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镎(na)為(wei)93號(hao)元素。銀(yin)白色(se)金屬，有放射性。密度18.0~20.45g/cm3。熔點(dian)640℃，沸(fei)點(dian)3902℃。空氣中緩慢地(di)(di)被氧化(hua)。在(zai)(zai)(zai)50℃時能與(yu)氫反(fan)應生成黑色(se)片狀氫化(hua)物，化(hua)學性質與(yu)鈾(you)相似，溶(rong)于(yu)鹽(yan)酸。在(zai)(zai)(zai)水溶(rong)液中顯示出五種氧化(hua)態：Np3+（淡(dan)紫色(se)）、Np4+（黃(huang)綠色(se)）、NpO2+（綠藍色(se)）、NpO?2+（粉(fen)紅色(se)）。镎(na)在(zai)(zai)(zai)自然界(jie)中幾乎不(bu)存在(zai)(zai)(zai)，通常由(you)人工制成，這(zhe)是因為(wei)237Np的(de)半衰期是2.2×10?年，比地(di)(di)殼形成的(de)年齡少三(san)個(ge)數量級。只有在(zai)(zai)(zai)鈾(you)礦中存在(zai)(zai)(zai)極微(wei)量，這(zhe)是由(you)鈾(you)衰變(bian)后的(de)游蕩中子產生的(de)。同位(wei)素239Np半衰期僅(jin)2.35天。

加州大(da)學伯(bo)克利分(fen)校教授(shou)埃德溫·麥克米倫和艾貝爾森于1940年在伯(bo)克利首次合成镎元素。

發現簡史

名稱由來(lai)：得(de)名于海(hai)王星的名字“Neptune”；發現(xian)地(di)點：美國

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

化學家(jia)們尋找(zhao)93號元(yuan)素(su)(su)(su)的(de)工作在20世紀20年(nian)代里就已經開始了。當時這個元(yuan)素(su)(su)(su)按預定被放置在第VIIB族元(yuan)素(su)(su)(su)，屬于錳副族。所以曾經有科學家(jia)企圖從軟錳礦中發現這一元(yuan)素(su)(su)(su)，但沒有成功(gong)。今(jin)天的(de)93號元(yuan)素(su)(su)(su)镎被列在錒系元(yuan)素(su)(su)(su)中。

由于核(he)裂變產生許多(duo)碎(sui)片(pian)(pian)，不(bu)少自然界不(bu)存在的元素(su)從這些碎(sui)片(pian)(pian)中陸續被發現，還有(you)許多(duo)已知元素(su)的同(tong)位素(su)也(ye)從這些碎(sui)片(pian)(pian)中找到。它成(cheng)了一個元素(su)的“聚寶盆”。

镎(na)就是從這個“聚寶(bao)盆”中發現的。1939年(nian)春，美(mei)國(guo)物理學家(jia)麥克米倫(lun)在分析(xi)鈾(you)裂變產(chan)物時發現了痕量半衰期為(wei)2.3天(tian)和輻射(she)很強的放射(she)性(xing)物質。他請化學家(jia)艾(ai)貝爾森(sen)幫助分析(xi)，確定(ding)了它就是93號(hao)元(yuan)素。它的化學性(xing)質不(bu)與(yu)錸相(xiang)似(si)，而(er)與(yu)鈾(you)、釷相(xiang)似(si)。他們用海王星的名(ming)字（Neptune）來命名(ming)它為(wei)neptunium，元(yuan)素符號(hao)定(ding)為(wei)Np。

镎的(de)發現突(tu)破了古典元素(su)(su)(su)周(zhou)(zhou)期表的(de)界限(xian)，為鈾后(hou)元素(su)(su)(su)，或稱超(chao)鈾元素(su)(su)(su)中其他元素(su)(su)(su)的(de)發現闖開(kai)了道路，為奠定現代元素(su)(su)(su)周(zhou)(zhou)期系(xi)和(he)建立錒系(xi)元素(su)(su)(su)奠定了基礎。它是第一個被(bei)發現的(de)人工合成的(de)超(chao)鈾元素(su)(su)(su)。

