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镎為(wei)93號元素。銀白色(se)(se)金(jin)屬，有放射(she)性(xing)。密度18.0~20.45g/cm3。熔點640℃，沸點3902℃。空氣(qi)中緩慢地(di)被(bei)氧(yang)(yang)化(hua)。在50℃時能與(yu)氫反應生成黑色(se)(se)片狀氫化(hua)物，化(hua)學性(xing)質與(yu)鈾相似(si)，溶(rong)于鹽酸。在水溶(rong)液中顯(xian)示出五種氧(yang)(yang)化(hua)態(tai)：Np3+（淡紫色(se)(se)）、Np4+（黃綠色(se)(se)）、NpO2+（綠藍色(se)(se)）、NpO?2+（粉紅色(se)(se)）。镎在自然(ran)界(jie)中幾乎不(bu)存在，通常由(you)人工制成，這(zhe)是(shi)(shi)因(yin)為(wei)237Np的(de)半衰(shuai)期是(shi)(shi)2.2×10?年，比地(di)殼形(xing)成的(de)年齡少三個數量級。只(zhi)有在鈾礦(kuang)中存在極微(wei)量，這(zhe)是(shi)(shi)由(you)鈾衰(shuai)變后的(de)游(you)蕩中子產生的(de)。同位素239Np半衰(shuai)期僅2.35天(tian)。

加州大學(xue)伯(bo)克利(li)分校(xiao)教授埃(ai)德溫·麥克米倫和艾貝(bei)爾森于(yu)1940年在伯(bo)克利(li)首次合(he)成(cheng)镎(na)元素。

發現簡史

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

1940年，由麥克米倫（E.M.McMillan）和(he)艾(ai)貝(bei)爾(er)森（P.H.Abelson）用中子轟擊鈾(you)獲得(de)半衰期為2.3天的239Np。

化學家們尋找93號元(yuan)素(su)(su)的(de)工作(zuo)在(zai)20世紀20年代里就已經開始了。當(dang)時這個元(yuan)素(su)(su)按預(yu)定(ding)被放置在(zai)第VIIB族元(yuan)素(su)(su)，屬(shu)于錳(meng)副族。所以曾經有科(ke)學家企(qi)圖(tu)從(cong)軟錳(meng)礦中發現這一元(yuan)素(su)(su)，但(dan)沒有成功。今天的(de)93號元(yuan)素(su)(su)镎被列在(zai)錒系(xi)元(yuan)素(su)(su)中。

由于核裂變產生許多(duo)碎片(pian)，不(bu)少自然界(jie)不(bu)存在(zai)的元(yuan)(yuan)素從這(zhe)些(xie)碎片(pian)中陸續被發現(xian)，還(huan)有許多(duo)已知元(yuan)(yuan)素的同(tong)位素也(ye)從這(zhe)些(xie)碎片(pian)中找到。它成(cheng)了(le)一個元(yuan)(yuan)素的“聚寶(bao)盆(pen)”。

镎(na)就是從這個(ge)“聚寶盆(pen)”中發現的(de)(de)。1939年(nian)春，美國物理(li)學家(jia)麥克米倫(lun)在分析鈾裂(lie)變產物時發現了(le)(le)痕量(liang)半衰期為(wei)2.3天和輻射很強的(de)(de)放射性物質。他請化(hua)學家(jia)艾貝爾森幫(bang)助分析，確定了(le)(le)它(ta)就是93號(hao)元素。它(ta)的(de)(de)化(hua)學性質不(bu)與(yu)錸相似，而與(yu)鈾、釷相似。他們用海王星的(de)(de)名(ming)(ming)字（Neptune）來命名(ming)(ming)它(ta)為(wei)neptunium，元素符號(hao)定為(wei)Np。

镎的發(fa)現突破了(le)(le)古典元(yuan)(yuan)素周期表的界(jie)限(xian)，為鈾(you)后(hou)元(yuan)(yuan)素，或(huo)稱超鈾(you)元(yuan)(yuan)素中其他元(yuan)(yuan)素的發(fa)現闖開了(le)(le)道路，為奠(dian)定(ding)現代元(yuan)(yuan)素周期系(xi)和建立錒(a)系(xi)元(yuan)(yuan)素奠(dian)定(ding)了(le)(le)基礎。它是第一(yi)個被發(fa)現的人工合成的超鈾(you)元(yuan)(yuan)素。

