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镎(na)(na)為93號元素(su)。銀(yin)白色(se)金屬(shu)，有(you)(you)放射性(xing)。密度18.0~20.45g/cm3。熔點640℃，沸點3902℃。空氣中(zhong)(zhong)緩慢地被氧化。在(zai)(zai)(zai)(zai)50℃時能與(yu)氫反應生(sheng)成黑色(se)片狀氫化物，化學性(xing)質與(yu)鈾(you)相似(si)，溶于鹽(yan)酸。在(zai)(zai)(zai)(zai)水(shui)溶液中(zhong)(zhong)顯示(shi)出五種氧化態：Np3+（淡紫色(se)）、Np4+（黃(huang)綠色(se)）、NpO2+（綠藍色(se)）、NpO?2+（粉紅色(se)）。镎(na)(na)在(zai)(zai)(zai)(zai)自然界中(zhong)(zhong)幾乎不存(cun)在(zai)(zai)(zai)(zai)，通常由人工制成，這是因為237Np的半衰期(qi)(qi)是2.2×10?年，比地殼形成的年齡少(shao)三(san)個數(shu)量(liang)級(ji)。只有(you)(you)在(zai)(zai)(zai)(zai)鈾(you)礦中(zhong)(zhong)存(cun)在(zai)(zai)(zai)(zai)極微量(liang)，這是由鈾(you)衰變后的游蕩中(zhong)(zhong)子(zi)產生(sheng)的。同位素(su)239Np半衰期(qi)(qi)僅2.35天。

加(jia)州大學伯克利分校教授(shou)埃德溫(wen)·麥(mai)克米倫和艾貝(bei)爾森(sen)于1940年在伯克利首(shou)次合(he)成(cheng)镎元(yuan)素。

發現簡史

名稱由來(lai)：得名于海王星的名字“Neptune”；發現地點：美國

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

化學家們尋找(zhao)93號元(yuan)(yuan)素(su)的工作在20世紀20年代里就已經開始了。當時這個元(yuan)(yuan)素(su)按預(yu)定被放置在第VIIB族元(yuan)(yuan)素(su)，屬于錳副族。所以曾經有科(ke)學家企(qi)圖從軟錳礦中(zhong)發(fa)現這一元(yuan)(yuan)素(su)，但沒有成功。今天(tian)的93號元(yuan)(yuan)素(su)镎被列在錒系元(yuan)(yuan)素(su)中(zhong)。

由于核裂變產生許(xu)多碎片(pian)，不少自然(ran)界不存在的(de)元(yuan)(yuan)素從這(zhe)(zhe)些碎片(pian)中陸續被發(fa)現，還有許(xu)多已知元(yuan)(yuan)素的(de)同位素也從這(zhe)(zhe)些碎片(pian)中找(zhao)到。它成(cheng)了一個元(yuan)(yuan)素的(de)“聚寶盆”。

镎就(jiu)是(shi)從這(zhe)個“聚寶(bao)盆”中(zhong)發(fa)現的。1939年春，美國(guo)物理學(xue)(xue)家麥(mai)克米(mi)倫在分析鈾裂變產物時發(fa)現了(le)痕量半衰期為2.3天和輻射很強的放射性物質(zhi)(zhi)。他請化學(xue)(xue)家艾貝爾森幫助分析，確定(ding)(ding)了(le)它(ta)就(jiu)是(shi)93號(hao)元(yuan)(yuan)素(su)。它(ta)的化學(xue)(xue)性質(zhi)(zhi)不與錸相似，而與鈾、釷相似。他們(men)用海王星的名(ming)字(zi)（Neptune）來命名(ming)它(ta)為neptunium，元(yuan)(yuan)素(su)符號(hao)定(ding)(ding)為Np。

镎的發(fa)(fa)現(xian)突破(po)了古典元素(su)(su)周期表(biao)的界(jie)限，為鈾(you)后元素(su)(su)，或稱超鈾(you)元素(su)(su)中其他元素(su)(su)的發(fa)(fa)現(xian)闖開了道路，為奠定(ding)現(xian)代元素(su)(su)周期系和建立錒系元素(su)(su)奠定(ding)了基礎。它是第(di)一個被(bei)發(fa)(fa)現(xian)的人工合成(cheng)的超鈾(you)元素(su)(su)。