它最早(zao)是在(zai)(zai)1940年合成(cheng)的(de)(de)。而在(zai)(zai)鈾(you)礦中(zhong)，鈾(you)-238會先捕獲中(zhong)子成(cheng)為鈾(you)-239，再(zai)透過β衰(shuai)變成(cheng)為镎-239(半(ban)衰(shuai)期2.35天)。所以在(zai)(zai)天然環境(jing)中(zhong)只有(you)在(zai)(zai)鈾(you)礦中(zhong)有(you)極微量的(de)(de)镎存在(zai)(zai)。

物理性質

镎（臺灣(wan)、港澳(ao)譯(yi)作錼，舊譯(yi)作釢）是(shi)一(yi)種(zhong)放射(she)性化學元素 。它(ta)的(de)化學符(fu)號(hao)是(shi)Np，它(ta)的(de)原子(zi)序數是(shi)93，屬于錒(a)系元素之一(yi)。

镎(na)的拼音名(ming)(ming)稱是海王星(xing)的意思。比對它之前的鈾，是以(yi)天王星(xing)為名(ming)(ming)。

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

【元(yuan)素(su)名稱】 镎（拼音ná,英文(wen)名 Neptunium ）

【元素符號】 Np

【元素原子量】

【元素(su)類(lei)型(xing) 】 金屬(shu)

【相對原子質量】237.048

【常見(jian)化(hua)合價】 +3,+4,+5,+6

【電負性】1.36

【外圍電子排布】5f?6d17s2

【核外(wai)電子排布(bu)】 2，8，18，32，23，8，2

【核電荷數】93

【同(tong)位(wei)素及(ji)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】0 KJ·mol-1

【第一電離(li)能】600 KJ·mol-1

【第二電(dian)離能】0 KJ·mol-1

【第三電離能】0 KJ·mol-1

【單(dan)質密度(du)】20.45 g/cm3

【單質熔點】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

自然(ran)界中(zhong)的(de)镎量是很(hen)少的(de)，因為壽命(ming)最長的(de)237Np其(qi)半衰期也比地球的(de)年齡短(duan)許(xu)多，即(ji)使(shi)當初有(you)，幾乎(hu)都衰變掉了；只(zhi)是由于(yu)鈾(you)俘獲中(zhong)子(zi)(zi)的(de)結(jie)果，連續不斷地生成镎，所以(yi)它才能(neng)以(yi)極(ji)少量的(de)形式(shi)存在于(yu)自然(ran)界中(zhong)。镎的(de)發現是很(hen)重要(yao)的(de)，它揭(jie)開超鈾(you)元素領(ling)域的(de)面紗，而且(qie)它首次啟示5f電(dian)子(zi)(zi)存在的(de)可能(neng)性，即(ji)涉及錒后(hou)元素在周(zhou)期表中(zhong)的(de)位置問(wen)題(ti)。

镎的(de)(de)化學性質表明(ming)(ming)，它與(yu)錒系中相(xiang)鄰近的(de)(de)元(yuan)素鈾(you)和钚有明(ming)(ming)顯的(de)(de)差別，兩者比較(jiao)起來，更(geng)接近于(yu)鈾(you)，特別是水溶(rong)液中的(de)(de)化學行為如此。已經以(yi)公斤量生產長壽命的(de)(de)237Np，它的(de)(de)半衰(shuai)期雖(sui)長達2.14×10?a，但它的(de)(de)比活度仍為天然鈾(you)的(de)(de)2000倍左右。由(you)于(yu)研究(jiu)它們時需(xu)要復(fu)雜的(de)(de)設備(bei)，以(yi)及超鈾(you)元(yuan)素的(de)(de)毒(du)性作(zuo)用(yong)，因而(er)對镎化學在(zai)許多方面尚待深入(ru)研究(jiu)。

