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| 名前 | |
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| IUPAC名
ネプツニウム(VI)フッ化物
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| その他の名前
六フッ化ネプツニウム
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| 識別子 | |
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3Dモデル（JSmol）
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パブケム CID
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| プロパティ | |
| F 6ナポ | |
| モル質量 | 351 グラムモル−1 |
| 外観 | オレンジ色の結晶 |
| 融点 | 54.4 °C (129.9 °F; 327.5 K) |
| 沸点 | 55.18 °C (131.32 °F; 328.33 K) |
| 構造 | |
| 斜方晶系、oP28 | |
| Pnma、第62号 | |
| 八面体 ( O h ) | |
| 0 日 | |
| 熱化学[2] : 736 | |
標準モル
エントロピー ( S ⦵ 298 ) |
229.1 ± 0.5 J・K −1・mol −1 |
| 関連化合物 | |
関連するフルオロネプツニウム
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三フッ化ネプツニウム |
特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）の材料に関するものです。
 （それは何ですか ？）
 インフォボックス参照
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ネプツニウム(VI)フッ化物 (NpF 6 )はネプツニウムの最高フッ化物であり、17の既知の六フッ化物のうちの1つでもあります。揮発性のオレンジ色の結晶性固体です。[1]非常に腐食性、揮発性、放射性があり、取り扱いが比較的困難です。六フッ化ネプツニウムは乾燥した空気中では安定していますが、水と激しく反応します。
常圧では54.4℃で融解し、55.18℃で沸騰します。低温で沸騰する唯一のネプツニウム化合物です。これらの特性により、使用済み燃料からネプツニウムを容易に分離することができます。
準備
六フッ化ネプツニウムは、1943年にアメリカの化学者アラン・E・フローリンによって初めて合成されました。フローリンは、ニッケルフィラメント上でフッ素流中のネプツニウム(III)フッ化物のサンプルを加熱し、生成物をガラス毛細管で凝縮しました。[3] [4]ネプツニウム(III)フッ化物とネプツニウム(IV)フッ化物の両方から合成する方法は、後にグレン・T・シーボーグとハリソン・S・ブラウンによって特許を取得しました。[5]
標準的な方法
通常の製造方法は、500℃でネプツニウム(IV)フッ化物 (NpF4 )を元素状フッ素(F2)でフッ素化する方法である。 [6]
- NpF
4+ F
2→ナフサ
6
比較すると、六フッ化ウラン（UF 6）は、300 °Cで四フッ化ウラン（UF 4）とF 2から比較的急速に形成されるのに対し、六フッ化プルトニウム（PuF 6 ）は、750 °Cで初めて四フッ化プルトニウム（PuF 4）とF 2から形成され始めます。 [6]この違いにより、ウラン、ネプツニウム、プルトニウムを効果的に分離することができます。
その他の方法
異なる出発原料を使用する
六フッ化ネプツニウムは、フッ化ネプツニウム(III)または酸化ネプツニウム(IV)のフッ素化によっても得られる。[7]
- 2NpF
3+ 3F
2→ 2NpF
6 - ノーポ
2+ 3F
2→ナフサ
6+ O プラス
2
異なるフッ素源の使用
この調製は、三フッ化臭素（BrF 3）や五フッ化臭素（BrF 5 ）などのより強力なフッ素化試薬の助けを借りて行うこともできます。PuF 4は同様の反応を起こさないため、これらの反応はプルトニウムの分離に使用できます。 [8] [9]
