नेपच्यून (VI) फ्लोराइड

नेपच्यून (VI) फ्लोराइड (NpF6) नेपच्यून  का उच्चतम फ्लोराइड है, यह सत्रह ज्ञात बाइनरी हेक्साफ्लोराइड्स में से एक है। यह एक नारंगी वाष्पशील क्रिस्टलीय ठोस है। बहुत संक्षारक, अस्थिर और रेडियोधर्मी होने के कारण इसे संभालना अपेक्षाकृत कठिन है। नेप्च्यूनियम हेक्साफ्लोराइड शुष्क हवा में स्थिर है लेकिन पानी के साथ जोरदार प्रतिक्रिया करता है।

सामान्य दबाव में, यह 54.4 डिग्री सेल्सियस पर पिघलता है और 55.18 डिग्री सेल्सियस पर उबलता है। यह एकमात्र नेप्च्यूनियम यौगिक है जो कम तापमान पर उबलता है। इन गुणों के कारण, खर्च किए गए परमाणु ईंधन से नेप्च्यूनियम को आसानी से अलग करना संभव है।

तैयारी
नेप्च्यूनियम (III) फ्लोराइड पहली बार 1943 में अमेरिकी रसायनज्ञ एलन ई. फ्लोरिन द्वारा तैयार किया गया था, जिन्होंने फ्लोरीन की एक धारा में निकेल फिलामेंट पर नेप्टुनियम (III) फ्लोराइड का एक नमूना गर्म किया और एक ग्लास केशिका ट्यूब में उत्पाद को संघनित किया। नेप्च्यूनियम (III) फ्लोराइड और नेप्टुनियम (IV) फ्लोराइड दोनों से तैयार करने के तरीकों को बाद में ग्लेन टी. सीबोर्ग और हैरिसन ब्राउन|हैरिसन एस. ब्राउन द्वारा पेटेंट कराया गया।

मानक विधि
तैयारी की सामान्य विधि नेप्च्यूनियम (IV) फ्लोराइड (NpF4) मौलिक फ्लोरीन द्वारा (एफ2) 500 डिग्री सेल्सियस पर।.



इसकी तुलना में यूरेनियम हेक्साफ्लोराइड (UF6) यूरेनियम टेट्राफ्लोराइड (UF4) और एफ2 300 डिग्री सेल्सियस पर, जबकि प्लूटोनियम हेक्साफ्लोराइड (PuF6) केवल प्लूटोनियम टेट्राफ्लोराइड (PuF4) और एफ2 750 डिग्री सेल्सियस पर। यह अंतर यूरेनियम, नेप्च्यूनियम और प्लूटोनियम को प्रभावी ढंग से अलग करने की अनुमति देता है।

एक अलग प्रारंभिक सामग्री का उपयोग करना
नेप्टुनियम हेक्साफ्लोराइड नेप्टुनियम (III) फ्लोराइड या नेप्टुनियम (चतुर्थ) ऑक्साइड के फ्लोरिनेशन द्वारा भी प्राप्त किया जा सकता है।
 * 2 + 3  → 2
 * + 3 →  +

एक अलग फ्लोरीन स्रोत का उपयोग करना
तैयारी ब्रोमीन ट्राइफ्लोराइड (BrF) जैसे मजबूत फ्लोरिनेटिंग अभिकर्मकों की मदद से भी की जा सकती है।3) या ब्रोमीन पेंटाफ्लोराइड (BrF5). इन प्रतिक्रियाओं का उपयोग प्लूटोनियम को अलग करने के लिए किया जा सकता है, क्योंकि पीयूएफ4 समान प्रतिक्रिया नहीं होती है। नेप्च्यूनियम डाइऑक्साइड और नेप्टुनियम टेट्राफ्लोराइड व्यावहारिक रूप से पूरी तरह से वाष्पशील नेप्च्यूनियम हेक्साफ्लोराइड में डाइऑक्सीजन डिफ्लोराइड (ओ) द्वारा परिवर्तित हो जाते हैं।2F2). यह मध्यम तापमान पर गैस-ठोस प्रतिक्रिया के साथ-साथ -78 डिग्री सेल्सियस पर निर्जल तरल हाइड्रोजन फ्लोराइड में काम करता है।
 * + 3 →  + 4

ये प्रतिक्रिया तापमान 200 °C से अधिक के उच्च तापमान से स्पष्ट रूप से भिन्न होते हैं, जो पहले मौलिक फ्लोरीन या हलोजन फ्लोराइड के साथ नेप्टुनियम हेक्साफ्लोराइड को संश्लेषित करने के लिए आवश्यक थे। नेप्च्यूनिल फ्लोराइड (NpO2F2) एनपीओ के साथ प्रतिक्रिया में एक प्रमुख मध्यवर्ती के रूप में रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी द्वारा पाया गया है2. एनपीएफ की सीधी प्रतिक्रिया4 तरल ओ के साथ2F2 O के जोरदार अपघटन के बजाय नेतृत्व किया2F2 बिना एनपीएफ के6 पीढ़ी।