已知镎(na)有(you)18種同位素，都具(ju)有(you)放(fang)射性，其中最有(you)實用價值的(de)(de)是(shi)(shi)239Np和237Np。前(qian)者是(shi)(shi)從238U通過中子輻照生產(chan)裂(lie)變(bian)核(he)燃料(liao)(liao)(liao)238Pu中間核(he)素；而后者則是(shi)(shi)熱中子反應(ying)堆乏燃料(liao)(liao)(liao)中的(de)(de)一個(ge)核(he)素，它是(shi)(shi)生產(chan)238Pu的(de)(de)靶料(liao)(liao)(liao)。

在1200℃下用(yong)鋇蒸汽(qi)作用(yong)于NpF?可制(zhi)得微(wei)量(liang)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)镎(na)(na)。镎(na)(na)是(shi)銀(yin)白色(se)重金(jin)(jin)屬(shu)(shu)，密(mi)度為20.45g/cm3，熔點(dian)為640±1℃。金(jin)(jin)屬(shu)(shu)镎(na)(na)易(yi)溶(rong)于鹽酸(suan)、硫酸(suan)和含F-的硝酸(suan)中(zhong)，室溫時，金(jin)(jin)屬(shu)(shu)镎(na)(na)在干燥空氣中(zhong)由于表(biao)面形成一種氧化膜(mo)而顯得十分穩定。

镎(na)的還原性很(hen)強，可以與很(hen)多非金(jin)屬元素起反應，鑒(jian)于篇幅原因，本(ben)文僅對镎(na)的鹵化物(wu)及镎(na)的氧化物(wu)做簡要(yao)介紹。

氧(yang)化(hua)態主要為Np+5

還有 Np+2， Np+3， Np+4， Np+6， Np+7

原子體積:(立(li)方(fang)厘米(mi)/摩(mo)爾)

11.62

镎(na)(na)從+2到(dao)+7價有(you)多(duo)種化(hua)合(he)價，+3價镎(na)(na)的(de)化(hua)合(he)物及(ji)(ji)水(shui)(shui)溶(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye)呈(cheng)藍色(se)(se)(se)或紫色(se)(se)(se)，被空氣氧化(hua)成(cheng)+5價的(de)镎(na)(na)。+4價镎(na)(na)的(de)化(hua)合(he)物及(ji)(ji)水(shui)(shui)溶(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye)，由黃綠(lv)色(se)(se)(se)變為(wei)深綠(lv)色(se)(se)(se)。+5價镎(na)(na)在水(shui)(shui)溶(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye)中(zhong)以NpO?+形(xing)式存在。+6價镎(na)(na)的(de)水(shui)(shui)溶(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye)呈(cheng)粉紅色(se)(se)(se)。+7價镎(na)(na)在堿性水(shui)(shui)溶(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye)中(zhong)也(ye)NpO?3?的(de)形(xing)式存在。

镎的氟化物

紫色(se)的NpF3和綠色(se)的NpF4是分別(bie)在H2與O2存在下(xia)，將二氧化(hua)(hua)镎于500℃時通氟化(hua)(hua)氫制成(cheng)的。

其中(zhong)NpO2可由镎(na)的(de)氫氧(yang)化(hua)(hua)物、碳酸鹽、草酸鹽或硝酸鹽代替。NpF4在(zai)氫氣流中(zhong)加熱可還原(yuan)成NpF3。這兩種氟化(hua)(hua)物都不(bu)溶于水(shui)和(he)稀(xi)酸，因而也能從水(shui)溶液中(zhong)用(yong)沉(chen)淀(dian)法制得(de)。

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

或NpF4進行氟(fu)化(hua)而得。NpF6同PuF6一(yi)樣見光便分解。由于237Np的比活度低，它的自輻解作用也弱。NpF6遇到痕量水(shui)分便迅速分解為氟(fu)化(hua)镎酰NpO2F2，較純的NpO2F2是由NpO3·H2O

