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镎為(wei)93號元素。銀白色(se)(se)金屬，有(you)(you)放射性(xing)。密(mi)度18.0~20.45g/cm3。熔(rong)點640℃，沸點3902℃。空(kong)氣(qi)中(zhong)(zhong)緩慢地被氧化。在(zai)(zai)(zai)50℃時能與(yu)氫(qing)(qing)反應生成黑色(se)(se)片狀氫(qing)(qing)化物(wu)，化學(xue)性(xing)質與(yu)鈾(you)相似，溶(rong)于鹽酸。在(zai)(zai)(zai)水溶(rong)液中(zhong)(zhong)顯示出(chu)五種氧化態：Np3+（淡紫色(se)(se)）、Np4+（黃綠(lv)色(se)(se)）、NpO2+（綠(lv)藍色(se)(se)）、NpO?2+（粉(fen)紅(hong)色(se)(se)）。镎在(zai)(zai)(zai)自然界中(zhong)(zhong)幾乎(hu)不存(cun)在(zai)(zai)(zai)，通(tong)常由(you)人工制成，這是(shi)因為(wei)237Np的(de)半衰期(qi)是(shi)2.2×10?年(nian)，比地殼形成的(de)年(nian)齡少三個數(shu)量級。只有(you)(you)在(zai)(zai)(zai)鈾(you)礦中(zhong)(zhong)存(cun)在(zai)(zai)(zai)極微(wei)量，這是(shi)由(you)鈾(you)衰變后的(de)游(you)蕩中(zhong)(zhong)子(zi)產生的(de)。同位素239Np半衰期(qi)僅2.35天(tian)。

加州大學伯克利(li)分校教授(shou)埃德溫(wen)·麥(mai)克米倫和(he)艾(ai)貝爾森(sen)于(yu)1940年在伯克利(li)首次合成(cheng)镎(na)元素(su)。

發現簡史

名(ming)稱(cheng)由來：得(de)名(ming)于海王(wang)星的名(ming)字“Neptune”；發現地點(dian)：美國

1940年，由麥克米(mi)倫（E.M.McMillan）和艾貝爾森（P.H.Abelson）用中子轟擊鈾獲得半(ban)衰期為2.3天的239Np。

化學家(jia)們尋找93號元(yuan)(yuan)素的(de)工作在20世紀20年代里就已經開始了。當(dang)時這(zhe)個元(yuan)(yuan)素按預定被放置在第(di)VIIB族元(yuan)(yuan)素，屬于錳(meng)副(fu)族。所以(yi)曾經有(you)科學家(jia)企圖從(cong)軟(ruan)錳(meng)礦中發現這(zhe)一元(yuan)(yuan)素，但沒有(you)成功。今天的(de)93號元(yuan)(yuan)素镎(na)被列在錒系元(yuan)(yuan)素中。

由于核(he)裂變產生許(xu)(xu)多碎(sui)(sui)片，不(bu)(bu)少(shao)自然界不(bu)(bu)存在的(de)元素(su)從這些(xie)碎(sui)(sui)片中(zhong)陸續被發現(xian)，還(huan)有許(xu)(xu)多已知元素(su)的(de)同位素(su)也從這些(xie)碎(sui)(sui)片中(zhong)找到。它成(cheng)了一個元素(su)的(de)“聚寶盆(pen)”。

镎就(jiu)(jiu)是(shi)從這個(ge)“聚寶盆”中發現的。1939年(nian)春，美(mei)國物(wu)(wu)理學(xue)家麥克(ke)米倫在分(fen)(fen)析(xi)鈾裂變產物(wu)(wu)時發現了痕量半衰期為2.3天和輻射很強(qiang)的放射性物(wu)(wu)質。他請化學(xue)家艾(ai)貝爾森幫助分(fen)(fen)析(xi)，確(que)定了它就(jiu)(jiu)是(shi)93號元素(su)。它的化學(xue)性質不與錸相似(si)，而與鈾、釷相似(si)。他們用(yong)海王(wang)星的名字(zi)（Neptune）來命名它為neptunium，元素(su)符號定為Np。