它最早是在(zai)1940年合成的(de)。而(er)在(zai)鈾(you)(you)礦中，鈾(you)(you)-238會(hui)先捕獲(huo)中子成為(wei)鈾(you)(you)-239，再(zai)透(tou)過β衰變成為(wei)镎-239(半衰期2.35天(tian))。所以在(zai)天(tian)然(ran)環境中只有(you)在(zai)鈾(you)(you)礦中有(you)極(ji)微量的(de)镎存在(zai)。

物理性質

镎（臺灣(wan)、港澳(ao)譯(yi)(yi)作錼(nai)，舊譯(yi)(yi)作釢）是一(yi)種放射性化(hua)學元(yuan)素 。它的化(hua)學符(fu)號是Np，它的原子序數是93，屬于錒系元(yuan)素之一(yi)。

镎的拼音名稱是海王(wang)星(xing)的意(yi)思。比對它之前的鈾(you)，是以天(tian)王(wang)星(xing)為名。

镎-237是最(zui)穩(wen)定(ding)的同位素，它的半衰期(qi)有2,144,000年。

【元素名(ming)稱】 镎（拼(pin)音(yin)ná,英文名(ming) Neptunium ）

【元素符號】 Np

【元素原子量】

【元素類型 】 金屬(shu)

【相對(dui)原(yuan)子質(zhi)量(liang)】237.048

【常見(jian)化合價】 +3,+4,+5,+6

【電負性】1.36

【外(wai)圍電子(zi)排(pai)布】5f?6d17s2

【核外電(dian)子排布(bu)】 2，8，18，32，23，8，2

【核電荷數】93

【同位素及放射線】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

【第一電離能】600 KJ·mol-1

【第(di)二(er)電離能】0 KJ·mol-1

【第(di)三(san)電離能】0 KJ·mol-1

【單質密度】20.45 g/cm3

【單(dan)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

自然界(jie)中的(de)(de)(de)镎(na)量(liang)是很(hen)少的(de)(de)(de)，因為壽命(ming)最長的(de)(de)(de)237Np其半衰(shuai)期也比地球的(de)(de)(de)年(nian)齡短(duan)許多，即使當初有，幾乎都衰(shuai)變掉了；只是由于鈾俘(fu)獲(huo)中子的(de)(de)(de)結(jie)果，連續不(bu)斷地生成镎(na)，所以(yi)它(ta)才能以(yi)極(ji)少量(liang)的(de)(de)(de)形式(shi)存(cun)在(zai)于自然界(jie)中。镎(na)的(de)(de)(de)發現是很(hen)重要的(de)(de)(de)，它(ta)揭(jie)開超鈾元素(su)領域的(de)(de)(de)面紗，而且它(ta)首次啟(qi)示5f電子存(cun)在(zai)的(de)(de)(de)可能性(xing)，即涉及錒后元素(su)在(zai)周期表(biao)中的(de)(de)(de)位置(zhi)問題。

镎的(de)(de)(de)化(hua)學性質表明，它與錒系中(zhong)相(xiang)鄰近的(de)(de)(de)元素(su)鈾(you)和钚有(you)明顯(xian)的(de)(de)(de)差別，兩者(zhe)比較起(qi)來，更接近于鈾(you)，特(te)別是水溶(rong)液中(zhong)的(de)(de)(de)化(hua)學行為(wei)如此。已經以(yi)公斤(jin)量生產長壽(shou)命的(de)(de)(de)237Np，它的(de)(de)(de)半衰期(qi)雖長達2.14×10?a，但(dan)它的(de)(de)(de)比活度仍(reng)為(wei)天(tian)然鈾(you)的(de)(de)(de)2000倍左右。由于研(yan)究它們時(shi)需要(yao)復(fu)雜的(de)(de)(de)設備，以(yi)及超鈾(you)元素(su)的(de)(de)(de)毒(du)性作用，因而對镎化(hua)學在許多(duo)方面(mian)尚待深入研(yan)究。

已知镎(na)有(you)18種(zhong)同位(wei)素，都具有(you)放(fang)射(she)性(xing)，其中(zhong)最有(you)實(shi)用價(jia)值的(de)是239Np和(he)237Np。前者是從238U通過中(zhong)子輻(fu)照生產(chan)裂變核燃料(liao)238Pu中(zhong)間核素；而(er)后(hou)者則是熱中(zhong)子反應堆(dui)乏燃料(liao)中(zhong)的(de)一(yi)個核素，它是生產(chan)238Pu的(de)靶料(liao)。