BrF3在(zai)室溫下反(fan)(fan)應(ying)(ying)，或與F2在(zai)230℃時(shi)反(fan)(fan)應(ying)(ying)，與HF在(zai)300℃時(shi)反(fan)(fan)應(ying)(ying)而得到；也能(neng)在(zai)真(zhen)空(kong)條件下濃(nong)縮(suo)Np(VI)的(de)氫(qing)氟酸溶液(ye)制(zhi)得。

固(gu)體NpO2與(yu)堿金屬碳酸鹽、碳酸氫鹽或(huo)(huo)草酸鹽在500℃的(de)HF—O，氣流中反應，可生成三元氟化物(wu)LiNpF5或(huo)(huo)7MF·6NpF6(M=Na，K，Rb)，它們與(yu)其他四(si)價錒系元素的(de)相應化合物(wu)都是同構的(de)。此外尚有Na2NpF6，Na3NpF8，K2NpF6，Rb2NpF6，Rb2·NpF7等含镎的(de)氟化物(wu)，它們多呈綠色或(huo)(huo)粉紅一紫色。

镎的氧化物

文獻中(zhong)已(yi)報道的Np—O2和Np-O2一H2O體系中(zhong)的化合物有(you)如下幾(ji)種：

氧化(hua)物：NpO，Np2O3，NpO2，Np2O5和(he)Np3O8；

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

其中比較重要的是(shi)NpO2，它(ta)是(shi)镎(na)(na)的氧(yang)化物中最穩定的化合物，常(chang)作為(wei)反應(ying)堆輻照237Nb的靶料物。一(yi)般可通過加熱分解镎(na)(na)的氫(qing)氧(yang)化物、硝(xiao)酸(suan)鹽(yan)和草酸(suan)鹽(yan)制得NpO2，用CO在(zai)(zai)(zai)450℃以(yi)上還原高(gao)價镎(na)(na)的氧(yang)化物也(ye)能生成(cheng)NpO2。這一(yi)氧(yang)化物還可在(zai)(zai)(zai)800--1000℃下在(zai)(zai)(zai)空氣中氧(yang)化金屬镎(na)(na)而得到。在(zai)(zai)(zai)氧(yang)的壓(ya)力大于(yu)2個大氣壓(ya)時(shi)，金屬镎(na)(na)在(zai)(zai)(zai)25℃時(shi)就氧(yang)化為(wei)NpO2。

NpO2與許多元素(su)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)物(wu)進(jin)行固相反應，或從(cong)LiNO3一NaNO3熔鹽中沉淀，都可生(sheng)成(cheng)四價(jia)、五價(jia)、六價(jia)和(he)七(qi)價(jia)镎的(de)三元氧(yang)化(hua)(hua)(hua)物(wu)或氧(yang)化(hua)(hua)(hua)物(wu)相，這取決(jue)于反應條(tiao)件和(he)加入的(de)金屬氧(yang)化(hua)(hua)(hua)物(wu)。

至(zhi)今所發現(xian)的大多數三元和(he)多元氧化(hua)物都(dou)是含(han)Np(IV)和(he)Np(VI)的。

制備方法

通(tong)常(chang)由人工合成。金(jin)屬镎是用鋇（Ba）還(huan)原(yuan)三氟化镎(NpF3)得(de)到(dao)，為銀白色有伸展(zhan)性的金(jin)屬。