它最早是在(zai)(zai)1940年合成的。而在(zai)(zai)鈾(you)(you)礦中(zhong)，鈾(you)(you)-238會先捕獲(huo)中(zhong)子成為鈾(you)(you)-239，再透過β衰(shuai)變成為镎-239(半衰(shuai)期2.35天(tian))。所以在(zai)(zai)天(tian)然(ran)環境中(zhong)只有在(zai)(zai)鈾(you)(you)礦中(zhong)有極微量的镎存在(zai)(zai)。

物理性質

镎（臺灣、港澳(ao)譯(yi)作(zuo)錼，舊譯(yi)作(zuo)釢）是一種放(fang)射性(xing)化學元素 。它的化學符號是Np，它的原子序數是93，屬于錒系(xi)元素之一。

镎的拼音名稱是(shi)海王星的意思。比對(dui)它之前(qian)的鈾，是(shi)以天王星為名。

镎-237是最穩定(ding)的同位素，它的半衰期有2,144,000年。

【元(yuan)素名稱】 镎（拼音ná,英文名 Neptunium ）

【元素符號】 Np

【元素原子量】

【元(yuan)素類型 】 金屬

【相對原子(zi)質量】237.048

【常(chang)見化合價】 +3,+4,+5,+6

【電負性】1.36

【外圍電子排布】5f?6d17s2

【核外電子(zi)排(pai)布】 2，8，18，32，23，8，2

【核電荷數】93

【同位素及放射線(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】0 KJ·mol-1

【第一電離(li)能】600 KJ·mol-1

【第(di)二(er)電離能】0 KJ·mol-1

【第三(san)電(dian)離能】0 KJ·mol-1

【單質密度】20.45 g/cm3

【單質熔(rong)點】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(zi)然界中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)镎量是很(hen)少(shao)的(de)(de)(de)，因(yin)為(wei)壽命最長的(de)(de)(de)237Np其半衰期也比地(di)球的(de)(de)(de)年齡短許多，即使當初有，幾乎(hu)都(dou)衰變掉了；只(zhi)是由于(yu)鈾(you)俘獲中(zhong)(zhong)子的(de)(de)(de)結果，連續不斷地(di)生成镎，所以它才能以極少(shao)量的(de)(de)(de)形(xing)式存在(zai)(zai)于(yu)自(zi)然界中(zhong)(zhong)。镎的(de)(de)(de)發現是很(hen)重要的(de)(de)(de)，它揭(jie)開(kai)超(chao)鈾(you)元素領(ling)域(yu)的(de)(de)(de)面紗，而且它首次(ci)啟示5f電子存在(zai)(zai)的(de)(de)(de)可能性，即涉及錒后(hou)元素在(zai)(zai)周期表中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)位置問題。

镎(na)的(de)(de)(de)化學性(xing)質(zhi)表(biao)明，它(ta)與(yu)錒系中(zhong)相鄰(lin)近的(de)(de)(de)元素鈾(you)和(he)钚有(you)明顯的(de)(de)(de)差(cha)別(bie)，兩者比較起來，更(geng)接(jie)近于鈾(you)，特別(bie)是水溶液中(zhong)的(de)(de)(de)化學行(xing)為如此。已經以公斤量生產(chan)長(chang)壽命的(de)(de)(de)237Np，它(ta)的(de)(de)(de)半衰期(qi)雖(sui)長(chang)達(da)2.14×10?a，但它(ta)的(de)(de)(de)比活度(du)仍為天然鈾(you)的(de)(de)(de)2000倍左右。由于研(yan)究它(ta)們時需要復雜(za)的(de)(de)(de)設備(bei)，以及超(chao)鈾(you)元素的(de)(de)(de)毒性(xing)作(zuo)用(yong)，因而對镎(na)化學在許多(duo)方(fang)面(mian)尚待深入(ru)研(yan)究。

