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镎(na)(na)為(wei)93號元素(su)。銀白色(se)(se)金(jin)屬(shu)，有放射性(xing)(xing)。密(mi)度18.0~20.45g/cm3。熔(rong)點640℃，沸點3902℃。空氣中緩慢地被(bei)氧(yang)化(hua)。在50℃時能與氫(qing)反(fan)應生成(cheng)黑色(se)(se)片(pian)狀氫(qing)化(hua)物，化(hua)學性(xing)(xing)質與鈾相似，溶(rong)于鹽(yan)酸。在水溶(rong)液中顯示出五種氧(yang)化(hua)態：Np3+（淡(dan)紫(zi)色(se)(se)）、Np4+（黃綠色(se)(se)）、NpO2+（綠藍色(se)(se)）、NpO?2+（粉紅(hong)色(se)(se)）。镎(na)(na)在自(zi)然界中幾(ji)乎不存在，通常由(you)人(ren)工制成(cheng)，這是因(yin)為(wei)237Np的(de)半衰期是2.2×10?年(nian)，比地殼形成(cheng)的(de)年(nian)齡少三個數量級。只(zhi)有在鈾礦中存在極微量，這是由(you)鈾衰變后的(de)游(you)蕩中子產(chan)生的(de)。同位素(su)239Np半衰期僅2.35天。

加(jia)州大學(xue)伯克利(li)分校(xiao)教(jiao)授埃德溫·麥克米倫和艾貝爾森(sen)于1940年(nian)在(zai)伯克利(li)首次合成镎元(yuan)素。

發現簡史

名稱(cheng)由來：得(de)名于海王(wang)星的名字“Neptune”；發現地點：美(mei)國

1940年，由麥(mai)克(ke)米倫（E.M.McMillan）和艾貝爾森（P.H.Abelson）用中子轟擊(ji)鈾獲得半衰期為2.3天的239Np。

化學(xue)家們(men)尋找93號元(yuan)素(su)(su)的工作在(zai)(zai)20世紀20年(nian)代里(li)就已經開始了。當時(shi)這個元(yuan)素(su)(su)按預定被放置在(zai)(zai)第(di)VIIB族元(yuan)素(su)(su)，屬于錳副族。所以(yi)曾(ceng)經有(you)科學(xue)家企圖(tu)從軟(ruan)錳礦中發現這一元(yuan)素(su)(su)，但沒有(you)成功(gong)。今天的93號元(yuan)素(su)(su)镎被列在(zai)(zai)錒系元(yuan)素(su)(su)中。

由于(yu)核裂變(bian)產生(sheng)許(xu)多(duo)碎(sui)片(pian)(pian)，不(bu)少自然(ran)界不(bu)存在(zai)的(de)元(yuan)素(su)(su)從這(zhe)些碎(sui)片(pian)(pian)中(zhong)陸續被發現(xian)，還有許(xu)多(duo)已知元(yuan)素(su)(su)的(de)同(tong)位素(su)(su)也(ye)從這(zhe)些碎(sui)片(pian)(pian)中(zhong)找(zhao)到。它成了一個(ge)元(yuan)素(su)(su)的(de)“聚寶盆”。

镎就是從這個“聚寶盆”中(zhong)發(fa)現的(de)(de)。1939年春，美(mei)國物(wu)理學(xue)(xue)家(jia)麥克米(mi)倫在分析鈾裂變(bian)產物(wu)時發(fa)現了(le)(le)痕量半衰期為2.3天和輻射很強的(de)(de)放射性物(wu)質。他(ta)(ta)請(qing)化學(xue)(xue)家(jia)艾貝爾森幫助分析，確定了(le)(le)它(ta)就是93號元(yuan)素。它(ta)的(de)(de)化學(xue)(xue)性質不與(yu)錸相似，而與(yu)鈾、釷相似。他(ta)(ta)們用海王星的(de)(de)名字（Neptune）來命(ming)名它(ta)為neptunium，元(yuan)素符號定為Np。

