Neptunium
Karakteristik > Fisik

Neptunium adalah sebuah logam aktinida yang keras, berwarna keperakan, ulet, dan radioaktif. Dalam tabel periodik, ia terletak di sebelah kanan aktinida uranium, di sebelah kiri aktinida plutonium, dan di bawah lantanida prometium. Neptunium adalah logam keras, memiliki modulus curah sebesar 118 GPa, sebanding dengan mangan. Logam neptunium mirip dengan uranium dalam hal kemampuan kerja fisik. Saat terkena udara pada suhu normal, ia membentuk lapisan oksida tipis. Reaksi ini berlangsung lebih cepat dengan meningkatnya suhu. Neptunium melebur pada suhu 639±3 °C: titik lebur yang rendah ini, sifat yang dimiliki logam ini dan unsur tetangganya plutonium (yang memiliki titik lebur 639,4 °C), disebabkan oleh hibridisasi orbital 5f dan 6d dan pembentukan ikatan direksional dalam logam ini. Titik didih neptunium tidak diketahui secara empiris dan nilai 4174 °C yang biasanya diberikan diekstrapolasi dari tekanan uap unsur tersebut. Jika akurat, ini akan memberi neptunium kisaran cairan terbesar dari unsur apa pun (selisih antara titik lebur dan titik didihnya adalah 3535 K).
Neptunium ditemukan pada setidaknya tiga alotrop. Beberapa klaim alotrop keempat telah dibuat, tetapi sejauh ini tidak terbukti. Banyaknya alotrop ini merupakan hal yang umum di antara aktinida. Struktur kristal neptunium, protaktinium, uranium, dan plutonium tidak memiliki analog yang jelas di antara lantanida dan lebih mirip dengan logam transisi 3d.
| Alotrop neptunium | α | β (diukur pada suhu 313 °C) | γ (diukur pada suhu 600 °C) |
| --- | --- | --- | --- |
| Suhu transisi | (α→β) 282 °C | (β→γ) 583 °C | (γ→cair) 639 °C |
| Simetri | Ortorombus | Tetragon | Kubus berpusat-badan |
| Kepadatan (g/cm3, 237Np) | 20,45 | 19,36 | 18,0 |
| Grup ruang | Pnma | P42[diragukan] | Im3m |
| Parameter kisi (pm) | a = 666,3 b = 472,3 c = 488,7 | a = 489,7 c = 338,8 | a = 351,8 |
Neptunium-α memiliki struktur ortorombus, menyerupai struktur kubus berpusat-badan yang sangat terdistorsi. Setiap atom neptunium terkoordinasi dengan empat atom lainnya dan panjang ikatan Np–Np adalah sebesar 260 pm. Ia adalah yang terpadat dari semua aktinida dan terpadat kelima dari semua unsur alami, setelah renium, platina, iridium, dan osmium. Neptunium-α memiliki sifat semilogam, seperti ikatan kovalen yang kuat dan resistivitas listrik yang tinggi, dan sifat fisik logamnya lebih dekat dengan metaloid daripada logam aslinya. Beberapa alotrop dari aktinida lainnya juga menunjukkan perilaku yang serupa, meskipun pada tingkat yang lebih rendah. Kepadatan berbagai isotop neptunium dalam fase alfa diperkirakan berbeda secara nyata: 235Np-α seharusnya memiliki kepadatan sebesar 20,303 g/cm3; 236Np-α, kepadatan sebesar 20,389 g/cm3; 237Np-α, kepadatan sebesar 20,476 g/cm3.
Neptunium-β memiliki struktur tetragon yang terdistorsi. Empat atom neptunium membentuk sel satuan, dan panjang ikatan Np–Np adalah sebesar 276 pm. Neptunium-γ memiliki struktur kubus berpusat-badan dan memiliki panjang ikatan Np–Np sebesar 297 pm. Bentuk γ menjadi kurang stabil dengan peningkatan tekanan, meskipun titik lebur neptunium juga meningkat seiring dengan peningkatan tekanan. Titik tripel Np-β/Np-γ/cair terjadi pada suhu 725 °C dan tekanan 3200 MPa.