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镎為(wei)93號元素。銀(yin)白色金(jin)屬(shu)，有放射性。密度18.0~20.45g/cm3。熔點640℃，沸點3902℃。空氣中(zhong)(zhong)(zhong)緩慢(man)地被(bei)氧(yang)化(hua)。在(zai)50℃時能與氫反應(ying)生成黑(hei)色片狀氫化(hua)物，化(hua)學性質(zhi)與鈾(you)相似(si)，溶(rong)于(yu)鹽酸。在(zai)水溶(rong)液中(zhong)(zhong)(zhong)顯示出五種(zhong)氧(yang)化(hua)態(tai)：Np3+（淡紫色）、Np4+（黃綠色）、NpO2+（綠藍色）、NpO?2+（粉(fen)紅色）。镎在(zai)自然(ran)界(jie)中(zhong)(zhong)(zhong)幾(ji)乎不存(cun)在(zai)，通常由人(ren)工制成，這(zhe)是因為(wei)237Np的半(ban)衰(shuai)期(qi)是2.2×10?年，比地殼形成的年齡(ling)少三(san)個(ge)數量(liang)級。只有在(zai)鈾(you)礦中(zhong)(zhong)(zhong)存(cun)在(zai)極(ji)微量(liang)，這(zhe)是由鈾(you)衰(shuai)變后的游蕩(dang)中(zhong)(zhong)(zhong)子產生的。同位素239Np半(ban)衰(shuai)期(qi)僅2.35天。

加州大學伯克利分校教(jiao)授埃德溫·麥(mai)克米倫和艾貝爾(er)森(sen)于1940年在伯克利首次合成镎元(yuan)素。

發現簡史

名(ming)(ming)稱由來(lai)：得名(ming)(ming)于海王星的名(ming)(ming)字“Neptune”；發(fa)現地(di)點：美國

1940年，由麥克米倫（E.M.McMillan）和艾貝爾森（P.H.Abelson）用中(zhong)子(zi)轟擊鈾(you)獲得半(ban)衰期為2.3天的239Np。

化學家(jia)們尋(xun)找93號元(yuan)素(su)(su)的工作在20世紀(ji)20年代里就(jiu)已經開(kai)始(shi)了。當時這個元(yuan)素(su)(su)按預(yu)定被(bei)放置在第VIIB族(zu)元(yuan)素(su)(su)，屬于錳副(fu)族(zu)。所以曾經有科學家(jia)企圖(tu)從軟(ruan)錳礦中發現這一元(yuan)素(su)(su)，但沒有成功。今天的93號元(yuan)素(su)(su)镎被(bei)列在錒系元(yuan)素(su)(su)中。

由(you)于核裂變產生(sheng)許(xu)多碎片，不(bu)(bu)少自然界(jie)不(bu)(bu)存(cun)在(zai)的(de)元(yuan)素(su)(su)從(cong)(cong)這(zhe)(zhe)些(xie)碎片中陸(lu)續被發現，還有許(xu)多已知(zhi)元(yuan)素(su)(su)的(de)同位素(su)(su)也從(cong)(cong)這(zhe)(zhe)些(xie)碎片中找到(dao)。它成(cheng)了一個元(yuan)素(su)(su)的(de)“聚(ju)寶盆”。

镎就是(shi)從(cong)這(zhe)個“聚(ju)寶(bao)盆”中發現(xian)的(de)(de)。1939年春，美國物(wu)理學家麥克米倫在(zai)分析(xi)鈾(you)裂變產物(wu)時發現(xian)了(le)(le)痕(hen)量半衰期為2.3天和輻(fu)射很強(qiang)的(de)(de)放射性(xing)物(wu)質(zhi)。他請化學家艾(ai)貝(bei)爾森(sen)幫助分析(xi)，確(que)定了(le)(le)它就是(shi)93號(hao)元素。它的(de)(de)化學性(xing)質(zhi)不與(yu)錸相似，而與(yu)鈾(you)、釷相似。他們(men)用海王星的(de)(de)名字（Neptune）來命名它為neptunium，元素符號(hao)定為Np。

