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镎(na)為(wei)93號(hao)元素(su)。銀白色(se)金屬(shu)，有放射性。密度18.0~20.45g/cm3。熔點(dian)640℃，沸點(dian)3902℃。空氣中(zhong)緩(huan)慢地(di)被(bei)氧化(hua)(hua)。在(zai)(zai)50℃時(shi)能(neng)與(yu)氫反應生(sheng)成(cheng)(cheng)黑色(se)片狀氫化(hua)(hua)物(wu)，化(hua)(hua)學性質與(yu)鈾(you)相似，溶于鹽酸。在(zai)(zai)水溶液中(zhong)顯(xian)示出五(wu)種(zhong)氧化(hua)(hua)態(tai)：Np3+（淡紫色(se)）、Np4+（黃綠(lv)色(se)）、NpO2+（綠(lv)藍(lan)色(se)）、NpO?2+（粉紅色(se)）。镎(na)在(zai)(zai)自然界中(zhong)幾乎不存在(zai)(zai)，通(tong)常(chang)由(you)人工制成(cheng)(cheng)，這是(shi)因為(wei)237Np的(de)(de)半(ban)衰(shuai)期是(shi)2.2×10?年，比地(di)殼形成(cheng)(cheng)的(de)(de)年齡少三個數量級。只有在(zai)(zai)鈾(you)礦中(zhong)存在(zai)(zai)極微量，這是(shi)由(you)鈾(you)衰(shuai)變后的(de)(de)游(you)蕩中(zhong)子產生(sheng)的(de)(de)。同位素(su)239Np半(ban)衰(shuai)期僅2.35天。

加(jia)州大學伯克(ke)(ke)利分校(xiao)教(jiao)授埃德溫·麥克(ke)(ke)米倫和艾(ai)貝(bei)爾(er)森于1940年在伯克(ke)(ke)利首次合(he)成镎元素。

發現簡史

名(ming)稱(cheng)由來：得名(ming)于海王星(xing)的名(ming)字“Neptune”；發(fa)現(xian)地點(dian)：美國

1940年(nian)，由(you)麥克米倫（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239Np。

化學家(jia)們尋(xun)找93號(hao)元素(su)(su)的工作在(zai)(zai)20世(shi)紀20年(nian)代里就已經開(kai)始了。當時這個元素(su)(su)按預定被放置在(zai)(zai)第(di)VIIB族元素(su)(su)，屬于錳(meng)副族。所以曾(ceng)經有(you)科學家(jia)企圖從軟錳(meng)礦中發現(xian)這一元素(su)(su)，但沒有(you)成功。今(jin)天的93號(hao)元素(su)(su)镎被列在(zai)(zai)錒系元素(su)(su)中。

由(you)于核(he)裂變產生許(xu)多(duo)碎片(pian)，不少自然界(jie)不存在的元素從(cong)這些(xie)碎片(pian)中陸續被發現，還有許(xu)多(duo)已知元素的同(tong)位素也從(cong)這些(xie)碎片(pian)中找(zhao)到。它成了一個(ge)元素的“聚寶盆”。

镎就是從這個(ge)“聚寶盆(pen)”中發(fa)現(xian)的。1939年春，美國物理學家麥克(ke)米倫在分析鈾裂變產(chan)物時(shi)發(fa)現(xian)了(le)痕(hen)量半衰期為(wei)(wei)2.3天和輻射很強的放(fang)射性物質。他(ta)(ta)請化學家艾貝(bei)爾(er)森(sen)幫助分析，確(que)定了(le)它(ta)就是93號元(yuan)素。它(ta)的化學性質不與(yu)錸(lai)相似，而與(yu)鈾、釷(tu)相似。他(ta)(ta)們用海王星的名字（Neptune）來命名它(ta)為(wei)(wei)neptunium，元(yuan)素符號定為(wei)(wei)Np。