已(yi)知镎有(you)18種同位素(su)，都具有(you)放射性，其中(zhong)最有(you)實(shi)用價值(zhi)的是(shi)239Np和(he)237Np。前者是(shi)從238U通過中(zhong)子輻(fu)照生(sheng)產裂變核(he)燃(ran)料238Pu中(zhong)間核(he)素(su)；而(er)后者則(ze)是(shi)熱中(zhong)子反應堆乏燃(ran)料中(zhong)的一個核(he)素(su)，它是(shi)生(sheng)產238Pu的靶料。

在(zai)1200℃下用鋇蒸汽作用于(yu)NpF?可(ke)制得微(wei)量金屬镎(na)。镎(na)是銀白色(se)重金屬，密度為(wei)20.45g/cm3，熔(rong)點為(wei)640±1℃。金屬镎(na)易(yi)溶(rong)于(yu)鹽酸(suan)、硫酸(suan)和含F-的硝酸(suan)中，室溫時，金屬镎(na)在(zai)干燥(zao)空氣中由于(yu)表面形(xing)成一種氧(yang)化膜而顯得十分(fen)穩定。

镎的(de)還原性很強，可以與很多非(fei)金屬元(yuan)素起反(fan)應(ying)，鑒于(yu)篇幅(fu)原因(yin)，本(ben)文僅對镎的(de)鹵化物及镎的(de)氧化物做簡要介紹。

氧化態主(zhu)要(yao)為Np+5

還(huan)有 Np+2， Np+3， Np+4， Np+6， Np+7

原子體積:(立方厘米(mi)/摩爾)

11.62

镎(na)(na)從+2到+7價(jia)(jia)(jia)有多種化(hua)(hua)合(he)價(jia)(jia)(jia)，+3價(jia)(jia)(jia)镎(na)(na)的(de)化(hua)(hua)合(he)物及水(shui)(shui)溶液呈藍色(se)(se)或(huo)紫色(se)(se)，被空氣氧化(hua)(hua)成+5價(jia)(jia)(jia)的(de)镎(na)(na)。+4價(jia)(jia)(jia)镎(na)(na)的(de)化(hua)(hua)合(he)物及水(shui)(shui)溶液，由黃綠(lv)色(se)(se)變為深(shen)綠(lv)色(se)(se)。+5價(jia)(jia)(jia)镎(na)(na)在水(shui)(shui)溶液中(zhong)以NpO?+形(xing)式(shi)存(cun)在。+6價(jia)(jia)(jia)镎(na)(na)的(de)水(shui)(shui)溶液呈粉紅色(se)(se)。+7價(jia)(jia)(jia)镎(na)(na)在堿(jian)性水(shui)(shui)溶液中(zhong)也NpO?3?的(de)形(xing)式(shi)存(cun)在。

镎的氟化物

紫色的NpF3和綠色的NpF4是分(fen)別在H2與O2存在下，將二氧化(hua)镎于500℃時通氟化(hua)氫制成的。

其中(zhong)(zhong)NpO2可(ke)由镎(na)的氫氧(yang)化物、碳酸鹽(yan)(yan)、草酸鹽(yan)(yan)或硝酸鹽(yan)(yan)代替。NpF4在氫氣(qi)流(liu)中(zhong)(zhong)加熱可(ke)還原成NpF3。這(zhe)兩種氟(fu)化物都不溶于(yu)水和稀酸，因(yin)而也能從水溶液中(zhong)(zhong)用沉淀法(fa)制得。

NpF6固(gu)態時(shi)為橙色，氣態時(shi)無色。它可在300一500℃時(shi)以BrF3，BrF5或單質氟對NpO2

或NpF4進行氟化而得。NpF6同(tong)PuF6一樣見光便分解(jie)(jie)。由(you)于237Np的(de)(de)比活度低，它的(de)(de)自(zi)輻解(jie)(jie)作用也弱。NpF6遇(yu)到痕量水分便迅(xun)速分解(jie)(jie)為氟化镎酰NpO2F2，較純的(de)(de)NpO2F2是(shi)由(you)NpO3·H2O