二酸化ネプツニウムと四フッ化ネプツニウムは、二フッ化酸素（O 2 F 2）によって揮発性の六フッ化ネプツニウムにほぼ完全に変換されます。これは中温での気固反応として作用し、-78℃の無水液体フッ化水素でも作用します。[10]
- ノーポ
2+ 3 0
2ふ
2→ナフサ
6+ 4 0
2 - NpF
4+ O プラス
2ふ
2→ナフサ
6+ O プラス
2
これらの反応温度は、これまでフッ素元素またはハロゲンフッ化物から六フッ化ネプツニウムを合成するために必要とされた200℃を超える高温とは著しく異なります。[10]ネプツニルフルオリド（NpO 2 F 2 ）は、ラマン分光法によってNpO 2との反応における主要な中間体として検出されています。NpF 4と液体O 2 F 2の直接反応は、代わりにO 2 F 2の激しい分解をもたらし、NpF 6は生成されませんでした。
プロパティ
物理的特性
六フッ化ネプツニウムはオレンジ色の斜方晶系結晶を形成し、標準圧力下では54.4℃で融解し、55.18℃で沸騰する。三重点は55.10℃、1010hPa（758Torr）である。[11]
NpF 6の揮発性は、アクチニド六フッ化物であるUF 6や PuF 6と同程度である。標準モルエントロピーは 229.1 ± 0.5 J·K −1 ·mol −1である。固体 NpF 6は常磁性であり、磁化率は165·10 −6 cm 3 ·mol −1である。[12] [13]
化学的性質
六フッ化ネプツニウムは乾燥した空気中では安定していますが、大気中の水分を含む水と激しく反応して、水溶性のフッ化ネプツニル (NpO 2 F 2 ) とフッ化水素酸(HF) を形成します。
- NpF
6+ 2時間
2O → NpO
2ふ
2+ 4 HF
ガラス内に水分やガスの混入がなく、残留HFが除去されていれば、石英またはパイレックスガラスのアンプルに入れて室温で保存できる。 [6] NpF 6は光に敏感で、NpF 4とフッ素に分解する。[6]
NpF 6はアルカリ金属フッ化物と錯体を形成します。フッ化セシウム（CsF）とは25℃でCsNpF 6を形成します[14]。また、フッ化ナトリウムとは可逆的に反応してNa 3 NpF 8を形成します[15]。どちらの場合も、ネプツニウムはNp(V)に還元されます。
- NpF
6+ CsF → CsNpF
6+ 1/ 2F
2 - NpF
6+ 3 NaF → Na
3NpF
8+ 1/ 2F
2
溶媒として三フッ化塩素（ClF 3 ）が存在し、低温では不安定なNp(IV)錯体が形成されるという証拠がいくつかあります。[14]
六フッ化ネプツニウムは一酸化炭素（CO）と光と反応して白い粉末を形成し、おそらく五フッ化ネプツニウム（NpF 5）と未確認物質を含んでいる。[2] : 732
用途
原子炉内で核燃料を照射すると、核分裂生成物と、ネプツニウムやプルトニウムなどの超ウラン元素の両方が生成されます。これら 3 つの元素を分離することは、核再処理の重要な要素です。六フッ化ネプツニウムは、ウランとプルトニウムの両方からネプツニウムを分離する役割を果たします。
使用済み核燃料からウラン（質量の95%）を分離するために、まずウランを粉末にし、元素状フッ素と反応させます（「直接フッ素化」）。その結果生じる揮発性フッ化物（主にUF 6、少量のNpF 6 ）は、プルトニウム（IV）フッ化物（PuF 4）、アメリシウム（III）フッ化物（AmF 3）、キュリウム（III）フッ化物（CmF 3 ）などの他のアクチノイドの不揮発性フッ化物から簡単に抽出できます。[16]
次に、 UF 6とNpF 6の混合物は、ペレット状のフッ化コバルト(II)によって選択的に還元され、93〜204℃の温度範囲で、六フッ化ネプツニウムを四フッ化物に変換しますが、六フッ化ウランとは反応しません。[17]別の方法は、フッ化マグネシウムを使用することであり、これにはネプツニウムフッ化物が60〜70％吸着されますが、フッ化ウランは吸着されません。[18]
参考文献
- ^ ab Gmelins Handbuch der anorganischen Chemie、システム番号。 71、Transurane、Teil C、p. 108～114。
- ^ ab 吉田 善子; ジョンソン スティーブン G.; 木村 隆海; クルスル ジョン R.ネプツニウム.