镎的(de)(de)發現(xian)(xian)突破(po)了古(gu)典元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)周期表的(de)(de)界限，為(wei)鈾(you)后元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)，或稱(cheng)超鈾(you)元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)中其他元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)的(de)(de)發現(xian)(xian)闖開了道路，為(wei)奠(dian)(dian)定現(xian)(xian)代元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)周期系(xi)和建立錒系(xi)元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)奠(dian)(dian)定了基礎。它是第一個被發現(xian)(xian)的(de)(de)人工合成的(de)(de)超鈾(you)元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)。

它最早是在1940年合成的。而在鈾(you)(you)礦(kuang)中，鈾(you)(you)-238會先捕獲中子成為鈾(you)(you)-239，再透過β衰(shuai)(shuai)變(bian)成為镎(na)-239(半(ban)衰(shuai)(shuai)期2.35天)。所以在天然環(huan)境中只有在鈾(you)(you)礦(kuang)中有極微量的镎(na)存在。

物理性質

镎(na)（臺灣(wan)、港澳譯作錼，舊譯作釢(nai)）是(shi)一(yi)(yi)種放(fang)射性化(hua)學元素(su) 。它(ta)的化(hua)學符號是(shi)Np，它(ta)的原子序數是(shi)93，屬于(yu)錒系(xi)元素(su)之一(yi)(yi)。

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

镎-237是最穩定的同(tong)位素，它的半衰期(qi)有2,144,000年。

【元素名(ming)稱】 镎(na)（拼音ná,英文名(ming) Neptunium ）

【元素(su)符號】 Np

【元素原子量】

【元素類型 】 金屬

【相對原子質量】237.048

【常見化合價(jia)】 +3,+4,+5,+6

【電負性】1.36

【外圍電子排布(bu)】5f?6d17s2

【核外(wai)電子排布(bu)】 2，8，18，32，23，8，2

【核(he)電荷數】93

【同位素及(ji)放射線(xian)】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]

【電子親合和能(neng)】0 KJ·mol-1

【第一(yi)電離能(neng)】600 KJ·mol-1

【第二電(dian)離能】0 KJ·mol-1

【第三電離能】0 KJ·mol-1

【單質密度】20.45 g/cm3

【單質熔點】640.0 ℃

【單質(zhi)沸點】3902.0 ℃

【原(yuan)子半(ban)徑】未知

【離子半徑】未知

【共價半徑】未知

晶體結構：

晶(jing)胞為(wei)正交晶(jing)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(jie)中的(de)(de)镎(na)(na)(na)量是(shi)很少的(de)(de)，因為壽命最長(chang)的(de)(de)237Np其半(ban)衰期也(ye)比地球的(de)(de)年齡短許多，即使當(dang)初有(you)，幾乎(hu)都衰變掉了；只(zhi)是(shi)由于(yu)鈾俘獲中子(zi)的(de)(de)結(jie)果(guo)，連續不(bu)斷地生成(cheng)镎(na)(na)(na)，所以它才能以極(ji)少量的(de)(de)形式存在于(yu)自然界(jie)中。镎(na)(na)(na)的(de)(de)發現(xian)是(shi)很重(zhong)要的(de)(de)，它揭開超(chao)鈾元素領域的(de)(de)面紗，而且它首(shou)次啟示(shi)5f電子(zi)存在的(de)(de)可(ke)能性，即涉及錒后元素在周期表(biao)中的(de)(de)位置問題(ti)。

镎的(de)(de)化學(xue)(xue)性質表明(ming)，它與錒系中(zhong)(zhong)相鄰(lin)近的(de)(de)元素鈾(you)和钚有明(ming)顯的(de)(de)差別(bie)，兩者比較(jiao)起(qi)來，更接近于(yu)鈾(you)，特別(bie)是水溶(rong)液(ye)中(zhong)(zhong)的(de)(de)化學(xue)(xue)行(xing)為如此(ci)。已經(jing)以公斤量生(sheng)產長壽命的(de)(de)237Np，它的(de)(de)半衰期雖(sui)長達2.14×10?a，但它的(de)(de)比活度仍為天然(ran)鈾(you)的(de)(de)2000倍左(zuo)右。由于(yu)研(yan)(yan)究它們時(shi)需要(yao)復雜(za)的(de)(de)設備，以及超(chao)鈾(you)元素的(de)(de)毒性作(zuo)用，因而對镎化學(xue)(xue)在許多方面尚待深入研(yan)(yan)究。