镎的(de)(de)發(fa)(fa)現突破了古典元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)周(zhou)期表的(de)(de)界限(xian)，為鈾(you)后元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)，或稱超鈾(you)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)中其(qi)他元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)的(de)(de)發(fa)(fa)現闖(chuang)開了道路，為奠定現代元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)周(zhou)期系和(he)建立錒系元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)奠定了基礎。它(ta)是(shi)第一個(ge)被發(fa)(fa)現的(de)(de)人工合成的(de)(de)超鈾(you)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)。

它最早(zao)是在1940年合成(cheng)(cheng)的(de)。而在鈾(you)礦中(zhong)(zhong)，鈾(you)-238會先捕獲中(zhong)(zhong)子成(cheng)(cheng)為(wei)鈾(you)-239，再透過β衰(shuai)變成(cheng)(cheng)為(wei)镎-239(半衰(shuai)期(qi)2.35天(tian))。所以在天(tian)然(ran)環境中(zhong)(zhong)只有(you)在鈾(you)礦中(zhong)(zhong)有(you)極微(wei)量的(de)镎存在。

物理性質

镎（臺(tai)灣、港澳譯作(zuo)錼(nai)，舊譯作(zuo)釢）是一種(zhong)放射性(xing)化學(xue)元(yuan)素 。它的(de)化學(xue)符(fu)號是Np，它的(de)原子序數是93，屬于錒系元(yuan)素之一。

镎的拼音名稱是海王星的意思(si)。比對它(ta)之前的鈾(you)，是以天王星為名。

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

【元(yuan)素名(ming)稱(cheng)】 镎（拼音(yin)ná,英文名(ming) Neptunium ）

【元素符號】 Np

【元素原子量】

【元素類型 】 金屬

【相對原子(zi)質量】237.048

【常(chang)見(jian)化(hua)合價(jia)】 +3,+4,+5,+6

【電負性】1.36

【外圍電子排布】5f?6d17s2

【核外電子(zi)排布】 2，8，18，32，23，8，2

【核電荷數】93

【同位素(su)及放(fang)射(she)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(zi)親合和能】0 KJ·mol-1

【第一電離能】600 KJ·mol-1

【第(di)二電離能(neng)】0 KJ·mol-1

【第(di)三電離(li)能(neng)】0 KJ·mol-1

【單質密度】20.45 g/cm3

【單質熔點(dian)】640.0 ℃

【單(dan)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

自然界中的(de)镎量是很(hen)少的(de)，因為壽(shou)命最(zui)長的(de)237Np其(qi)半衰期(qi)也比地球(qiu)的(de)年齡短(duan)許多(duo)，即(ji)使當初(chu)有，幾乎都衰變掉了；只是由于鈾俘獲(huo)中子的(de)結果，連續不斷地生成镎，所以它才能(neng)以極(ji)少量的(de)形(xing)式存(cun)在于自然界中。镎的(de)發現是很(hen)重要的(de)，它揭開(kai)超鈾元(yuan)素領域的(de)面(mian)紗(sha)，而(er)且它首次(ci)啟示(shi)5f電子存(cun)在的(de)可能(neng)性，即(ji)涉及(ji)錒后元(yuan)素在周期(qi)表中的(de)位置問題。

镎的(de)(de)(de)化學性(xing)質表明，它(ta)(ta)與錒系中相鄰近的(de)(de)(de)元素鈾(you)和(he)钚(bu)有(you)明顯的(de)(de)(de)差(cha)別，兩(liang)者比較起(qi)來，更接近于鈾(you)，特(te)別是水溶液中的(de)(de)(de)化學行為如(ru)此。已經以公斤量生產長壽命的(de)(de)(de)237Np，它(ta)(ta)的(de)(de)(de)半衰期雖長達2.14×10?a，但它(ta)(ta)的(de)(de)(de)比活度仍為天然鈾(you)的(de)(de)(de)2000倍左右。由(you)于研(yan)究(jiu)它(ta)(ta)們時需要復(fu)雜的(de)(de)(de)設備，以及超(chao)鈾(you)元素的(de)(de)(de)毒性(xing)作用，因(yin)而對镎化學在許多方(fang)面尚待深入研(yan)究(jiu)。