在1200℃下用鋇蒸汽作用于NpF?可制得(de)微量金(jin)屬(shu)镎。镎是銀白色重金(jin)屬(shu)，密度(du)為20.45g/cm3，熔(rong)點為640±1℃。金(jin)屬(shu)镎易(yi)溶于鹽酸、硫酸和含F-的硝酸中，室(shi)溫時，金(jin)屬(shu)镎在干燥空(kong)氣中由于表面形(xing)成一(yi)種氧化(hua)膜而顯得(de)十分(fen)穩定。

镎(na)的還原性(xing)很強，可以與很多(duo)非金屬(shu)元(yuan)素起反應(ying)，鑒于篇(pian)幅原因(yin)，本文僅(jin)對(dui)镎(na)的鹵化(hua)物及镎(na)的氧化(hua)物做簡要介紹(shao)。

氧化態主要為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+2到+7價(jia)有多(duo)種化(hua)合價(jia)，+3價(jia)镎(na)(na)的(de)(de)化(hua)合物(wu)及水(shui)溶液(ye)呈(cheng)藍(lan)色或紫(zi)色，被空氣氧化(hua)成+5價(jia)的(de)(de)镎(na)(na)。+4價(jia)镎(na)(na)的(de)(de)化(hua)合物(wu)及水(shui)溶液(ye)，由黃綠色變為深(shen)綠色。+5價(jia)镎(na)(na)在(zai)水(shui)溶液(ye)中(zhong)以NpO?+形式存在(zai)。+6價(jia)镎(na)(na)的(de)(de)水(shui)溶液(ye)呈(cheng)粉紅色。+7價(jia)镎(na)(na)在(zai)堿性水(shui)溶液(ye)中(zhong)也NpO?3?的(de)(de)形式存在(zai)。

镎的氟化物

紫色的NpF3和綠(lv)色的NpF4是分別在H2與(yu)O2存在下，將二(er)氧化镎于500℃時通氟化氫制(zhi)成的。

其中(zhong)NpO2可由镎的氫(qing)氧化物、碳酸鹽、草酸鹽或硝酸鹽代替(ti)。NpF4在氫(qing)氣(qi)流中(zhong)加(jia)熱可還原成NpF3。這兩(liang)種氟(fu)化物都不溶于水(shui)和稀酸，因而也能從(cong)水(shui)溶液中(zhong)用(yong)沉淀法(fa)制(zhi)得。

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

或NpF4進行氟化(hua)而得。NpF6同PuF6一樣見光(guang)便(bian)分解。由(you)于237Np的比活度低，它的自輻解作用也弱。NpF6遇(yu)到痕(hen)量(liang)水分便(bian)迅速分解為氟化(hua)镎酰(xian)NpO2F2，較純(chun)的NpO2F2是由(you)NpO3·H2O

BrF3在(zai)室(shi)溫下反應，或與F2在(zai)230℃時反應，與HF在(zai)300℃時反應而得到；也(ye)能(neng)在(zai)真(zhen)空條(tiao)件下濃縮Np(VI)的氫(qing)氟(fu)酸(suan)溶液制得。

固體NpO2與(yu)堿金屬(shu)碳酸(suan)(suan)鹽、碳酸(suan)(suan)氫鹽或草酸(suan)(suan)鹽在500℃的(de)HF—O，氣流(liu)中反(fan)應，可生成三元氟(fu)化物LiNpF5或7MF·6NpF6(M=Na，K，Rb)，它們(men)與(yu)其他四價(jia)錒(a)系元素(su)的(de)相應化合物都是同(tong)構(gou)的(de)。此外尚有(you)Na2NpF6，Na3NpF8，K2NpF6，Rb2NpF6，Rb2·NpF7等含镎的(de)氟(fu)化物，它們(men)多(duo)呈綠色(se)或粉紅一紫色(se)。

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(ru)下幾種：

氧化(hua)物：NpO，Np2O3，NpO2，Np2O5和Np3O8；

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

其中比較重要(yao)的是NpO2，它(ta)是镎(na)的氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)物(wu)中最穩定的化(hua)(hua)合物(wu)，常作為(wei)(wei)反應(ying)堆輻照237Nb的靶料物(wu)。一般(ban)可(ke)通過加熱分解镎(na)的氫氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)物(wu)、硝酸鹽和(he)草(cao)酸鹽制得(de)NpO2，用CO在450℃以上還原高價镎(na)的氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)物(wu)也能(neng)生成NpO2。這(zhe)一氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)物(wu)還可(ke)在800--1000℃下在空氣(qi)中氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)金屬(shu)镎(na)而(er)得(de)到。在氧(yang)(yang)(yang)的壓力大于(yu)2個大氣(qi)壓時(shi)，金屬(shu)镎(na)在25℃時(shi)就氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)為(wei)(wei)NpO2。