镎的(de)(de)(de)發現(xian)突(tu)破了古(gu)典元(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)周期(qi)表的(de)(de)(de)界限，為鈾后元(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)，或稱超鈾元(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)中其他元(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)的(de)(de)(de)發現(xian)闖開了道路，為奠(dian)定現(xian)代元(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)周期(qi)系和建立(li)錒系元(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)奠(dian)定了基(ji)礎(chu)。它是(shi)第一個被發現(xian)的(de)(de)(de)人工合成的(de)(de)(de)超鈾元(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)。

它最早(zao)是在1940年合成(cheng)的(de)。而在鈾(you)(you)礦(kuang)中，鈾(you)(you)-238會先(xian)捕(bu)獲中子成(cheng)為(wei)鈾(you)(you)-239，再透過β衰(shuai)變成(cheng)為(wei)镎-239(半衰(shuai)期(qi)2.35天)。所(suo)以在天然環(huan)境中只有(you)在鈾(you)(you)礦(kuang)中有(you)極微量的(de)镎存在。

物理性質

镎（臺灣(wan)、港澳譯(yi)作錼，舊譯(yi)作釢）是(shi)一種放(fang)射性化學元素 。它(ta)的(de)化學符號是(shi)Np，它(ta)的(de)原子(zi)序數是(shi)93，屬于(yu)錒系元素之一。

镎的(de)拼音名(ming)稱是海王星(xing)的(de)意思(si)。比對(dui)它之前的(de)鈾，是以天王星(xing)為名(ming)。

镎-237是最(zui)穩定的同位(wei)素(su)，它的半衰期有2,144,000年。

【元素名稱】 镎（拼音ná,英文名 Neptunium ）

【元素符號】 Np

【元素原子量】

【元素(su)類(lei)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(wai)圍電子排布】5f?6d17s2

【核外電子排布(bu)】 2，8，18，32，23，8，2

【核電荷數】93

【同位(wei)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(dian)子(zi)親合和能】0 KJ·mol-1

【第一(yi)電(dian)離能】600 KJ·mol-1

【第(di)二(er)電離能】0 KJ·mol-1

【第三電(dian)離能】0 KJ·mol-1

【單質密度】20.45 g/cm3

【單質熔點(dian)】640.0 ℃

【單質沸點】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(zi)然界(jie)中(zhong)的(de)镎(na)量(liang)是(shi)(shi)很少的(de)，因為壽(shou)命(ming)最長的(de)237Np其半衰期也比(bi)地(di)球的(de)年齡(ling)短(duan)許多，即(ji)使當初有，幾乎都衰變掉了(le)；只是(shi)(shi)由于鈾俘獲中(zhong)子(zi)的(de)結果，連續不斷地(di)生成(cheng)镎(na)，所(suo)以(yi)(yi)它(ta)才能(neng)以(yi)(yi)極少量(liang)的(de)形式存在(zai)于自(zi)然界(jie)中(zhong)。镎(na)的(de)發現是(shi)(shi)很重要的(de)，它(ta)揭開超(chao)鈾元素(su)領域的(de)面紗，而且它(ta)首次啟示5f電子(zi)存在(zai)的(de)可(ke)能(neng)性，即(ji)涉及錒(a)后元素(su)在(zai)周(zhou)期表中(zhong)的(de)位(wei)置問題(ti)。

镎(na)的(de)(de)化(hua)學性質表明，它與錒系中(zhong)相鄰(lin)近的(de)(de)元素鈾和钚有明顯的(de)(de)差別(bie)，兩者比(bi)較起(qi)來，更接(jie)近于鈾，特別(bie)是水(shui)溶液(ye)中(zhong)的(de)(de)化(hua)學行為(wei)如此。已經以公斤量生產長(chang)壽命的(de)(de)237Np，它的(de)(de)半衰期雖長(chang)達(da)2.14×10?a，但它的(de)(de)比(bi)活度仍為(wei)天然鈾的(de)(de)2000倍左右。由(you)于研究它們時需(xu)要復雜的(de)(de)設備，以及超鈾元素的(de)(de)毒性作用(yong)，因而(er)對镎(na)化(hua)學在(zai)許多方面(mian)尚待深入(ru)研究。