由NpF3或NpF4用金屬鋇蒸氣在1200℃還原(yuan)而制得。

镎的分析測定

通常分(fen)(fen)析試樣中，镎(na)的(de)含量很小(xiao)而雜質量卻很大，因(yin)此，在大多數的(de)分(fen)(fen)析測定(ding)中，需要(yao)將(jiang)镎(na)與(yu)其他(ta)元素經初步分(fen)(fen)離(li)，再濃縮(suo)和(he)純(chun)化(hua)。例如通過價態的(de)改變、離(li)子交(jiao)換或多級溶(rong)劑(ji)萃取(qu)等分(fen)(fen)離(li)方(fang)(fang)法來實現。對(dui)于镎(na)的(de)測定(ding)可有多種方(fang)(fang)法，其中以測量“镎(na)源”輻射的(de)能譜及溶(rong)液中镎(na)離(li)子的(de)吸(xi)收光譜較(jiao)(jiao)為(wei)重要(yao)，即是輻射測量法和(he)分(fen)(fen)光光度法為(wei)主，這兩種方(fang)(fang)法就靈敏度和(he)選擇性而言相差無幾，而化(hua)學方(fang)(fang)法鑒定(ding)镎(na)則較(jiao)(jiao)少有實際意(yi)義。

輻射(she)測(ce)(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)法(fa)(fa)測(ce)(ce)(ce)(ce)定(ding)(ding)237Np是(shi)(shi)(shi)基于測(ce)(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)其α和β射(she)線(xian)，它的(de)比(bi)活(huo)度(du)很低(1．58×103α粒(li)子/μg·min)，但由(you)于它是(shi)(shi)(shi)最靈敏(min)的(de)方法(fa)(fa)，所以(yi)α測(ce)(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)法(fa)(fa)廣泛地用于Np的(de)測(ce)(ce)(ce)(ce)定(ding)(ding)。 分光(guang)光(guang)度(du)法(fa)(fa)是(shi)(shi)(shi)利用镎(na)(na)的(de)水溶(rong)液和有(you)機溶(rong)液均有(you)特征的(de)吸收光(guang)譜，根據(ju)這(zhe)些(xie)光(guang)譜，不僅可(ke)以(yi)測(ce)(ce)(ce)(ce)定(ding)(ding)镎(na)(na)的(de)價態，而(er)且可(ke)以(yi)測(ce)(ce)(ce)(ce)定(ding)(ding)镎(na)(na)的(de)含量(liang)(liang)。

其(qi)他還有象中(zhong)子(zi)活(huo)化(hua)分析法(fa)(fa)(fa)(fa)、滴(di)定(ding)法(fa)(fa)(fa)(fa)、電化(hua)學(xue)法(fa)(fa)(fa)(fa)、質(zhi)譜法(fa)(fa)(fa)(fa)、X射線測(ce)定(ding)法(fa)(fa)(fa)(fa)萃取色層(ceng)法(fa)(fa)(fa)(fa)與質(zhi)譜測(ce)量(liang)相(xiang)結(jie)合(he)等分析測(ce)定(ding)方(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)。綜(zong)合(he)起來看，活(huo)化(hua)分析法(fa)(fa)(fa)(fa)是(shi)測(ce)定(ding)镎的(de)(de)最(zui)靈敏的(de)(de)方(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)，但(dan)(dan)它需有很(hen)強的(de)(de)中(zhong)子(zi)源(yuan)，分析的(de)(de)時(shi)(shi)間也較(jiao)長。其(qi)次是(shi)d能(neng)譜法(fa)(fa)(fa)(fa)和(he)偶氮胂111分光(guang)光(guang)度法(fa)(fa)(fa)(fa)，它們(men)的(de)(de)缺(que)點是(shi)對钚或鈾的(de)(de)選(xuan)擇性差，因此(ci)應用這(zhe)些方(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)時(shi)(shi)，需將镎與雜質(zhi)預(yu)先分離。二甲(jia)酚橙分光(guang)光(guang)度法(fa)(fa)(fa)(fa)和(he)控制電位庫侖法(fa)(fa)(fa)(fa)，則是(shi)分析镎的(de)(de)選(xuan)擇性較(jiao)好的(de)(de)方(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)。其(qi)他安培滴(di)定(ding)、庫侖滴(di)定(ding)和(he)絡(luo)合(he)滴(di)定(ding)對測(ce)定(ding)镎的(de)(de)精密度較(jiao)好，但(dan)(dan)有時(shi)(shi)可能(neng)產生相(xiang)當大的(de)(de)系統誤差。