- ^ フローリン、アラン E. (1943) レポート MUC-GTS-2165
- ^ フリード、シャーマン、デイビッドソン、ノーマン (1948)。「固体ネプツニウム化合物の調製」。J . Am. Chem. Soc. 70 (11): 3539–3547. doi :10.1021/ja01191a003. PMID 18102891。
- ^ 米国特許 2982604、Seaborg, Glenn T. & Brown, Harrison S.、「六フッ化ネプツニウムの製造」、1961 年 5 月 2 日公開、1961 年 4 月 25 日発行
- ^ abcd Malm, John G.; Weinstock, Bernard; Weaver, E. Eugene (1958). 「NpF 6の調製と特性; PuF 6との比較」。J . Phys. Chem. 62 (12): 1506–1508. doi :10.1021/j150570a009. 。
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- ^ Trevorrow, LE; Gerding, TJ; Steindler, MJ (1968)流動床フッ化物揮発性プロセスを支援する実験室調査、第 17 部、ネプツニウム (IV) フッ化物およびネプツニウム (IV) 酸化物のフッ素化(アルゴンヌ国立研究所レポート ANL-7385) 1968 年 1 月 1 日。doi:10.2172/4492135
- ^ Trevorrow, LE; Gerding, TJ; Steindler, MJ (1968). 「ネプツニウム(IV)フッ化物およびネプツニウム(IV)酸化物のフッ素化」J. Inorg. Nucl. Chem. 30 (10): 2671–2677. doi :10.1016/0022-1902(68)80394-X.
- ^ ab Eller, P. Gary; Asprey, Larned B.; Kinkead, Scott A.; Swanson, Basil I.; Kissane, Richard J. (1998). 「二フッ化二酸素とネプツニウム酸化物およびフッ化物との反応」J. Alloys Compd. 269 (1–2): 63–66. doi :10.1016/S0925-8388(98)00005-X.
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- ^ Hutchison, Clyde A.; Weinstock, Bernard (1960). 「六フッ化ネプツニウムの常磁性共鳴吸収」J. Chem. Phys. 32 (1): 56. Bibcode :1960JChPh..32...56H. doi :10.1063/1.1700947.
- ^ Hutchison, Clyde A.; Tsang, Tung; Weinstock, Bernard (1962). 「六フッ化ウラン中の六フッ化ネプツニウムの磁化率」J. Chem. Phys. 37 (3): 555. Bibcode :1962JChPh..37..555H. doi :10.1063/1.1701373.
- ^ ab ピーコック、RD (1976)。 「六フッ化ネプツニウムのいくつかの反応」。Ｊ．Ｉｎｏｒｇ． Nucl.化学。 38 (4): 771–773。土井：10.1016/0022-1902(76)80353-3。
- ^ Trevorrow, LeVerne E.; TJ, Gerding; Steindler, Martin J. (1968). 「六フッ化ネプツニウムの反応」Inorg. Chem. 7 (11): 2226–2229. doi :10.1021/ic50069a010.
- ^ ウーリーシュ、ヤン;マレチェク、マルティン (2009)。 「軽水炉およびFR燃料の再処理のためのフッ化物揮発性法」。フッ素化学ジャーナル。130 (1): 89–93。土井：10.1016/j.jfluchem.2008.07.002。
- ^ 米国特許 3615267、Golliher, Waldo R.、Harris, Robert L.、Ledoux, Reynold A.、「ネプツニウムを含む六フッ化ウランからのネプツニウムの分離」、1971 年 10 月 26 日公開、1971 年 10 月 26 日発行
- ^ 中島剛志、アンリ・グルト編 (2005)。エネルギー変換用フッ素化材料。エルゼビア。p. 559。ISBN 9780080444727。