуния (IV) (NpF 4) элементарным фтором (F 2) при 500 ° C.
Для сравнения, гексафторид урана (UF 6) образуется относительно быстро из тетрафторида урана (UF 4) и F 2 при 300 ° C, тогда как гексафторид плутония (PuF 6) начинает образовываться только из тетрафторида плутония. (PuF 4) и F 2 при 750 ° C. Это различие позволяет эффективно разделить уран, нептуний и плутоний.
Гексафторид нептуния можно также получить фторированием фторида нептуния (III) или нептуния. (IV) оксид.
Приготовление также можно проводить с помощью более сильных фторирующих реагентов, таких как трифторид брома (BrF 3) или пентафторид брома (BrF 5). Эти реакции можно использовать для отделения плутония, поскольку PuF 4 не вступает в подобную реакцию.
Диоксид нептуния и тетрафторид нептуния практически полностью превращаются в летучий гексафторид нептуния с помощью дифторида кислорода (O2F2). Это работает как реакция газ-твердое тело при умеренных температурах, а также в безводном жидком фтористом водороде при -78 ° C.
Эти температуры реакции заметно отличаются от высоких температур более 200 ° C, которые ранее требовались для синтеза гексафторида нептуния с элементарным фтором или фторидами галогенов. Фторид нептунила (NpO 2F2) был обнаружен с помощью спектроскопии комбинационного рассеяния как доминирующий промежуточный продукт в реакции с NpO 2. Прямая реакция NpF 4 с жидким O 2F2вместо этого привела к интенсивному разложению O 2F2без образования NpF 6.
Гексафторид нептуния образует оранжевые орторомбические кристаллы, которые плавятся при 54,4 ° C и кипят при 55,18 ° C при стандартном давлении. тройная точка составляет 55,10 ° C и 1010 гПа (758 торр).
Летучесть NpF 6 аналогична летучести UF 6 и PuF 6, все три являются гексафторидами актинидов. Стандартная молярная энтропия составляет 229,1 ± 0,5 Дж · К · моль. Твердый NpF 6 является парамагнитным, с магнитной восприимчивостью 165 · 10 см · моль
Гексафторид нептуния устойчив в сухом воздух. Однако он активно реагирует с водой, включая атмосферную влагу, с образованием водорастворимого фторида нептунила (NpO 2F2) и фтористоводородной кислоты (HF).
Может храниться при комнатной температуре в кварцевом или пирексовом стакане. ампула при условии, что в стекле нет следов влаги или газовых включений, а оставшийся HF удален.
NpF 6 и PuF 6 являются светочувствительными, разлагаются на соответствующие тетрафторид и фтор.
NpF 6 образует комплексы с фторидами щелочных металлов: с фторидом цезия (CsF) он образует CsNpF 6 при 25 ° C, и с фторидом натрия он обратимо реагирует с образованием Na 3 NpF 8. В любом случае нептуний восстанавливается до Np (V).
В присутствии трифторид хлора (ClF 3) в качестве растворителя и при низких температурах есть некоторые свидетельства образования нестабильного комплекса Np (IV).
гидролиз гексафторида нептуния почти безводным раствором HF приводит к образованию NpOF 4, который имеет структуру, аналогичную UOF 4. Попытки окислить NpOF 4 до максимально возможной степени окисления Np (VIII) с использованием дифторида криптона оказались безуспешными.
Гексафторид нептуния реагирует с монооксидом углерода (CO) и светом с образованием белого порошка, предположительно содержащего пентафторид нептуния (NpF 5) и неидентифицированное вещество.
Облучение ядерного топлива внутри ядерных реакторов генерирует как продукты деления, так и трансурановые элементы, включая нептуний и плутоний. Разделение этих трех элементов является важным компонентом ядерной переработки. Гексафторид нептуния играет роль в отделении нептуния как от урана, так и от плутония.
Чтобы отделить уран (95% массы) от отработавшего ядерного топлива, его сначала измельчают в порошок и вводят в реакцию с элементарным фтором («прямое фторирование»). Образующиеся летучие фториды (в основном UF 6, небольшие количества NpF 6) легко извлекаются из нелетучих фторидов других продуктов деления, таких как фторид плутония (IV). (PuF 4), фторид америция (III) (AmF 3) и фторид кюрия (III) (CmF 3).
Смесь UF 6 и NpF 6 затем селективно восстанавливается гранулированным фторидом кобальта (II), который превращает гексафторид нептуния в тетрафторид, но не реагирует с гексафторидом урана при использовании температур в диапазоне от 93 до 204 ° C.Другой метод заключается в использовании фторида магния, на котором фторид нептуния сорбируется при 60-70 %, но не фторид урана.