镎的(de)(de)發(fa)現突(tu)破了(le)古典元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)周(zhou)期表的(de)(de)界限，為鈾(you)后元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)，或稱超(chao)鈾(you)元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)中其他元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)的(de)(de)發(fa)現闖開(kai)了(le)道路，為奠定(ding)現代元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)周(zhou)期系和建立錒系元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)奠定(ding)了(le)基(ji)礎。它(ta)是第一個被發(fa)現的(de)(de)人工(gong)合成的(de)(de)超(chao)鈾(you)元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)。

它最早是在(zai)(zai)(zai)1940年合成的(de)。而(er)在(zai)(zai)(zai)鈾(you)礦中，鈾(you)-238會先捕(bu)獲中子(zi)成為鈾(you)-239，再透過β衰變成為镎-239(半衰期2.35天(tian)(tian))。所以在(zai)(zai)(zai)天(tian)(tian)然環(huan)境(jing)中只有(you)在(zai)(zai)(zai)鈾(you)礦中有(you)極微量的(de)镎存在(zai)(zai)(zai)。

物理性質

镎（臺灣、港(gang)澳譯作錼(nai)，舊譯作釢）是一(yi)種放射(she)性化(hua)學(xue)元(yuan)素 。它(ta)的化(hua)學(xue)符號是Np，它(ta)的原子序數是93，屬于錒系元(yuan)素之一(yi)。

镎(na)的(de)拼音名(ming)稱(cheng)是(shi)海(hai)王(wang)(wang)星的(de)意思。比(bi)對它之前的(de)鈾，是(shi)以天(tian)王(wang)(wang)星為名(ming)。

镎-237是最穩(wen)定的(de)同位素，它(ta)的(de)半衰期有2,144,000年(nian)。

【元素名稱】 镎(na)（拼音ná,英文名 Neptunium ）

【元素符號】 Np

【元素原子量】

【元(yuan)素(su)類型 】 金屬

【相(xiang)對原(yuan)子質(zhi)量】237.048

【常見化合價】 +3,+4,+5,+6

【電負性】1.36

【外(wai)圍(wei)電子排(pai)布】5f?6d17s2

【核外(wai)電子排布】 2，8，18，32，23，8，2

【核電荷數】93

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

【電(dian)子親(qin)合和能(neng)】0 KJ·mol-1

【第(di)一(yi)電離能】600 KJ·mol-1

【第(di)二電離(li)能】0 KJ·mol-1

【第三電離能】0 KJ·mol-1

【單(dan)質密度】20.45 g/cm3

【單(dan)質熔點(dian)】640.0 ℃

【單(dan)質沸(fei)點】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

自然界中(zhong)的(de)(de)(de)(de)镎(na)量(liang)是很(hen)少(shao)的(de)(de)(de)(de)，因為壽命最長(chang)的(de)(de)(de)(de)237Np其半(ban)衰(shuai)期也(ye)比地(di)球的(de)(de)(de)(de)年齡短許多，即使(shi)當(dang)初有，幾乎都衰(shuai)變掉了；只是由于鈾(you)俘(fu)獲(huo)中(zhong)子的(de)(de)(de)(de)結果，連續不斷(duan)地(di)生成镎(na)，所以它才(cai)能以極少(shao)量(liang)的(de)(de)(de)(de)形式存在于自然界中(zhong)。镎(na)的(de)(de)(de)(de)發現是很(hen)重要的(de)(de)(de)(de)，它揭開超(chao)鈾(you)元素(su)(su)領域(yu)的(de)(de)(de)(de)面紗(sha)，而且它首次啟(qi)示5f電(dian)子存在的(de)(de)(de)(de)可能性，即涉及錒后元素(su)(su)在周期表(biao)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)位置問題。