BrF3在(zai)(zai)室溫下(xia)反應(ying)，或與F2在(zai)(zai)230℃時反應(ying)，與HF在(zai)(zai)300℃時反應(ying)而得到；也能在(zai)(zai)真空條件(jian)下(xia)濃縮Np(VI)的氫氟酸溶(rong)液制得。

固(gu)體NpO2與(yu)堿金屬碳(tan)酸鹽(yan)、碳(tan)酸氫鹽(yan)或(huo)草酸鹽(yan)在500℃的(de)HF—O，氣(qi)流(liu)中(zhong)反應(ying)，可生成(cheng)三元氟化物(wu)(wu)LiNpF5或(huo)7MF·6NpF6(M=Na，K，Rb)，它(ta)們(men)與(yu)其他四價(jia)錒系元素(su)的(de)相應(ying)化合物(wu)(wu)都是同構(gou)的(de)。此(ci)外尚(shang)有Na2NpF6，Na3NpF8，K2NpF6，Rb2NpF6，Rb2·NpF7等含镎的(de)氟化物(wu)(wu)，它(ta)們(men)多呈(cheng)綠色或(huo)粉(fen)紅一紫色。

镎的氧化物

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

氧化物：NpO，Np2O3，NpO2，Np2O5和(he)Np3O8；

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

其中(zhong)比較重要的(de)是(shi)NpO2，它(ta)是(shi)镎(na)的(de)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)物(wu)中(zhong)最穩(wen)定的(de)化(hua)(hua)(hua)合物(wu)，常作為反應堆輻(fu)照237Nb的(de)靶(ba)料物(wu)。一(yi)般可(ke)通過加熱分解镎(na)的(de)氫氧(yang)化(hua)(hua)(hua)物(wu)、硝酸鹽和草酸鹽制得NpO2，用(yong)CO在(zai)(zai)(zai)450℃以上(shang)還原(yuan)高價镎(na)的(de)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)物(wu)也能生(sheng)成(cheng)NpO2。這(zhe)一(yi)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)物(wu)還可(ke)在(zai)(zai)(zai)800--1000℃下在(zai)(zai)(zai)空(kong)氣(qi)中(zhong)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)金屬镎(na)而得到。在(zai)(zai)(zai)氧(yang)的(de)壓力大于2個大氣(qi)壓時，金屬镎(na)在(zai)(zai)(zai)25℃時就氧(yang)化(hua)(hua)(hua)為NpO2。

NpO2與許多元(yuan)素氧(yang)化(hua)物(wu)進行固相反應(ying)，或從LiNO3一(yi)NaNO3熔鹽中沉淀，都可生成四價(jia)(jia)、五價(jia)(jia)、六價(jia)(jia)和七價(jia)(jia)镎(na)的三(san)元(yuan)氧(yang)化(hua)物(wu)或氧(yang)化(hua)物(wu)相，這取決于反應(ying)條件和加入的金屬(shu)氧(yang)化(hua)物(wu)。

