Neptuniumdioxid

Kristallstruktur
Np4+: __ O2-: __
Kristallsystem	kubisch
Raumgruppe	$Fm \bar3 m$
Koordinationszahlen	Np[8], O[4]
Allgemeines
Name	Neptunium(IV)-oxid
Andere Namen	Neptuniumdioxid
Verhältnisformel	NpO2
CAS-Nummer	12035-79-9
Kurzbeschreibung	braungrüner kristalliner Feststoff
Eigenschaften
Molare Masse	269,047 g·mol−1[1]
Aggregatzustand	fest
Dichte	11,100 g·cm−3[1]
Schmelzpunkt	2600 °C[2]
Löslichkeit	unlöslich in Wasser
Sicherheitshinweise
Gefahrstoffkennzeichnung [3] keine Einstufung verfügbar R- und S-Sätze R: siehe oben S: siehe oben
Radioaktivität
Radioaktiv
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Neptunium(IV)-oxid oder auch Neptuniumdioxid ist das chemisch stabilste Oxid des Neptuniums. Es ist ein kristalliner braun-grüner Feststoff mit einem hohen Schmelzpunkt von 2600 °C.

Eigenschaften

Neptuniumdioxid ist wenig reaktiv und wird von Wasser fast nicht angegriffen. Neptuniumdioxid weist ein kubisches Kristallsystem auf, hat die Raumgruppe $Fm \bar3 m$, der Strukturtyp ist der CaF₂-Typ (Fluorit) und die Koordinationszahlen sind Np[8], O[4].

Gewinnung und Darstellung

Neptuniumdioxid entsteht durch die Oxidation von Neptuniummetall in einer oxidierenden Atmosphäre bei Normaltemperatur und -druck. Es wurde 1944 als erste Verbindung des damals neuen Elements hergestellt.^[4]

Verwendung

Bei der Wiederaufbereitung von Kernbrennstäben fällt Neptuniumdioxid als Zwischenprodukt an. Als chemisch stabilste Form des Neptuniums findet es selbst wiederum Verwendung in Kernbrennstäben. Dazu wird es (vor allem das Isotop ²³⁷Np zusammen mit unwesentlichen Mengen anderer Neptuniumisotope) vom abgebrannten Reaktorbrennstoff abgetrennt und in Brennstäbe gefüllt, die nur Neptuniumdioxid enthalten. Diese werden wieder in den Kernreaktor eingesetzt, wo sie erneut mit Neutronen bestrahlt werden; aus dem ²³⁷Np wird ²³⁸Pu erbrütet.

Die Darstellung des Neptunium(IV)-chlorids gelingt durch Reaktion von Neptuniumdioxid mit Tetrachlormethan bei höheren Temperaturen.

Einzelnachweise

1. ↑ ^{a b} Neptunium(IV)-oxid bei www.webelements.com.
2. ↑ Arnold F. Holleman, Nils Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie, 102. Auflage, de Gruyter, Berlin 2007, ISBN 978-3-11-017770-1, S. 1972.
3. ↑ In Bezug auf ihre Gefährlichkeit wurde die Substanz von der EU noch nicht eingestuft, eine verlässliche und zitierfähige Quelle hierzu wurde noch nicht gefunden.
4. ↑ C&EN: It's Elemental: The Periodic Table – Neptunium (engl.)