镎的化(hua)學(xue)(xue)性(xing)(xing)質表(biao)明(ming)，它(ta)與錒(a)系中相鄰近(jin)的元(yuan)(yuan)素鈾和钚(bu)有明(ming)顯的差別，兩者比較(jiao)起來，更接近(jin)于鈾，特(te)別是水溶液(ye)中的化(hua)學(xue)(xue)行(xing)為如此。已經(jing)以公斤量生(sheng)產長壽命的237Np，它(ta)的半衰期雖長達2.14×10?a，但它(ta)的比活度(du)仍(reng)為天然(ran)鈾的2000倍(bei)左(zuo)右。由于研(yan)究它(ta)們時需要復雜的設備，以及超(chao)鈾元(yuan)(yuan)素的毒性(xing)(xing)作(zuo)用，因而對镎化(hua)學(xue)(xue)在許多方面尚待深(shen)入研(yan)究。

已知镎(na)有18種(zhong)同位素，都具有放射性(xing)，其中最有實用價(jia)值(zhi)的是(shi)(shi)239Np和(he)237Np。前者(zhe)是(shi)(shi)從238U通過中子輻照(zhao)生產(chan)裂變核燃(ran)料238Pu中間核素；而(er)后者(zhe)則是(shi)(shi)熱(re)中子反(fan)應堆(dui)乏燃(ran)料中的一個(ge)核素，它是(shi)(shi)生產(chan)238Pu的靶(ba)料。

在1200℃下(xia)用鋇蒸汽作用于(yu)NpF?可制得微(wei)量金(jin)屬镎。镎是(shi)銀白色(se)重金(jin)屬，密度為20.45g/cm3，熔點為640±1℃。金(jin)屬镎易溶(rong)于(yu)鹽(yan)酸(suan)、硫酸(suan)和含F-的硝酸(suan)中(zhong)，室溫時(shi)，金(jin)屬镎在干(gan)燥空氣中(zhong)由于(yu)表面(mian)形成(cheng)一(yi)種氧化膜(mo)而顯得十分穩定。

镎的(de)還原(yuan)性很強，可以與(yu)很多非金屬元素(su)起反應，鑒于(yu)篇幅原(yuan)因，本文(wen)僅對镎的(de)鹵化(hua)物及镎的(de)氧(yang)化(hua)物做簡要(yao)介紹。

氧化態主要為Np+5

還有 Np+2， Np+3， Np+4， Np+6， Np+7

原子體積:(立方(fang)厘(li)米/摩(mo)爾)

11.62

镎從+2到+7價有多種化合價，+3價镎的化合物(wu)及(ji)水溶液呈(cheng)藍(lan)色(se)或紫色(se)，被空氣(qi)氧(yang)化成(cheng)+5價的镎。+4價镎的化合物(wu)及(ji)水溶液，由黃綠色(se)變為深綠色(se)。+5價镎在水溶液中以NpO?+形式存在。+6價镎的水溶液呈(cheng)粉紅色(se)。+7價镎在堿性水溶液中也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存在(zai)下，將二氧化镎于(yu)500℃時通氟化氫制成的。

其(qi)中(zhong)(zhong)NpO2可由镎的氫氧化物、碳酸(suan)(suan)鹽(yan)(yan)、草酸(suan)(suan)鹽(yan)(yan)或硝酸(suan)(suan)鹽(yan)(yan)代替(ti)。NpF4在氫氣流中(zhong)(zhong)加熱可還(huan)原成NpF3。這兩種氟化物都不溶于水和稀酸(suan)(suan)，因(yin)而也能(neng)從水溶液(ye)中(zhong)(zhong)用沉淀法制得(de)。

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

或NpF4進行氟化(hua)而得。NpF6同PuF6一樣見(jian)光便(bian)分解(jie)。由(you)于237Np的(de)比活度低，它(ta)的(de)自輻解(jie)作用也弱。NpF6遇到痕量水分便(bian)迅速分解(jie)為氟化(hua)镎酰NpO2F2，較(jiao)純(chun)的(de)NpO2F2是由(you)NpO3·H2O

BrF3在(zai)室溫(wen)下(xia)(xia)反(fan)應，或與(yu)F2在(zai)230℃時反(fan)應，與(yu)HF在(zai)300℃時反(fan)應而得到；也能在(zai)真空條件下(xia)(xia)濃縮Np(VI)的氫(qing)氟酸溶液(ye)制得。

