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镎為93號元素。銀白色金屬，有(you)(you)放射性。密度18.0~20.45g/cm3。熔(rong)點(dian)640℃，沸點(dian)3902℃。空氣(qi)中(zhong)緩慢地被(bei)氧化。在(zai)50℃時能與氫反應(ying)生成黑色片狀氫化物，化學性質與鈾(you)(you)相似，溶于鹽酸。在(zai)水溶液中(zhong)顯示出五種氧化態：Np3+（淡紫色）、Np4+（黃綠(lv)色）、NpO2+（綠(lv)藍色）、NpO?2+（粉紅色）。镎在(zai)自然界(jie)中(zhong)幾乎不存(cun)在(zai)，通常由人工制(zhi)成，這是(shi)(shi)因(yin)為237Np的半衰期(qi)是(shi)(shi)2.2×10?年(nian)，比地殼(ke)形(xing)成的年(nian)齡少(shao)三個數量級。只(zhi)有(you)(you)在(zai)鈾(you)(you)礦中(zhong)存(cun)在(zai)極(ji)微量，這是(shi)(shi)由鈾(you)(you)衰變后的游蕩中(zhong)子產生的。同(tong)位素239Np半衰期(qi)僅2.35天。

加州大學伯克利分校(xiao)教授埃德溫·麥克米倫和艾貝爾森于1940年在伯克利首次合成镎(na)元(yuan)素。

發現簡史

名稱由來：得名于(yu)海王星的名字“Neptune”；發現(xian)地點：美國

1940年，由(you)麥(mai)克米(mi)倫（E.M.McMillan）和艾貝爾森(sen)（P.H.Abelson）用中子轟擊鈾獲得半衰期為(wei)2.3天的(de)239Np。

化學(xue)家們尋找93號元(yuan)素(su)的工作(zuo)在(zai)20世(shi)紀20年代里就已經(jing)開始(shi)了。當時這個元(yuan)素(su)按預(yu)定被放置在(zai)第VIIB族元(yuan)素(su)，屬于錳副族。所以(yi)曾經(jing)有科學(xue)家企圖(tu)從軟錳礦(kuang)中發現這一元(yuan)素(su)，但沒有成(cheng)功。今天(tian)的93號元(yuan)素(su)镎被列在(zai)錒(a)系(xi)元(yuan)素(su)中。

由于核裂變產生許多(duo)碎片，不少自(zi)然界不存在(zai)的元(yuan)素(su)從這(zhe)些(xie)碎片中陸續(xu)被發現(xian)，還有許多(duo)已(yi)知元(yuan)素(su)的同(tong)位素(su)也從這(zhe)些(xie)碎片中找(zhao)到。它(ta)成(cheng)了一個元(yuan)素(su)的“聚(ju)寶(bao)盆”。

镎就(jiu)是從(cong)這個“聚寶盆(pen)”中發(fa)現(xian)的。1939年春，美(mei)國物(wu)理學(xue)家(jia)麥克米倫在分析鈾裂變產物(wu)時發(fa)現(xian)了痕量半衰期為(wei)2.3天和輻射很強的放射性物(wu)質。他請化學(xue)家(jia)艾貝爾(er)森幫助分析，確(que)定了它就(jiu)是93號元(yuan)素。它的化學(xue)性質不與錸(lai)相(xiang)似，而與鈾、釷相(xiang)似。他們用海王星的名字（Neptune）來命名它為(wei)neptunium，元(yuan)素符(fu)號定為(wei)Np。

镎的發現(xian)突破了(le)古典(dian)元(yuan)素(su)周期表的界限，為鈾后元(yuan)素(su)，或稱(cheng)超(chao)鈾元(yuan)素(su)中其他元(yuan)素(su)的發現(xian)闖開(kai)了(le)道(dao)路，為奠(dian)定(ding)現(xian)代元(yuan)素(su)周期系和建立錒系元(yuan)素(su)奠(dian)定(ding)了(le)基礎。它是第一個(ge)被(bei)發現(xian)的人工合成的超(chao)鈾元(yuan)素(su)。