已知镎有(you)(you)18種(zhong)同位素，都具有(you)(you)放射性，其(qi)中(zhong)(zhong)最有(you)(you)實用價值的是(shi)239Np和237Np。前者是(shi)從238U通過中(zhong)(zhong)子輻照生產裂變核燃(ran)料238Pu中(zhong)(zhong)間核素；而后者則是(shi)熱(re)中(zhong)(zhong)子反應堆(dui)乏(fa)燃(ran)料中(zhong)(zhong)的一個核素，它是(shi)生產238Pu的靶料。

在(zai)1200℃下用鋇蒸汽作用于NpF?可(ke)制(zhi)得(de)微量金(jin)屬镎。镎是銀白色重金(jin)屬，密(mi)度(du)為20.45g/cm3，熔點為640±1℃。金(jin)屬镎易溶于鹽酸(suan)、硫酸(suan)和(he)含F-的硝酸(suan)中，室溫(wen)時，金(jin)屬镎在(zai)干燥(zao)空(kong)氣中由于表面形成一(yi)種氧化膜而顯(xian)得(de)十分穩定。

镎(na)的(de)還原性很強，可以與(yu)很多(duo)非金(jin)屬元素起反應(ying)，鑒于篇幅原因，本文僅對镎(na)的(de)鹵(lu)化物(wu)及镎(na)的(de)氧(yang)化物(wu)做簡要介紹。

氧(yang)化態主要為Np+5

還有(you) Np+2， Np+3， Np+4， Np+6， Np+7

原(yuan)子體(ti)積(ji):(立(li)方(fang)厘米/摩(mo)爾(er))

11.62

镎(na)從+2到+7價(jia)(jia)(jia)(jia)有多(duo)種化(hua)合價(jia)(jia)(jia)(jia)，+3價(jia)(jia)(jia)(jia)镎(na)的化(hua)合物及(ji)(ji)水(shui)(shui)溶(rong)(rong)液呈藍(lan)色(se)或紫色(se)，被空氣氧(yang)化(hua)成+5價(jia)(jia)(jia)(jia)的镎(na)。+4價(jia)(jia)(jia)(jia)镎(na)的化(hua)合物及(ji)(ji)水(shui)(shui)溶(rong)(rong)液，由(you)黃綠色(se)變為深綠色(se)。+5價(jia)(jia)(jia)(jia)镎(na)在(zai)水(shui)(shui)溶(rong)(rong)液中以(yi)NpO?+形式(shi)存(cun)(cun)在(zai)。+6價(jia)(jia)(jia)(jia)镎(na)的水(shui)(shui)溶(rong)(rong)液呈粉紅色(se)。+7價(jia)(jia)(jia)(jia)镎(na)在(zai)堿(jian)性水(shui)(shui)溶(rong)(rong)液中也NpO?3?的形式(shi)存(cun)(cun)在(zai)。

镎的氟化物

紫色的(de)NpF3和綠(lv)色的(de)NpF4是分(fen)別在(zai)H2與O2存在(zai)下，將二氧化(hua)(hua)镎于(yu)500℃時(shi)通氟化(hua)(hua)氫(qing)制成的(de)。

其中NpO2可(ke)由镎的氫(qing)氧化物(wu)、碳酸(suan)鹽、草酸(suan)鹽或(huo)硝酸(suan)鹽代替。NpF4在氫(qing)氣流中加熱可(ke)還(huan)原成NpF3。這兩種(zhong)氟化物(wu)都不溶于水(shui)和稀酸(suan)，因而也能從水(shui)溶液中用(yong)沉(chen)淀法制得。

NpF6固態(tai)時為橙色(se)，氣態(tai)時無色(se)。它(ta)可(ke)在(zai)300一500℃時以BrF3，BrF5或單質氟對NpO2

或NpF4進行氟化而得(de)。NpF6同PuF6一樣見光便分(fen)解(jie)。由于237Np的比活度低(di)，它的自輻解(jie)作用也弱。NpF6遇到痕量(liang)水分(fen)便迅速分(fen)解(jie)為氟化镎(na)酰NpO2F2，較純的NpO2F2是由NpO3·H2O