已知镎有(you)18種同位(wei)素，都具有(you)放射(she)性，其(qi)中最有(you)實用價值的(de)是239Np和237Np。前者(zhe)是從(cong)238U通過中子輻照生產裂變核燃料(liao)238Pu中間核素；而后者(zhe)則是熱中子反應堆乏燃料(liao)中的(de)一(yi)個(ge)核素，它是生產238Pu的(de)靶料(liao)。

在1200℃下用(yong)(yong)鋇(bei)蒸(zheng)汽作用(yong)(yong)于NpF?可制得微(wei)量(liang)金屬镎(na)(na)。镎(na)(na)是銀白(bai)色(se)重金屬，密度為20.45g/cm3，熔(rong)點(dian)為640±1℃。金屬镎(na)(na)易(yi)溶于鹽酸、硫(liu)酸和含F-的硝酸中，室溫時，金屬镎(na)(na)在干燥(zao)空(kong)氣中由于表面形(xing)成(cheng)一種氧化膜而顯得十分穩定。

镎的(de)還原(yuan)性很強，可以(yi)與很多非金屬元(yuan)素起(qi)反應，鑒(jian)于篇幅(fu)原(yuan)因，本文僅對镎的(de)鹵化物及镎的(de)氧(yang)化物做簡要(yao)介紹。

氧(yang)化態主要(yao)為Np+5

還有 Np+2， Np+3， Np+4， Np+6， Np+7

原子(zi)體積:(立方厘米/摩爾)

11.62

镎(na)(na)從(cong)+2到+7價(jia)(jia)有多種化合價(jia)(jia)，+3價(jia)(jia)镎(na)(na)的化合物及水溶(rong)液呈藍色或紫色，被空氣氧化成+5價(jia)(jia)的镎(na)(na)。+4價(jia)(jia)镎(na)(na)的化合物及水溶(rong)液，由黃綠色變(bian)為深綠色。+5價(jia)(jia)镎(na)(na)在水溶(rong)液中以NpO?+形式存(cun)在。+6價(jia)(jia)镎(na)(na)的水溶(rong)液呈粉紅色。+7價(jia)(jia)镎(na)(na)在堿性水溶(rong)液中也NpO?3?的形式存(cun)在。

镎的氟化物

紫色(se)的NpF3和綠色(se)的NpF4是分別在H2與O2存在下，將二氧化镎于500℃時通氟化氫制(zhi)成的。

其中(zhong)(zhong)NpO2可由镎(na)的氫氧(yang)化物、碳(tan)酸鹽(yan)、草酸鹽(yan)或硝酸鹽(yan)代(dai)替。NpF4在(zai)氫氣流中(zhong)(zhong)加熱可還原(yuan)成NpF3。這兩種氟(fu)化物都(dou)不溶于(yu)水(shui)和稀酸，因(yin)而也能(neng)從水(shui)溶液中(zhong)(zhong)用沉淀法制得(de)。

NpF6固態(tai)時為(wei)橙色(se)，氣態(tai)時無色(se)。它可在300一500℃時以(yi)BrF3，BrF5或(huo)單(dan)質氟對NpO2

或NpF4進行氟(fu)化而得。NpF6同PuF6一樣見光便分解(jie)。由于237Np的比活度低，它的自輻解(jie)作(zuo)用也弱(ruo)。NpF6遇到痕量水分便迅速分解(jie)為氟(fu)化镎酰NpO2F2，較純的NpO2F2是由NpO3·H2O