它最(zui)早是在1940年(nian)合成(cheng)的。而在鈾(you)礦中(zhong)，鈾(you)-238會(hui)先捕獲(huo)中(zhong)子成(cheng)為(wei)鈾(you)-239，再透過(guo)β衰變成(cheng)為(wei)镎-239(半衰期(qi)2.35天)。所以(yi)在天然環境中(zhong)只有在鈾(you)礦中(zhong)有極微(wei)量的镎存在。

物理性質

镎（臺灣、港澳譯(yi)作錼，舊譯(yi)作釢）是一種放射性化(hua)學元(yuan)素(su) 。它的化(hua)學符號是Np，它的原子序數是93，屬于錒系元(yuan)素(su)之一。

镎的(de)(de)拼音名稱是海(hai)王星的(de)(de)意思。比對它之前的(de)(de)鈾，是以天王星為名。

镎-237是最穩(wen)定(ding)的同位素，它的半衰期有2,144,000年。

【元素(su)名(ming)稱】 镎（拼音ná,英(ying)文名(ming) Neptunium ）

【元素符號】 Np

【元素原子量】

【元素類型(xing) 】 金屬

【相對(dui)原子(zi)質量(liang)】237.048

【常見化合(he)價(jia)】 +3,+4,+5,+6

【電負性】1.36

【外(wai)圍(wei)電子排布(bu)】5f?6d17s2

【核(he)外電(dian)子排布(bu)】 2，8，18，32，23，8，2

【核電荷數】93

【同位素及放(fang)射線】Np-235[1.08y] Np-236[155000y] Np-236m[22.5h] Np-237(放(fang) α[2140000y]) Np-238[2.11d] Np-239[2.35d] Np-240[1.03h] Np-240m[7.22m]

【電子親合和能(neng)】0 KJ·mol-1

【第一電離(li)能】600 KJ·mol-1

【第(di)二電離能(neng)】0 KJ·mol-1

【第三電離能】0 KJ·mol-1

【單質密度】20.45 g/cm3

【單質(zhi)熔點】640.0 ℃

【單質沸點(dian)】3902.0 ℃

【原子半徑】未知

【離子半徑】未知

【共價半徑】未知

晶體結構：

晶胞為正交晶胞。

晶胞參數：

a = 666.3 pm

b = 472.3 pm

c = 488.7 pm

α = 90°

β = 90°

γ = 90°

化學性質

自(zi)(zi)然界中(zhong)的(de)(de)镎(na)量是很少的(de)(de)，因為壽命(ming)最(zui)長(chang)的(de)(de)237Np其(qi)半衰(shuai)期也比地(di)球的(de)(de)年(nian)齡(ling)短許多，即使當初有，幾乎都(dou)衰(shuai)變掉了；只是由(you)于(yu)鈾(you)俘(fu)獲中(zhong)子的(de)(de)結果，連續不斷地(di)生成镎(na)，所以它才能以極少量的(de)(de)形式存在于(yu)自(zi)(zi)然界中(zhong)。镎(na)的(de)(de)發(fa)現是很重要的(de)(de)，它揭開超鈾(you)元素領域(yu)的(de)(de)面紗，而且它首次(ci)啟示(shi)5f電(dian)子存在的(de)(de)可能性，即涉及錒(a)后元素在周(zhou)期表中(zhong)的(de)(de)位置問(wen)題(ti)。

