Neptunium
Kimia dan senyawa > Kalkogenida, pniktida, dan karbida

Senyawa kalkogen dan pniktogen neptunium telah dipelajari dengan baik terutama sebagai bagian dari penelitian tentang sifat elektronik dan magnetiknya serta interaksinya di lingkungan alami. Senyawa pniktida dan karbida juga telah menarik perhatian karena kehadirannya dalam bahan bakar beberapa desain reaktor nuklir canggih, meskipun golongan karbida belum memiliki penelitian sebanyak golongan pniktida.
Berbagai macam senyawa sulfida neptunium telah dikarakterisasi, termasuk senyawa sulfida murni NpS, NpS3, Np2S5, Np3S5, Np2S3, dan Np3S4. Dari mereka, Np2S3, dibuat dengan mereaksikan NpO2 dengan hidrogen sulfida dan karbon disulfida pada suhu sekitar 1000 °C, adalah yang paling banyak dipelajari dan dikenal memiliki tiga bentuk alotropik. Bentuk α eksis hingga sekitar suhu 1230 °C, bentuk β hingga suhu 1530 °C, dan bentuk γ, yang juga bisa eksis sebagai Np3S4, pada suhu yang lebih tinggi. NpS dapat dibuat dengan mereaksikan Np2S3 dan logam neptunium pada suhu 1600 °C dan Np3S5 dapat dibuat dengan dekomposisi Np2S3 pada suhu 500 °C atau dengan mereaksikan belerang dan neptunium hidrida pada suhu 650 °C. Np2S5 dibuat dengan memanaskan campuran Np3S5 dan belerang murni pada suhu 500 °C. Semua sulfida neptunium kecuali bentuk β dan γ dari Np2S3 berstruktur isostruktural dengan sulfida uranium yang setara dan beberapa, meliputi NpS, Np2S3−α, dan Np2S3−β juga isostruktural dengan sulfida plutonium yang setara. Oksisulfida NpOS, Np4O4S, dan Np2O2S juga telah dibuat, meskipun tiga yang terakhir belum dipelajari dengan baik. NpOS pertama kali disiapkan pada tahun 1985 dengan penyegelan vakum NpO2, Np3S5, dan belerang murni dalam tabung kuarsa dan memanaskannya hingga suhu 900 °C selama satu minggu.
Senyawa selenida neptunium yang telah dilaporkan meliputi NpSe, NpSe3, Np2Se3, Np2Se5, Np3Se4, dan Np3Se5. Mereka semua hanya diperoleh dengan memanaskan logam neptunium hidrida dan selenium ke berbagai suhu dalam ruang hampa untuk waktu yang lama dan Np2Se3 hanya diketahui eksis pada alotrop γ pada suhu yang relatif tinggi. Diketahui dua senyawa oksiselenida neptunium, NpOSe dan Np2O2Se, dibentuk dengan metode serupa dengan mengganti neptunium hidrida dengan neptunium dioksida. Senyawa telurida neptunium NpTe, NpTe3, Np3Te4, Np2Te3, dan Np2O2Te dibentuk dengan prosedur yang mirip dengan selenida neptunium dan Np2O2Te berstruktur isostruktural dengan senyawa uranium dan plutonium yang setara. Tidak ada senyawa neptunium−polonium yang telah dilaporkan.
Neptunium mononitrida (NpN) pertama kali disiapkan pada tahun 1953 dengan mereaksikan neptunium hidrida dan gas amonia pada suhu sekitar 750 °C dalam tabung kapiler kuarsa. Kemudian, ia diproduksi dengan mereaksikan berbagai campuran nitrogen dan hidrogen dengan logam neptunium pada berbagai suhu. Ia juga telah dibuat melalui reduksi neptunium dioksida dengan gas nitrogen diatomik pada suhu 1550 °C. NpN berstruktur isomorf dengan uranium mononitrida (UN) dan plutonium mononitrida (PuN) dan memiliki titik lebur 2830 °C di bawah tekanan nitrogen sekitar 1 MPa. Dua senyawa fosfida neptunium telah dilaporkan, NpP dan Np3P4. NpP memiliki struktur kubus berpusat-muka dan disiapkan dengan mengubah logam neptunium menjadi bubuk dan kemudian mereaksikannya dengan gas fosfina pada suhu 350 °C. Np3P4 dapat dibuat dengan mereaksikan logam neptunium dengan fosforus merah pada suhu 740 °C dalam ruang hampa dan kemudian membiarkan fosforus ekstra untuk menyublim. Senyawa ini tidak reaktif dengan air tetapi akan bereaksi dengan asam nitrat dan menghasilkan larutan Np(IV).
Tiga senyawa arsenida neptunium telah disiapkan, NpAs, NpAs2, dan Np3As4. Dua yang pertama pertama kali dibuat dengan memanaskan arsen dan neptunium hidrida dalam tabung tertutup vakum selama sekitar satu minggu. Kemudian, NpA juga dibuat dengan mengurung logam neptunium dan arsen dalam tabung vakum, memisahkannya dengan membran kuarsa, dan memanaskannya tepat di bawah titik lebur neptunium pada suhu 639 °C, yang sedikit lebih tinggi dari titik sublimasi arsen pada suhu 615 °C. Np3As4 disiapkan dengan prosedur serupa menggunakan iodin sebagai bahan pengangkut. Kristal NpAs2 berwarna emas kecokelatan dan Np3As4 berwarna hitam. Senyawa antimonida neptunium NpSb dibuat pada tahun 1971 dengan menempatkan kedua unsur itu dalam jumlah yang sama dalam tabung vakum, memanaskannya hingga titik lebur antimon, dan kemudian memanaskannya lebih lanjut hingga suhu 1000 °C selama 16 hari. Prosedur ini juga menciptakan sejumlah kecil senyawa antimonida Np3Sb4 tambahan. Satu senyawa neptunium−bismut, NpBi, juga telah dilaporkan.
Karbida neptunium NpC, Np2C3, dan NpC2 (dapat berubah) telah dilaporkan, tetapi belum dikarakterisasi secara rinci meskipun karbida aktinida sangat penting dan berguna sebagai bahan bakar reaktor nuklir tingkat lanjut. NpC adalah sebuah senyawa nonstoikiometri, dan dapat lebih baik diberi label sebagai NpCx (0,82 ≤ x ≤ 0,96). Ia dapat diperoleh dari reaksi neptunium hidrida dengan grafit pada suhu 1400 °C atau dengan memanaskan unsur penyusunnya bersama-sama dalam sebuah tanur busur listrik menggunakan elektroda wolfram. Ia bereaksi dengan karbon berlebih untuk membentuk Np2C3 murni. NpC2 terbentuk dari pemanasan NpO2 dalam wadah grafit pada suhu 2660–2800 °C.