Neptunium
Kimia dan senyawa > Kimia larutan

Ketika berada dalam larutan berair, neptunium dapat eksis dengan salah satu dari lima kemungkinan keadaan oksidasi (+3 hingga +7) dan masing-masing menunjukkan warna yang khas. Stabilitas masing-masing keadaan oksidasi sangat bergantung pada berbagai faktor, seperti adanya zat pengoksidasi atau pereduksi, pH larutan, adanya ligan pembentuk kompleks koordinasi, dan bahkan konsentrasi neptunium dalam larutan.
| Keadaan oksidasi | Senyawa perwakilan |
| --- | --- |
2: [K(2.2.2-kript)][NpCp'3]
3: Neptunium(III) klorida, NpCl3
4: Neptunium(IV) oksida, NpO2
5: Neptunium(V) fluorida, NpF5
6: Neptunium(VI) fluorida, NpF6
7: Neptunium(VII) oksida-hidroksida, NpO2(OH)3
Dalam larutan asam, ion neptunium(III) hingga neptunium(VII) eksis sebagai Np3+, Np4+, NpO+2, NpO2+2, dan NpO+3. Dalam larutan basa, mereka eksis sebagai oksida dan hidroksida Np(OH)3, NpO2, NpO2OH, NpO2(OH)2, dan NpO3−5. Tidak banyak pekerjaan yang telah dilakukan untuk mengarakterisasi neptunium dalam larutan basa. Np3+ dan Np4+ dapat dengan mudah direduksi dan dioksidasi satu sama lain, seperti halnya NpO+2 dan NpO2+2.
Np(III) atau Np3+ hadir sebagai kompleks terhidrasi dalam larutan asam, Np(H2O)3+n. Ia memiliki warna biru-ungu tua dan analog dengan kongenernya yang lebih ringan, ion tanah jarang berwarna merah muda Pm3+. Dengan adanya oksigen, ia dengan cepat teroksidasi menjadi Np(IV) kecuali jika terdapat reduktor kuat. Namun demikian, ia adalah ion neptunium kedua yang paling tidak mudah terhidrolisis dalam air, membentuk ion NpOH2+. Np3+ adalah ion neptunium yang dominan dalam larutan dengan pH 4–5.
Np(IV) atau Np4+ berwarna kuning-hijau pucat dalam larutan asam, di mana ia eksis sebagai kompleks terhidrasi (Np(H2O)4+n). Ia bersifat sangat tidak stabil terhadap hidrolisis dalam larutan air asam pada pH 1 dan di atasnya, membentuk NpOH3+. Dalam larutan basa, Np4+ cenderung terhidrolisis untuk membentuk neptunium(IV) hidroksida (Np(OH)4) dan neptunium(IV) oksida (NpO2) netral.
Np(V) atau NpO+2 berwarna hijau-biru dalam larutan berair, yang berperilaku sebagai asam Lewis kuat. Ia adalah ion yang stabil dan merupakan bentuk paling umum dari neptunium dalam larutan berair. Tidak seperti homolog tetangganya UO+2 dan PuO+2, NpO+2 tidak mengalami disproporsionasi secara spontan kecuali pada pH yang sangat rendah dan konsentrasi tinggi:
Ia terhidrolisis dalam larutan basa untuk membentuk NpO2OH dan NpO2(OH)−2.
Np(VI) atau NpO2+2, ion neptunil, menunjukkan warna merah muda atau kemerahan dalam larutan asam dan kuning-hijau dalam larutan basa. Ia adalah asam Lewis yang kuat dan merupakan ion neptunium utama yang ditemui dalam larutan dengan pH 3–4. Meskipun stabil dalam larutan asam, ia cukup mudah direduksi menjadi ion Np(V), dan ia tidak sestabil seperti ion heksavalen homolog tetangganya (ion uranil dan plutonil). Ia terhidrolisis dalam larutan basa untuk membentuk ion okso dan hidrokso NpO2OH+, (NpO2)2(OH)2+2, dan (NpO2)3(OH)+5.
Np(VII) berwarna hijau tua dalam larutan basa kuat. Meskipun rumus kimianya dalam larutan basa sering disebut sebagai NpO3−5, ini adalah penyederhanaan dan struktur aslinya mungkin lebih mirip dengan spesies hidrokso seperti [NpO4(OH)2]3−. Np(VII) pertama kali dibuat dalam larutan basa pada tahun 1967. Dalam larutan asam kuat, Np(VII) ditemukan sebagai NpO+3; air dengan cepat mereduksinya menjadi Np(VI). Produk hidrolisisnya tidak terkarakterisasi.