镎(na)的(de)(de)化(hua)學(xue)性(xing)質表明(ming)，它(ta)(ta)與錒系中相(xiang)鄰近的(de)(de)元素鈾和钚有(you)明(ming)顯的(de)(de)差別(bie)，兩(liang)者比較起來(lai)，更接近于鈾，特別(bie)是水溶液中的(de)(de)化(hua)學(xue)行為(wei)如此(ci)。已經以公斤(jin)量(liang)生產長壽(shou)命的(de)(de)237Np，它(ta)(ta)的(de)(de)半衰期雖長達2.14×10?a，但它(ta)(ta)的(de)(de)比活(huo)度仍為(wei)天然(ran)鈾的(de)(de)2000倍左右。由于研(yan)究它(ta)(ta)們時(shi)需要復雜(za)的(de)(de)設備，以及超鈾元素的(de)(de)毒性(xing)作(zuo)用，因而對(dui)镎(na)化(hua)學(xue)在許多方面尚(shang)待深入(ru)研(yan)究。

已知镎有18種同位(wei)素，都具有放(fang)射性(xing)，其中(zhong)最有實用(yong)價值的(de)是239Np和(he)237Np。前者是從238U通(tong)過(guo)中(zhong)子輻照生產(chan)(chan)裂變核燃料238Pu中(zhong)間(jian)核素；而后者則(ze)是熱(re)中(zhong)子反應堆乏燃料中(zhong)的(de)一個(ge)核素，它是生產(chan)(chan)238Pu的(de)靶料。

在1200℃下(xia)用(yong)鋇蒸汽作用(yong)于NpF?可(ke)制得(de)微量金(jin)屬镎。镎是銀白色重金(jin)屬，密度(du)為(wei)20.45g/cm3，熔點為(wei)640±1℃。金(jin)屬镎易溶于鹽(yan)酸、硫酸和含F-的(de)硝酸中，室(shi)溫時，金(jin)屬镎在干燥空氣中由(you)于表面形(xing)成一種氧化(hua)膜而顯(xian)得(de)十(shi)分穩(wen)定。

镎(na)的還原性很強，可以(yi)與很多非金(jin)屬元(yuan)素起反應，鑒于篇幅原因(yin)，本文僅對镎(na)的鹵化物(wu)及(ji)镎(na)的氧化物(wu)做簡要介紹。

氧化態主要為Np+5

還有(you) Np+2， Np+3， Np+4， Np+6， Np+7

原(yuan)子(zi)體積:(立方厘米/摩爾)

11.62

镎(na)(na)(na)從+2到+7價(jia)(jia)有多種(zhong)化(hua)合(he)價(jia)(jia)，+3價(jia)(jia)镎(na)(na)(na)的化(hua)合(he)物及水(shui)溶(rong)液(ye)呈(cheng)藍(lan)色或紫色，被(bei)空氣氧化(hua)成+5價(jia)(jia)的镎(na)(na)(na)。+4價(jia)(jia)镎(na)(na)(na)的化(hua)合(he)物及水(shui)溶(rong)液(ye)，由黃綠色變(bian)為(wei)深綠色。+5價(jia)(jia)镎(na)(na)(na)在水(shui)溶(rong)液(ye)中以(yi)NpO?+形式存在。+6價(jia)(jia)镎(na)(na)(na)的水(shui)溶(rong)液(ye)呈(cheng)粉(fen)紅(hong)色。+7價(jia)(jia)镎(na)(na)(na)在堿性(xing)水(shui)溶(rong)液(ye)中也NpO?3?的形式存在。

镎的氟化物

紫色(se)的NpF3和綠色(se)的NpF4是分別在(zai)H2與O2存(cun)在(zai)下，將二氧化(hua)镎(na)于500℃時通氟化(hua)氫制成的。

其中NpO2可由镎的氫氧化(hua)(hua)物、碳酸(suan)鹽(yan)、草(cao)酸(suan)鹽(yan)或硝酸(suan)鹽(yan)代替。NpF4在氫氣流中加熱(re)可還原成(cheng)NpF3。這(zhe)兩種(zhong)氟化(hua)(hua)物都(dou)不溶于水(shui)和稀酸(suan)，因而也能(neng)從水(shui)溶液中用沉(chen)淀(dian)法制得。