固體NpO2與堿(jian)金(jin)屬(shu)碳酸(suan)鹽、碳酸(suan)氫鹽或草酸(suan)鹽在500℃的(de)HF—O，氣流中(zhong)反應(ying)，可生成三元(yuan)氟化(hua)物LiNpF5或7MF·6NpF6(M=Na，K，Rb)，它(ta)們(men)與其他(ta)四價錒系元(yuan)素的(de)相(xiang)應(ying)化(hua)合物都是(shi)同構的(de)。此外(wai)尚有(you)Na2NpF6，Na3NpF8，K2NpF6，Rb2NpF6，Rb2·NpF7等含镎的(de)氟化(hua)物，它(ta)們(men)多(duo)呈(cheng)綠色或粉紅一紫色。

镎的氧化物

文獻(xian)中已(yi)報(bao)道(dao)的Np—O2和Np-O2一H2O體(ti)系中的化合物有如下幾(ji)種(zhong)：

氧化物：NpO，Np2O3，NpO2，Np2O5和Np3O8；

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

其中比較重要(yao)的(de)(de)是(shi)NpO2，它是(shi)镎(na)的(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)物(wu)中最穩定的(de)(de)化(hua)合(he)物(wu)，常作為(wei)反應堆輻照237Nb的(de)(de)靶料物(wu)。一(yi)般(ban)可(ke)通過加(jia)熱(re)分(fen)解镎(na)的(de)(de)氫氧(yang)(yang)化(hua)物(wu)、硝酸(suan)鹽和(he)草酸(suan)鹽制得NpO2，用CO在(zai)450℃以(yi)上(shang)還(huan)(huan)原高價镎(na)的(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)物(wu)也(ye)能生成NpO2。這一(yi)氧(yang)(yang)化(hua)物(wu)還(huan)(huan)可(ke)在(zai)800--1000℃下(xia)在(zai)空氣中氧(yang)(yang)化(hua)金屬(shu)镎(na)而得到。在(zai)氧(yang)(yang)的(de)(de)壓(ya)(ya)力(li)大于2個大氣壓(ya)(ya)時(shi)，金屬(shu)镎(na)在(zai)25℃時(shi)就氧(yang)(yang)化(hua)為(wei)NpO2。

NpO2與(yu)許多元素氧(yang)化物(wu)(wu)(wu)進行固相反應，或(huo)從LiNO3一NaNO3熔鹽(yan)中(zhong)沉淀，都可生成四價(jia)、五價(jia)、六(liu)價(jia)和七價(jia)镎的三元氧(yang)化物(wu)(wu)(wu)或(huo)氧(yang)化物(wu)(wu)(wu)相，這(zhe)取決(jue)于反應條件(jian)和加(jia)入的金屬氧(yang)化物(wu)(wu)(wu)。

至今(jin)所發現的大多數三元(yuan)和(he)多元(yuan)氧化物都是(shi)含Np(IV)和(he)Np(VI)的。

制備方法

通常由人工(gong)合(he)成。金(jin)屬镎是(shi)用鋇（Ba）還(huan)原三氟(fu)化(hua)镎(NpF3)得(de)到，為銀白(bai)色(se)有伸展性的(de)金(jin)屬。