BrF3在(zai)室溫下(xia)(xia)反應，或(huo)與F2在(zai)230℃時(shi)反應，與HF在(zai)300℃時(shi)反應而得到；也能(neng)在(zai)真空(kong)條件下(xia)(xia)濃縮Np(VI)的氫氟(fu)酸溶液制(zhi)得。

固體NpO2與堿金屬碳(tan)酸(suan)鹽、碳(tan)酸(suan)氫鹽或草酸(suan)鹽在(zai)500℃的HF—O，氣流中(zhong)反應，可生成(cheng)三元氟化(hua)(hua)(hua)物(wu)LiNpF5或7MF·6NpF6(M=Na，K，Rb)，它們(men)與其他四價錒系元素的相應化(hua)(hua)(hua)合(he)物(wu)都(dou)是同(tong)構的。此外尚有Na2NpF6，Na3NpF8，K2NpF6，Rb2NpF6，Rb2·NpF7等含镎的氟化(hua)(hua)(hua)物(wu)，它們(men)多呈(cheng)綠(lv)色或粉紅一紫色。

镎的氧化物

文獻中已報道的Np—O2和Np-O2一H2O體系中的化合物(wu)有(you)如下幾種(zhong)：

氧化(hua)物：NpO，Np2O3，NpO2，Np2O5和Np3O8；

水(shui)合(he)氧化(hua)物：NpO2OH，NpO3H2O，NpO3·2H2O和NpO2(OH)3·3H2O。

其中(zhong)(zhong)比較(jiao)重要的(de)是NpO2，它是镎的(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)物(wu)中(zhong)(zhong)最(zui)穩定的(de)化(hua)(hua)合物(wu)，常作為(wei)反應堆輻(fu)照237Nb的(de)靶(ba)料物(wu)。一般(ban)可通(tong)過加熱分(fen)解镎的(de)氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)物(wu)、硝(xiao)酸鹽和草(cao)酸鹽制得NpO2，用CO在(zai)450℃以(yi)上還原高價镎的(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)物(wu)也能生成NpO2。這一氧(yang)(yang)化(hua)(hua)物(wu)還可在(zai)800--1000℃下(xia)在(zai)空氣中(zhong)(zhong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)金屬镎而得到。在(zai)氧(yang)(yang)的(de)壓力大于2個大氣壓時，金屬镎在(zai)25℃時就氧(yang)(yang)化(hua)(hua)為(wei)NpO2。

NpO2與許多(duo)元(yuan)素(su)氧(yang)化物(wu)(wu)進行固相(xiang)反(fan)應，或從(cong)LiNO3一NaNO3熔鹽中沉淀，都可生成四價(jia)、五價(jia)、六價(jia)和七價(jia)镎的三元(yuan)氧(yang)化物(wu)(wu)或氧(yang)化物(wu)(wu)相(xiang)，這取(qu)決于反(fan)應條件和加入(ru)的金屬氧(yang)化物(wu)(wu)。