NpF6固態時(shi)為橙色，氣態時(shi)無色。它可在300一500℃時(shi)以(yi)BrF3，BrF5或單質(zhi)氟對NpO2

或(huo)NpF4進行氟(fu)化而得。NpF6同PuF6一(yi)樣見光便分解。由于237Np的比(bi)活度低，它的自輻解作用也弱。NpF6遇到痕量水分便迅(xun)速分解為氟(fu)化镎酰NpO2F2，較(jiao)純的NpO2F2是由NpO3·H2O

BrF3在室(shi)溫(wen)下反(fan)應，或與F2在230℃時反(fan)應，與HF在300℃時反(fan)應而得(de)到；也能在真(zhen)空條件下濃縮Np(VI)的(de)氫氟酸溶液制得(de)。

固(gu)體(ti)NpO2與堿金屬碳(tan)酸(suan)(suan)鹽、碳(tan)酸(suan)(suan)氫鹽或草(cao)酸(suan)(suan)鹽在(zai)500℃的HF—O，氣(qi)流中反應(ying)(ying)，可生成三元氟化(hua)(hua)物(wu)LiNpF5或7MF·6NpF6(M=Na，K，Rb)，它(ta)們與其他四價(jia)錒(a)系元素的相應(ying)(ying)化(hua)(hua)合物(wu)都是(shi)同(tong)構的。此外尚有Na2NpF6，Na3NpF8，K2NpF6，Rb2NpF6，Rb2·NpF7等含镎(na)的氟化(hua)(hua)物(wu)，它(ta)們多呈綠色或粉紅(hong)一紫(zi)色。

镎的氧化物

文獻(xian)中(zhong)(zhong)已報道的Np—O2和Np-O2一H2O體系中(zhong)(zhong)的化合物有如下(xia)幾(ji)種：

氧化物：NpO，Np2O3，NpO2，Np2O5和Np3O8；

水合(he)氧化物：NpO2OH，NpO3H2O，NpO3·2H2O和NpO2(OH)3·3H2O。

其中比(bi)較(jiao)重要的(de)是(shi)NpO2，它是(shi)镎的(de)氧(yang)化(hua)物(wu)中最穩定(ding)的(de)化(hua)合物(wu)，常作為反應(ying)堆輻照237Nb的(de)靶(ba)料物(wu)。一般可通(tong)過加熱分解(jie)镎的(de)氫氧(yang)化(hua)物(wu)、硝酸鹽(yan)(yan)和草酸鹽(yan)(yan)制得NpO2，用CO在(zai)(zai)450℃以上還(huan)原高價(jia)镎的(de)氧(yang)化(hua)物(wu)也能生成NpO2。這一氧(yang)化(hua)物(wu)還(huan)可在(zai)(zai)800--1000℃下在(zai)(zai)空氣中氧(yang)化(hua)金(jin)屬(shu)(shu)镎而(er)得到(dao)。在(zai)(zai)氧(yang)的(de)壓(ya)力大于2個(ge)大氣壓(ya)時，金(jin)屬(shu)(shu)镎在(zai)(zai)25℃時就氧(yang)化(hua)為NpO2。

NpO2與許多元素氧化物進行(xing)固相反(fan)應，或從LiNO3一NaNO3熔鹽中沉淀，都可(ke)生成四(si)價、五價、六價和七價镎的(de)(de)三元氧化物或氧化物相，這取決于反(fan)應條件和加入(ru)的(de)(de)金(jin)屬氧化物。

至今所發現的(de)大多數三(san)元和多元氧化物都是含Np(IV)和Np(VI)的(de)。

制備方法

通(tong)常(chang)由人工合(he)成。金屬镎(na)是用鋇(bei)（Ba）還(huan)原(yuan)三氟化镎(na)(NpF3)得到，為銀白(bai)色有(you)伸展性的金屬。