已知镎有18種同位素，都(dou)具有放(fang)射性，其中(zhong)(zhong)最有實用價值(zhi)的(de)(de)是239Np和237Np。前者(zhe)是從238U通過中(zhong)(zhong)子輻照生產裂變核(he)燃料238Pu中(zhong)(zhong)間核(he)素；而(er)后者(zhe)則是熱中(zhong)(zhong)子反應堆(dui)乏燃料中(zhong)(zhong)的(de)(de)一(yi)個核(he)素，它是生產238Pu的(de)(de)靶(ba)料。

在(zai)1200℃下(xia)用鋇蒸汽作用于(yu)(yu)NpF?可(ke)制得微量金(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)镎(na)(na)(na)。镎(na)(na)(na)是(shi)銀白色重金(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)，密度為20.45g/cm3，熔點(dian)為640±1℃。金(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)镎(na)(na)(na)易溶(rong)于(yu)(yu)鹽酸、硫酸和含(han)F-的(de)硝酸中，室溫時，金(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)镎(na)(na)(na)在(zai)干燥空氣中由(you)于(yu)(yu)表(biao)面(mian)形成一(yi)種氧化膜(mo)而顯得十分穩(wen)定。

镎的還原性很強，可以與很多非(fei)金屬(shu)元素起反應，鑒(jian)于篇幅(fu)原因，本文僅(jin)對(dui)镎的鹵化物(wu)及镎的氧(yang)化物(wu)做簡要介紹。

氧化態(tai)主(zhu)要為Np+5

還(huan)有 Np+2， Np+3， Np+4， Np+6， Np+7

原子體積:(立方(fang)厘米(mi)/摩爾)

11.62

镎從(cong)+2到+7價(jia)(jia)(jia)有多種化合價(jia)(jia)(jia)，+3價(jia)(jia)(jia)镎的(de)(de)化合物及水溶(rong)(rong)液(ye)(ye)(ye)呈藍色(se)或紫(zi)色(se)，被空(kong)氣(qi)氧化成+5價(jia)(jia)(jia)的(de)(de)镎。+4價(jia)(jia)(jia)镎的(de)(de)化合物及水溶(rong)(rong)液(ye)(ye)(ye)，由黃綠色(se)變(bian)為深綠色(se)。+5價(jia)(jia)(jia)镎在水溶(rong)(rong)液(ye)(ye)(ye)中以NpO?+形式存(cun)在。+6價(jia)(jia)(jia)镎的(de)(de)水溶(rong)(rong)液(ye)(ye)(ye)呈粉紅色(se)。+7價(jia)(jia)(jia)镎在堿性(xing)水溶(rong)(rong)液(ye)(ye)(ye)中也NpO?3?的(de)(de)形式存(cun)在。

镎的氟化物

紫色的(de)(de)NpF3和(he)綠(lv)色的(de)(de)NpF4是分別在H2與O2存(cun)在下，將二(er)氧化(hua)镎于500℃時(shi)通氟(fu)化(hua)氫制成(cheng)的(de)(de)。

其中NpO2可(ke)由镎的氫(qing)氧化物、碳(tan)酸(suan)鹽、草酸(suan)鹽或硝酸(suan)鹽代替。NpF4在氫(qing)氣流中加熱(re)可(ke)還原(yuan)成NpF3。這兩(liang)種氟化物都不溶于水(shui)和(he)稀(xi)酸(suan)，因而(er)也能從水(shui)溶液中用(yong)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(yi)500℃時(shi)以(yi)BrF3，BrF5或單質(zhi)氟(fu)對NpO2

或(huo)NpF4進行(xing)氟(fu)化而得(de)。NpF6同PuF6一(yi)樣見光便分(fen)解。由(you)于237Np的比活度低，它的自輻解作用(yong)也弱。NpF6遇到痕量水分(fen)便迅速(su)分(fen)解為氟(fu)化镎酰NpO2F2，較純的NpO2F2是(shi)由(you)NpO3·H2O