BrF3在室溫下反(fan)(fan)應(ying)，或(huo)與F2在230℃時反(fan)(fan)應(ying)，與HF在300℃時反(fan)(fan)應(ying)而得(de)到(dao)；也能在真(zhen)空條件下濃縮Np(VI)的(de)氫氟酸溶液制得(de)。

固體NpO2與堿金屬碳酸鹽、碳酸氫(qing)鹽或草酸鹽在500℃的(de)(de)HF—O，氣(qi)流中反應(ying)，可生(sheng)成三元氟化物LiNpF5或7MF·6NpF6(M=Na，K，Rb)，它(ta)們與其(qi)他四價(jia)錒系元素的(de)(de)相應(ying)化合(he)物都是同構的(de)(de)。此(ci)外(wai)尚有Na2NpF6，Na3NpF8，K2NpF6，Rb2NpF6，Rb2·NpF7等含镎的(de)(de)氟化物，它(ta)們多呈綠色(se)或粉紅一紫色(se)。

镎的氧化物

文(wen)獻中已(yi)報(bao)道(dao)的Np—O2和Np-O2一H2O體系(xi)中的化合物(wu)有如下幾種：

氧化(hua)物：NpO，Np2O3，NpO2，Np2O5和Np3O8；

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

其(qi)中(zhong)(zhong)比較重(zhong)要的(de)(de)是NpO2，它(ta)是镎(na)(na)(na)的(de)(de)氧(yang)化(hua)(hua)物中(zhong)(zhong)最穩定(ding)的(de)(de)化(hua)(hua)合物，常作為反(fan)應堆輻照237Nb的(de)(de)靶料(liao)物。一般(ban)可通(tong)過加熱分解(jie)镎(na)(na)(na)的(de)(de)氫氧(yang)化(hua)(hua)物、硝酸(suan)鹽和草酸(suan)鹽制得NpO2，用CO在(zai)450℃以(yi)上還原高價镎(na)(na)(na)的(de)(de)氧(yang)化(hua)(hua)物也能生(sheng)成NpO2。這一氧(yang)化(hua)(hua)物還可在(zai)800--1000℃下在(zai)空氣中(zhong)(zhong)氧(yang)化(hua)(hua)金屬(shu)镎(na)(na)(na)而得到。在(zai)氧(yang)的(de)(de)壓力大(da)于(yu)2個大(da)氣壓時(shi)，金屬(shu)镎(na)(na)(na)在(zai)25℃時(shi)就(jiu)氧(yang)化(hua)(hua)為NpO2。

NpO2與許多元素(su)氧(yang)化(hua)(hua)物(wu)進行固相反(fan)(fan)應(ying)，或(huo)(huo)從LiNO3一(yi)NaNO3熔鹽中沉淀，都可生成(cheng)四價(jia)(jia)、五(wu)價(jia)(jia)、六價(jia)(jia)和七價(jia)(jia)镎的三元氧(yang)化(hua)(hua)物(wu)或(huo)(huo)氧(yang)化(hua)(hua)物(wu)相，這取(qu)決于反(fan)(fan)應(ying)條件和加入(ru)的金(jin)屬氧(yang)化(hua)(hua)物(wu)。