由NpF3或NpF4用金屬鋇蒸氣在(zai)1200℃還原而制得。

镎的分析測定

通常(chang)分(fen)析試樣中，镎的(de)含量(liang)很(hen)(hen)小(xiao)而雜(za)質量(liang)卻很(hen)(hen)大，因此，在大多數的(de)分(fen)析測定中，需要將镎與其他(ta)元(yuan)素經初步(bu)分(fen)離(li)，再(zai)濃(nong)縮和純(chun)化(hua)。例如通過價態的(de)改變、離(li)子交換或多級(ji)溶(rong)劑萃取(qu)等分(fen)離(li)方(fang)(fang)法(fa)來實(shi)現。對于(yu)镎的(de)測定可有多種方(fang)(fang)法(fa)，其中以測量(liang)“镎源”輻射的(de)能譜(pu)及溶(rong)液(ye)中镎離(li)子的(de)吸收光(guang)譜(pu)較為重要，即(ji)是輻射測量(liang)法(fa)和分(fen)光(guang)光(guang)度(du)法(fa)為主(zhu)，這兩種方(fang)(fang)法(fa)就靈敏度(du)和選擇性而言相差無(wu)幾，而化(hua)學方(fang)(fang)法(fa)鑒定镎則(ze)較少(shao)有實(shi)際意義。

輻射(she)測(ce)(ce)量法測(ce)(ce)定237Np是(shi)基(ji)于(yu)測(ce)(ce)量其α和(he)β射(she)線，它的(de)比活度很低(1．58×103α粒子(zi)/μg·min)，但(dan)由于(yu)它是(shi)最靈敏的(de)方法，所以α測(ce)(ce)量法廣泛地(di)用于(yu)Np的(de)測(ce)(ce)定。 分光光度法是(shi)利用镎的(de)水溶液和(he)有機溶液均有特征的(de)吸收光譜，根據這(zhe)些光譜，不僅可以測(ce)(ce)定镎的(de)價態，而且可以測(ce)(ce)定镎的(de)含量。

其他還有(you)象中子(zi)活化分(fen)析法(fa)(fa)、滴(di)(di)定(ding)法(fa)(fa)、電化學(xue)法(fa)(fa)、質(zhi)譜法(fa)(fa)、X射(she)線測定(ding)法(fa)(fa)萃(cui)取色(se)層法(fa)(fa)與質(zhi)譜測量相結合等分(fen)析測定(ding)方(fang)法(fa)(fa)。綜合起(qi)來(lai)看，活化分(fen)析法(fa)(fa)是(shi)測定(ding)镎(na)(na)的(de)最靈敏(min)的(de)方(fang)法(fa)(fa)，但(dan)它需有(you)很強的(de)中子(zi)源，分(fen)析的(de)時(shi)(shi)間也較(jiao)長(chang)。其次是(shi)d能譜法(fa)(fa)和偶(ou)氮(dan)胂111分(fen)光(guang)光(guang)度(du)(du)法(fa)(fa)，它們的(de)缺(que)點是(shi)對(dui)钚或鈾的(de)選(xuan)擇性(xing)差，因此(ci)應用這些方(fang)法(fa)(fa)時(shi)(shi)，需將镎(na)(na)與雜(za)質(zhi)預(yu)先分(fen)離。二甲酚(fen)橙分(fen)光(guang)光(guang)度(du)(du)法(fa)(fa)和控制電位(wei)庫侖法(fa)(fa)，則是(shi)分(fen)析镎(na)(na)的(de)選(xuan)擇性(xing)較(jiao)好的(de)方(fang)法(fa)(fa)。其他安(an)培滴(di)(di)定(ding)、庫侖滴(di)(di)定(ding)和絡合滴(di)(di)定(ding)對(dui)測定(ding)镎(na)(na)的(de)精密度(du)(du)較(jiao)好，但(dan)有(you)時(shi)(shi)可能產生相當大的(de)系統誤差。