BrF3在室溫下反(fan)應，或(huo)與F2在230℃時反(fan)應，與HF在300℃時反(fan)應而得到；也能在真空條(tiao)件(jian)下濃(nong)縮Np(VI)的氫氟酸(suan)溶液制得。

固體NpO2與堿金屬碳酸(suan)(suan)鹽、碳酸(suan)(suan)氫(qing)鹽或草酸(suan)(suan)鹽在500℃的(de)(de)(de)HF—O，氣流中反應，可生成三元氟化物LiNpF5或7MF·6NpF6(M=Na，K，Rb)，它(ta)們(men)與其他四價錒系元素的(de)(de)(de)相應化合物都是同構的(de)(de)(de)。此(ci)外(wai)尚有Na2NpF6，Na3NpF8，K2NpF6，Rb2NpF6，Rb2·NpF7等(deng)含镎的(de)(de)(de)氟化物，它(ta)們(men)多呈綠色(se)(se)或粉紅一紫色(se)(se)。

镎的氧化物

文獻中已報道(dao)的Np—O2和Np-O2一H2O體系中的化合物有如下幾種：

氧化物：NpO，Np2O3，NpO2，Np2O5和Np3O8；

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

其中(zhong)比(bi)較(jiao)重要的(de)(de)是(shi)NpO2，它(ta)是(shi)镎的(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)物中(zhong)最穩定(ding)的(de)(de)化(hua)合(he)物，常作(zuo)為(wei)(wei)反(fan)應堆輻(fu)照237Nb的(de)(de)靶料(liao)物。一般可通過加熱分解镎的(de)(de)氫氧(yang)(yang)化(hua)物、硝(xiao)酸鹽和(he)草酸鹽制得NpO2，用CO在(zai)450℃以上還(huan)原高(gao)價镎的(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)物也能生(sheng)成NpO2。這一氧(yang)(yang)化(hua)物還(huan)可在(zai)800--1000℃下(xia)在(zai)空氣中(zhong)氧(yang)(yang)化(hua)金屬(shu)(shu)镎而得到。在(zai)氧(yang)(yang)的(de)(de)壓力大(da)于2個大(da)氣壓時(shi)，金屬(shu)(shu)镎在(zai)25℃時(shi)就(jiu)氧(yang)(yang)化(hua)為(wei)(wei)NpO2。

NpO2與許多(duo)元(yuan)素氧(yang)化(hua)(hua)物進行固相(xiang)反(fan)(fan)應，或從LiNO3一NaNO3熔鹽中沉淀，都可(ke)生成四價、五(wu)價、六價和(he)七價镎的(de)三元(yuan)氧(yang)化(hua)(hua)物或氧(yang)化(hua)(hua)物相(xiang)，這取(qu)決于反(fan)(fan)應條件和(he)加入(ru)的(de)金屬(shu)氧(yang)化(hua)(hua)物。