由NpF3或NpF4用金屬鋇蒸氣(qi)在(zai)1200℃還原(yuan)而制(zhi)得。

镎的分析測定

通常(chang)分析試樣(yang)中(zhong)，镎(na)(na)的含(han)量(liang)很小而雜質量(liang)卻很大，因此，在大多(duo)數的分析測定中(zhong)，需要將镎(na)(na)與其他(ta)元(yuan)素經初步分離(li)，再濃縮和純化。例如通過(guo)價態的改變、離(li)子(zi)交換或多(duo)級溶(rong)劑萃取等分離(li)方(fang)(fang)法(fa)(fa)來實現。對(dui)于镎(na)(na)的測定可(ke)有多(duo)種(zhong)方(fang)(fang)法(fa)(fa)，其中(zhong)以測量(liang)“镎(na)(na)源”輻射(she)的能譜(pu)及溶(rong)液中(zhong)镎(na)(na)離(li)子(zi)的吸(xi)收光(guang)譜(pu)較為(wei)重要，即是(shi)輻射(she)測量(liang)法(fa)(fa)和分光(guang)光(guang)度法(fa)(fa)為(wei)主，這兩種(zhong)方(fang)(fang)法(fa)(fa)就靈敏度和選擇性而言相差(cha)無幾(ji)，而化學(xue)方(fang)(fang)法(fa)(fa)鑒定镎(na)(na)則較少有實際意(yi)義。

輻(fu)射測(ce)(ce)量法測(ce)(ce)定(ding)237Np是(shi)基于(yu)(yu)測(ce)(ce)量其(qi)α和β射線，它(ta)的(de)比活度很低(1．58×103α粒子/μg·min)，但由(you)于(yu)(yu)它(ta)是(shi)最靈敏的(de)方法，所以(yi)α測(ce)(ce)量法廣泛(fan)地用(yong)于(yu)(yu)Np的(de)測(ce)(ce)定(ding)。 分光(guang)光(guang)度法是(shi)利用(yong)镎的(de)水溶液和有(you)機溶液均有(you)特征的(de)吸(xi)收(shou)光(guang)譜，根(gen)據這些光(guang)譜，不(bu)僅可(ke)以(yi)測(ce)(ce)定(ding)镎的(de)價態，而(er)且可(ke)以(yi)測(ce)(ce)定(ding)镎的(de)含量。

其他還(huan)有(you)(you)(you)象(xiang)中子活化(hua)分(fen)(fen)析(xi)法(fa)(fa)(fa)(fa)、滴(di)定(ding)法(fa)(fa)(fa)(fa)、電(dian)化(hua)學法(fa)(fa)(fa)(fa)、質(zhi)譜法(fa)(fa)(fa)(fa)、X射線測定(ding)法(fa)(fa)(fa)(fa)萃(cui)取(qu)色(se)層(ceng)法(fa)(fa)(fa)(fa)與質(zhi)譜測量相結(jie)合等分(fen)(fen)析(xi)測定(ding)方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)。綜合起來看，活化(hua)分(fen)(fen)析(xi)法(fa)(fa)(fa)(fa)是測定(ding)镎的(de)(de)(de)最靈敏的(de)(de)(de)方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)，但(dan)它需有(you)(you)(you)很強(qiang)的(de)(de)(de)中子源(yuan)，分(fen)(fen)析(xi)的(de)(de)(de)時(shi)間也較長(chang)。其次是d能(neng)(neng)譜法(fa)(fa)(fa)(fa)和偶氮胂111分(fen)(fen)光(guang)光(guang)度法(fa)(fa)(fa)(fa)，它們的(de)(de)(de)缺(que)點是對钚或鈾的(de)(de)(de)選擇性(xing)差，因此應用這些方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)時(shi)，需將镎與雜質(zhi)預先分(fen)(fen)離。二甲(jia)酚橙分(fen)(fen)光(guang)光(guang)度法(fa)(fa)(fa)(fa)和控(kong)制電(dian)位庫侖法(fa)(fa)(fa)(fa)，則(ze)是分(fen)(fen)析(xi)镎的(de)(de)(de)選擇性(xing)較好(hao)的(de)(de)(de)方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)。其他安培滴(di)定(ding)、庫侖滴(di)定(ding)和絡合滴(di)定(ding)對測定(ding)镎的(de)(de)(de)精(jing)密(mi)度較好(hao)，但(dan)有(you)(you)(you)時(shi)可能(neng)(neng)產生相當(dang)大的(de)(de)(de)系(xi)統誤差。