至今所發(fa)現的(de)大多數(shu)三元(yuan)和多元(yuan)氧(yang)化物都是含Np(IV)和Np(VI)的(de)。

制備方法

通常由人工合成。金屬镎(na)是用(yong)鋇（Ba）還原三(san)氟化镎(na)(NpF3)得到(dao)，為銀白(bai)色有(you)伸展性的金屬。

由NpF3或(huo)NpF4用金(jin)屬(shu)鋇蒸(zheng)氣在1200℃還原而制得。

镎的分析測定

通常分(fen)析試樣(yang)中(zhong)，镎(na)的(de)含(han)量很小(xiao)而雜質量卻很大，因此，在大多數的(de)分(fen)析測定(ding)中(zhong)，需要將镎(na)與其他元(yuan)素經初(chu)步分(fen)離，再濃縮和純化。例如通過價態的(de)改變、離子(zi)交換(huan)或多級溶(rong)劑萃取等分(fen)離方法(fa)來(lai)實(shi)(shi)現。對(dui)于镎(na)的(de)測定(ding)可有多種方法(fa)，其中(zhong)以測量“镎(na)源”輻射的(de)能(neng)譜及溶(rong)液(ye)中(zhong)镎(na)離子(zi)的(de)吸收(shou)光(guang)譜較為重要，即是輻射測量法(fa)和分(fen)光(guang)光(guang)度法(fa)為主，這(zhe)兩種方法(fa)就靈敏(min)度和選擇性而言相(xiang)差無幾(ji)，而化學方法(fa)鑒定(ding)镎(na)則(ze)較少有實(shi)(shi)際意義。

輻射(she)測(ce)(ce)量法(fa)測(ce)(ce)定(ding)237Np是(shi)基于測(ce)(ce)量其α和(he)β射(she)線(xian)，它(ta)的(de)(de)比活(huo)度(du)很低(1．58×103α粒子/μg·min)，但由于它(ta)是(shi)最靈敏的(de)(de)方(fang)法(fa)，所(suo)以(yi)α測(ce)(ce)量法(fa)廣泛地用于Np的(de)(de)測(ce)(ce)定(ding)。 分光光度(du)法(fa)是(shi)利用镎的(de)(de)水溶液和(he)有(you)機溶液均有(you)特征的(de)(de)吸(xi)收光譜，根據這(zhe)些光譜，不僅可以(yi)測(ce)(ce)定(ding)镎的(de)(de)價態，而(er)且可以(yi)測(ce)(ce)定(ding)镎的(de)(de)含(han)量。

其(qi)(qi)他(ta)還有(you)(you)象中子活化分析(xi)(xi)法(fa)、滴(di)(di)定(ding)(ding)(ding)法(fa)、電化學法(fa)、質(zhi)譜法(fa)、X射線測(ce)(ce)定(ding)(ding)(ding)法(fa)萃(cui)取(qu)色層法(fa)與質(zhi)譜測(ce)(ce)量相結合(he)等分析(xi)(xi)測(ce)(ce)定(ding)(ding)(ding)方(fang)(fang)法(fa)。綜合(he)起(qi)來看，活化分析(xi)(xi)法(fa)是(shi)測(ce)(ce)定(ding)(ding)(ding)镎(na)(na)的(de)(de)最靈敏的(de)(de)方(fang)(fang)法(fa)，但(dan)它需(xu)有(you)(you)很強的(de)(de)中子源，分析(xi)(xi)的(de)(de)時(shi)(shi)間也(ye)較(jiao)(jiao)長。其(qi)(qi)次是(shi)d能譜法(fa)和偶氮胂(shen)111分光(guang)(guang)光(guang)(guang)度法(fa)，它們的(de)(de)缺點是(shi)對(dui)钚或鈾的(de)(de)選擇(ze)性(xing)差，因此應用(yong)這(zhe)些(xie)方(fang)(fang)法(fa)時(shi)(shi)，需(xu)將镎(na)(na)與雜質(zhi)預先(xian)分離(li)。二甲酚(fen)橙(cheng)分光(guang)(guang)光(guang)(guang)度法(fa)和控制電位庫侖法(fa)，則是(shi)分析(xi)(xi)镎(na)(na)的(de)(de)選擇(ze)性(xing)較(jiao)(jiao)好(hao)的(de)(de)方(fang)(fang)法(fa)。其(qi)(qi)他(ta)安培滴(di)(di)定(ding)(ding)(ding)、庫侖滴(di)(di)定(ding)(ding)(ding)和絡合(he)滴(di)(di)定(ding)(ding)(ding)對(dui)測(ce)(ce)定(ding)(ding)(ding)镎(na)(na)的(de)(de)精密(mi)度較(jiao)(jiao)好(hao)，但(dan)有(you)(you)時(shi)(shi)可能產生相當(dang)大(da)的(de)(de)系(xi)統(tong)誤差。