至今所(suo)發現的大多(duo)數三元(yuan)和多(duo)元(yuan)氧(yang)化物都是(shi)含(han)Np(IV)和Np(VI)的。

制備方法

通常由人工合成。金屬镎是用鋇(bei)（Ba）還(huan)原三(san)氟化(hua)镎(NpF3)得到，為銀白(bai)色(se)有伸展性的金屬。

由NpF3或NpF4用金屬鋇蒸氣在1200℃還(huan)原而制得。

镎的分析測定

通常(chang)分析試樣中(zhong)(zhong)(zhong)，镎的(de)含(han)量(liang)很(hen)小而(er)雜質量(liang)卻很(hen)大，因(yin)此(ci)，在大多數的(de)分析測(ce)(ce)定中(zhong)(zhong)(zhong)，需要(yao)將镎與(yu)其(qi)(qi)他(ta)元素(su)經初步分離(li)，再濃縮(suo)和(he)純化(hua)。例(li)如(ru)通過價態的(de)改變(bian)、離(li)子交換或多級(ji)溶劑(ji)萃取(qu)等分離(li)方法(fa)(fa)來實現。對于(yu)镎的(de)測(ce)(ce)定可(ke)有(you)多種方法(fa)(fa)，其(qi)(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)以測(ce)(ce)量(liang)“镎源”輻射的(de)能譜及溶液(ye)中(zhong)(zhong)(zhong)镎離(li)子的(de)吸收光(guang)(guang)譜較為(wei)重要(yao)，即是輻射測(ce)(ce)量(liang)法(fa)(fa)和(he)分光(guang)(guang)光(guang)(guang)度法(fa)(fa)為(wei)主，這兩種方法(fa)(fa)就靈敏度和(he)選擇性(xing)而(er)言相差無幾，而(er)化(hua)學方法(fa)(fa)鑒定镎則較少有(you)實際(ji)意義。

輻(fu)射測(ce)(ce)量(liang)法測(ce)(ce)定(ding)(ding)237Np是(shi)基(ji)于(yu)測(ce)(ce)量(liang)其α和(he)β射線，它的比活度(du)很低(1．58×103α粒子/μg·min)，但由于(yu)它是(shi)最(zui)靈敏的方法，所以α測(ce)(ce)量(liang)法廣泛地用于(yu)Np的測(ce)(ce)定(ding)(ding)。 分光光度(du)法是(shi)利(li)用镎(na)的水溶液(ye)和(he)有(you)機溶液(ye)均(jun)有(you)特(te)征(zheng)的吸(xi)收光譜，根據(ju)這(zhe)些光譜，不僅可以測(ce)(ce)定(ding)(ding)镎(na)的價(jia)態，而且可以測(ce)(ce)定(ding)(ding)镎(na)的含(han)量(liang)。

其(qi)他還(huan)有(you)(you)象中子(zi)活(huo)化分(fen)析(xi)(xi)法(fa)(fa)(fa)、滴(di)定(ding)法(fa)(fa)(fa)、電(dian)化學法(fa)(fa)(fa)、質譜法(fa)(fa)(fa)、X射線測定(ding)法(fa)(fa)(fa)萃取色層(ceng)法(fa)(fa)(fa)與(yu)質譜測量相結(jie)合(he)等(deng)分(fen)析(xi)(xi)測定(ding)方法(fa)(fa)(fa)。綜合(he)起來(lai)看(kan)，活(huo)化分(fen)析(xi)(xi)法(fa)(fa)(fa)是測定(ding)镎的(de)(de)最靈敏的(de)(de)方法(fa)(fa)(fa)，但它(ta)需有(you)(you)很強(qiang)的(de)(de)中子(zi)源，分(fen)析(xi)(xi)的(de)(de)時(shi)(shi)(shi)間也(ye)較(jiao)長。其(qi)次是d能譜法(fa)(fa)(fa)和偶氮胂111分(fen)光(guang)光(guang)度(du)法(fa)(fa)(fa)，它(ta)們的(de)(de)缺點(dian)是對(dui)钚或鈾的(de)(de)選擇性(xing)差，因此應用這些方法(fa)(fa)(fa)時(shi)(shi)(shi)，需將(jiang)镎與(yu)雜質預先(xian)分(fen)離(li)。二甲酚橙分(fen)光(guang)光(guang)度(du)法(fa)(fa)(fa)和控制電(dian)位庫侖法(fa)(fa)(fa)，則是分(fen)析(xi)(xi)镎的(de)(de)選擇性(xing)較(jiao)好(hao)的(de)(de)方法(fa)(fa)(fa)。其(qi)他安培滴(di)定(ding)、庫侖滴(di)定(ding)和絡(luo)合(he)滴(di)定(ding)對(dui)測定(ding)镎的(de)(de)精密度(du)較(jiao)好(hao)，但有(you)(you)時(shi)(shi)(shi)可能產生相當大的(de)(de)系統誤差。