भौतिक गुण
नेप्च्यूनियम हेक्साफ्लोराइड नारंगी ऑर्थोरोम्बिक क्रिस्टल सिस्टम क्रिस्टल बनाता है जो 54.4 °C पर पिघलता है और मानक दबाव में 55.18 °C पर उबलता है। तीन बिंदु  55.10 डिग्री सेल्सियस और 1010 hPa (758 Torr) है। एनपीएफ की अस्थिरता6 UF के समान है6 और पीयूएफ6, तीनों एक्टिनाइड हेक्साफ्लोराइड्स हैं। मानक दाढ़ एन्ट्रापी 229.1 ± 0.5 J·K है-1 मोल -1. ठोस एनपीएफ6 पैरामैग्नेटिक है, जिसकी चुंबकीय संवेदनशीलता 165·10 है−6 सेमी 3 मोल -1.

रासायनिक गुण
नेप्च्यूनियम हेक्साफ्लोराइड शुष्क हवा में स्थिर है। हालांकि, यह पानी में घुलनशील नेप्च्यूनिल फ्लोराइड (एनपीओ) बनाने के लिए वायुमंडलीय नमी सहित पानी के साथ जोरदार प्रतिक्रिया करता है।2F2) और हाइड्रोफ्लुओरिक अम्ल  (एचएफ)।
 * + 2 →  + 4

इसे कमरे के तापमान पर फ्यूज्ड क्वार्ट्ज या pyrex ग्लास ampoule में संग्रहीत किया जा सकता है, बशर्ते कि ग्लास में नमी या गैस के समावेश का कोई निशान न हो और कोई भी शेष एचएफ हटा दिया गया हो। एनपीएफ6 प्रकाश के प्रति संवेदनशील है, एनपीएफ के लिए विघटित4 और फ्लोरीन।

एनपीएफ6 क्षार धातु फ्लोराइड्स के साथ कॉम्प्लेक्स बनाता है: सीज़ियम फ्लोराइड (CsF) के साथ यह CsNpF बनाता है6 25 डिग्री सेल्सियस पर, और सोडियम फ्लोराइड के साथ यह Na बनाने के लिए विपरीत रूप से प्रतिक्रिया करता है3एनपीएफ8. किसी भी मामले में, नेप्च्यूनियम एनपी (वी) तक कम हो जाता है।
 * + →  + 1/2
 * + 3 →  + 1/2

क्लोरीन ट्राइफ्लोराइड की उपस्थिति में (ClF3) विलायक के रूप में और कम तापमान पर, अस्थिर Np(IV) कॉम्प्लेक्स के गठन के कुछ प्रमाण हैं।

नेप्च्यूनियम हेक्साफ्लोराइड कार्बन मोनोऑक्साइड (सीओ) और प्रकाश के साथ एक सफेद पाउडर बनाने के लिए प्रतिक्रिया करता है, संभवतः इसमें नेप्च्यूनियम पेंटाफ्लोराइड (एनपीएफ) होता है।5) और एक अज्ञात पदार्थ।

उपयोग
परमाणु रिएक्टरों के अंदर परमाणु ईंधन का विकिरण विखंडन उत्पादों और नेप्ट्यूनियम और प्लूटोनियम सहित ट्रांसयूरानिक तत्वों दोनों को उत्पन्न करता है। इन तीन तत्वों का पृथक्करण परमाणु पुनर्संसाधन का एक अनिवार्य घटक है। नेप्टुनियम हेक्साफ्लोराइड यूरेनियम और प्लूटोनियम दोनों से नेप्टुनियम को अलग करने में भूमिका निभाता है।

खर्च किए गए परमाणु ईंधन से यूरेनियम (95% द्रव्यमान) को अलग करने के लिए, इसे पहले पाउडर किया जाता है और प्राथमिक फ्लोरीन (प्रत्यक्ष फ्लोरिनेशन) के साथ प्रतिक्रिया की जाती है। परिणामी वाष्पशील फ्लोराइड्स (मुख्य रूप से UF6, NpF की छोटी मात्रा6) प्लूटोनियम (IV) फ्लोराइड (PuF) जैसे अन्य एक्टिनाइड्स के गैर-वाष्पशील फ्लोराइड्स से आसानी से निकाले जाते हैं4), एमरिकियम (III) फ्लोराइड (AmF3), और क्युरियम (III) फ्लोराइड (CmF3). यूएफ का मिश्रण6 और एनपीएफ6 फिर चुनिंदा कोबाल्ट (II) फ्लोराइड द्वारा कम किया जाता है, जो नेप्च्यूनियम हेक्साफ्लोराइड को टेट्राफ्लोराइड में परिवर्तित करता है लेकिन यूरेनियम हेक्साफ्लोराइड के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है, 93 से 204 डिग्री सेल्सियस की सीमा में तापमान का उपयोग करता है। एक अन्य विधि मैग्नीशियम फ्लोराइड का उपयोग कर रही है, जिस पर नेप्टुनियम फ्लोराइड 60-70% पर सोखता है, लेकिन यूरेनियम फ्लोराइड नहीं।