至今(jin)所(suo)發現的(de)大多數三(san)元和(he)(he)多元氧化物都是(shi)含Np(IV)和(he)(he)Np(VI)的(de)。

制備方法

通常(chang)由人工合成。金(jin)屬镎是用鋇(bei)（Ba）還原三氟化镎(NpF3)得到，為銀白色有伸展性的金(jin)屬。

由NpF3或NpF4用金(jin)屬鋇蒸(zheng)氣在(zai)1200℃還原而制(zhi)得。

镎的分析測定

通常分析試(shi)樣中(zhong)，镎(na)(na)的(de)(de)含量很小而(er)(er)雜質量卻很大(da)，因(yin)此，在大(da)多(duo)(duo)數(shu)的(de)(de)分析測定(ding)(ding)中(zhong)，需要(yao)將(jiang)镎(na)(na)與(yu)其(qi)他元素經初步(bu)分離(li)(li)，再濃(nong)縮和純化(hua)。例如通過價態(tai)的(de)(de)改變、離(li)(li)子(zi)交換或(huo)多(duo)(duo)級溶(rong)劑萃取等分離(li)(li)方法(fa)來實現。對于镎(na)(na)的(de)(de)測定(ding)(ding)可有(you)多(duo)(duo)種方法(fa)，其(qi)中(zhong)以(yi)測量“镎(na)(na)源”輻射(she)的(de)(de)能譜及溶(rong)液(ye)中(zhong)镎(na)(na)離(li)(li)子(zi)的(de)(de)吸收光(guang)(guang)(guang)譜較(jiao)為重要(yao)，即是輻射(she)測量法(fa)和分光(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)度(du)法(fa)為主，這(zhe)兩種方法(fa)就靈敏(min)度(du)和選擇性而(er)(er)言相差(cha)無幾，而(er)(er)化(hua)學(xue)方法(fa)鑒定(ding)(ding)镎(na)(na)則(ze)較(jiao)少有(you)實際意義(yi)。

輻射(she)測量(liang)法測定237Np是(shi)基(ji)于測量(liang)其α和(he)β射(she)線，它(ta)的(de)(de)比活度(du)很(hen)低(1．58×103α粒子/μg·min)，但由于它(ta)是(shi)最靈敏的(de)(de)方(fang)法，所以(yi)α測量(liang)法廣泛地(di)用于Np的(de)(de)測定。 分光(guang)(guang)光(guang)(guang)度(du)法是(shi)利用镎的(de)(de)水溶液和(he)有機(ji)溶液均有特征(zheng)的(de)(de)吸收光(guang)(guang)譜(pu)，根據這些(xie)光(guang)(guang)譜(pu)，不僅可以(yi)測定镎的(de)(de)價態，而且(qie)可以(yi)測定镎的(de)(de)含量(liang)。

其(qi)他(ta)(ta)還有(you)象中(zhong)子活化分(fen)析法(fa)(fa)(fa)、滴(di)定(ding)(ding)法(fa)(fa)(fa)、電(dian)化學法(fa)(fa)(fa)、質譜法(fa)(fa)(fa)、X射(she)線測(ce)(ce)(ce)定(ding)(ding)法(fa)(fa)(fa)萃取色層法(fa)(fa)(fa)與質譜測(ce)(ce)(ce)量相(xiang)結合(he)等(deng)分(fen)析測(ce)(ce)(ce)定(ding)(ding)方法(fa)(fa)(fa)。綜(zong)合(he)起來看，活化分(fen)析法(fa)(fa)(fa)是測(ce)(ce)(ce)定(ding)(ding)镎的(de)(de)最靈(ling)敏的(de)(de)方法(fa)(fa)(fa)，但它(ta)需有(you)很強的(de)(de)中(zhong)子源，分(fen)析的(de)(de)時間也較長。其(qi)次(ci)是d能(neng)譜法(fa)(fa)(fa)和偶氮(dan)胂111分(fen)光(guang)光(guang)度(du)法(fa)(fa)(fa)，它(ta)們(men)的(de)(de)缺點(dian)是對钚(bu)或(huo)鈾的(de)(de)選擇性(xing)差(cha)，因此應用這(zhe)些方法(fa)(fa)(fa)時，需將镎與雜質預先分(fen)離(li)。二甲酚(fen)橙(cheng)分(fen)光(guang)光(guang)度(du)法(fa)(fa)(fa)和控(kong)制(zhi)電(dian)位庫(ku)侖法(fa)(fa)(fa)，則是分(fen)析镎的(de)(de)選擇性(xing)較好的(de)(de)方法(fa)(fa)(fa)。其(qi)他(ta)(ta)安培滴(di)定(ding)(ding)、庫(ku)侖滴(di)定(ding)(ding)和絡(luo)合(he)滴(di)定(ding)(ding)對測(ce)(ce)(ce)定(ding)(ding)镎的(de)(de)精密度(du)較好，但有(you)時可(ke)能(neng)產生相(xiang)當大的(de)(de)系統誤(wu)差(cha)。