至今所發現的(de)大多數三元和多元氧化物都(dou)是含Np(IV)和Np(VI)的(de)。

制備方法

通常由人工合成。金屬镎(na)是用鋇(bei)（Ba）還原三氟化(hua)镎(na)(NpF3)得到，為銀白色有伸展(zhan)性(xing)的金屬。

由NpF3或NpF4用金屬鋇(bei)蒸氣在1200℃還原而制(zhi)得。

镎的分析測定

通常分(fen)析(xi)試樣中(zhong)，镎(na)(na)的(de)(de)(de)含量很小而雜質量卻很大，因此，在(zai)大多(duo)數的(de)(de)(de)分(fen)析(xi)測(ce)定(ding)中(zhong)，需要將镎(na)(na)與(yu)其他元素經初(chu)步分(fen)離(li)，再濃縮和純化。例如(ru)通過價(jia)態的(de)(de)(de)改變(bian)、離(li)子(zi)(zi)交(jiao)換或多(duo)級(ji)溶(rong)劑萃取等(deng)分(fen)離(li)方(fang)法來實現。對于镎(na)(na)的(de)(de)(de)測(ce)定(ding)可有(you)多(duo)種方(fang)法，其中(zhong)以測(ce)量“镎(na)(na)源”輻射(she)的(de)(de)(de)能(neng)譜及(ji)溶(rong)液中(zhong)镎(na)(na)離(li)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)吸收光譜較為(wei)重(zhong)要，即(ji)是輻射(she)測(ce)量法和分(fen)光光度法為(wei)主，這兩種方(fang)法就靈敏度和選(xuan)擇性而言(yan)相(xiang)差無幾，而化學(xue)方(fang)法鑒定(ding)镎(na)(na)則較少有(you)實際(ji)意(yi)義。

輻射(she)測(ce)(ce)量法(fa)(fa)(fa)(fa)測(ce)(ce)定(ding)237Np是(shi)基于測(ce)(ce)量其α和β射(she)線，它(ta)的比活(huo)度很低(1．58×103α粒子/μg·min)，但由于它(ta)是(shi)最靈(ling)敏的方法(fa)(fa)(fa)(fa)，所以α測(ce)(ce)量法(fa)(fa)(fa)(fa)廣泛地(di)用于Np的測(ce)(ce)定(ding)。 分光光度法(fa)(fa)(fa)(fa)是(shi)利用镎的水溶液(ye)和有(you)(you)機(ji)溶液(ye)均(jun)有(you)(you)特征的吸(xi)收光譜，根(gen)據這些光譜，不僅可以測(ce)(ce)定(ding)镎的價態，而且可以測(ce)(ce)定(ding)镎的含量。

其(qi)(qi)他(ta)還有(you)象中(zhong)子(zi)活化分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)法(fa)(fa)(fa)、滴定(ding)(ding)(ding)法(fa)(fa)(fa)、電(dian)(dian)化學法(fa)(fa)(fa)、質譜(pu)法(fa)(fa)(fa)、X射線(xian)測(ce)(ce)定(ding)(ding)(ding)法(fa)(fa)(fa)萃取色層法(fa)(fa)(fa)與質譜(pu)測(ce)(ce)量相結(jie)合等(deng)分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)測(ce)(ce)定(ding)(ding)(ding)方(fang)法(fa)(fa)(fa)。綜合起來看，活化分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)法(fa)(fa)(fa)是(shi)測(ce)(ce)定(ding)(ding)(ding)镎(na)的最(zui)靈敏的方(fang)法(fa)(fa)(fa)，但(dan)它需有(you)很強(qiang)的中(zhong)子(zi)源(yuan)，分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)的時間(jian)也(ye)較長(chang)。其(qi)(qi)次(ci)是(shi)d能譜(pu)法(fa)(fa)(fa)和(he)(he)偶氮胂111分(fen)(fen)(fen)(fen)光(guang)(guang)光(guang)(guang)度(du)(du)法(fa)(fa)(fa)，它們的缺點是(shi)對钚或鈾的選(xuan)擇性差，因此應用這些(xie)方(fang)法(fa)(fa)(fa)時，需將镎(na)與雜質預(yu)先分(fen)(fen)(fen)(fen)離。二甲酚橙分(fen)(fen)(fen)(fen)光(guang)(guang)光(guang)(guang)度(du)(du)法(fa)(fa)(fa)和(he)(he)控制電(dian)(dian)位庫侖法(fa)(fa)(fa)，則是(shi)分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)镎(na)的選(xuan)擇性較好的方(fang)法(fa)(fa)(fa)。其(qi)(qi)他(ta)安培滴定(ding)(ding)(ding)、庫侖滴定(ding)(ding)(ding)和(he)(he)絡(luo)合滴定(ding)(ding)(ding)對測(ce)(ce)定(ding)(ding)(ding)镎(na)的精密(mi)度(du)(du)較好，但(dan)有(you)時可能產(chan)生相當(dang)大(da)的系統誤差。