NpO2與許多元素氧化(hua)物(wu)(wu)(wu)進行固相反應，或從LiNO3一(yi)NaNO3熔鹽中(zhong)沉(chen)淀，都可生成(cheng)四價、五價、六價和(he)七價镎的三元氧化(hua)物(wu)(wu)(wu)或氧化(hua)物(wu)(wu)(wu)相，這取決于(yu)反應條件和(he)加(jia)入的金屬氧化(hua)物(wu)(wu)(wu)。

至今所(suo)發(fa)現的大(da)多(duo)數三元(yuan)和(he)多(duo)元(yuan)氧化物都是含Np(IV)和(he)Np(VI)的。

制備方法

通常由人工(gong)合成。金(jin)屬(shu)(shu)镎是用鋇(bei)（Ba）還原三(san)氟化镎(NpF3)得到，為(wei)銀白色有伸展(zhan)性的(de)金(jin)屬(shu)(shu)。

由NpF3或(huo)NpF4用金(jin)屬鋇蒸氣在1200℃還原(yuan)而制得(de)。

镎的分析測定

通常分(fen)析試樣(yang)中，镎(na)(na)的(de)含量(liang)(liang)很小而雜質(zhi)量(liang)(liang)卻很大(da)，因(yin)此，在大(da)多(duo)數的(de)分(fen)析測(ce)(ce)定中，需要將镎(na)(na)與其他元素經初步分(fen)離(li)，再濃縮和純化。例如通過價態的(de)改變、離(li)子交換或(huo)多(duo)級溶劑萃(cui)取等(deng)分(fen)離(li)方(fang)法來實(shi)現。對于镎(na)(na)的(de)測(ce)(ce)定可有多(duo)種(zhong)方(fang)法，其中以測(ce)(ce)量(liang)(liang)“镎(na)(na)源”輻射的(de)能譜及(ji)溶液中镎(na)(na)離(li)子的(de)吸收光譜較(jiao)為重(zhong)要，即是輻射測(ce)(ce)量(liang)(liang)法和分(fen)光光度法為主，這兩種(zhong)方(fang)法就靈敏度和選擇性而言相差無幾(ji)，而化學方(fang)法鑒定镎(na)(na)則(ze)較(jiao)少有實(shi)際意義。

輻射測(ce)量法(fa)測(ce)定237Np是(shi)基于測(ce)量其α和(he)β射線，它的(de)比活度很低(1．58×103α粒子/μg·min)，但由(you)于它是(shi)最靈敏(min)的(de)方法(fa)，所以α測(ce)量法(fa)廣(guang)泛(fan)地(di)用于Np的(de)測(ce)定。 分光光度法(fa)是(shi)利(li)用镎的(de)水(shui)溶液(ye)和(he)有機溶液(ye)均有特征的(de)吸收光譜，根據這些光譜，不(bu)僅可以測(ce)定镎的(de)價態，而且可以測(ce)定镎的(de)含量。

其(qi)(qi)他還(huan)有(you)象(xiang)中子活(huo)化分(fen)析法(fa)(fa)、滴定(ding)(ding)(ding)(ding)(ding)法(fa)(fa)、電化學法(fa)(fa)、質譜法(fa)(fa)、X射線測(ce)定(ding)(ding)(ding)(ding)(ding)法(fa)(fa)萃取色層(ceng)法(fa)(fa)與質譜測(ce)量相結合(he)等分(fen)析測(ce)定(ding)(ding)(ding)(ding)(ding)方法(fa)(fa)。綜(zong)合(he)起來(lai)看(kan)，活(huo)化分(fen)析法(fa)(fa)是(shi)測(ce)定(ding)(ding)(ding)(ding)(ding)镎的(de)(de)最靈敏(min)的(de)(de)方法(fa)(fa)，但它需有(you)很強的(de)(de)中子源，分(fen)析的(de)(de)時間也較長。其(qi)(qi)次是(shi)d能譜法(fa)(fa)和偶氮胂111分(fen)光(guang)光(guang)度(du)法(fa)(fa)，它們的(de)(de)缺(que)點是(shi)對钚或鈾(you)的(de)(de)選擇性差(cha)，因(yin)此(ci)應用這些方法(fa)(fa)時，需將(jiang)镎與雜質預先(xian)分(fen)離(li)。二甲酚橙(cheng)分(fen)光(guang)光(guang)度(du)法(fa)(fa)和控制(zhi)電位庫侖法(fa)(fa)，則是(shi)分(fen)析镎的(de)(de)選擇性較好(hao)的(de)(de)方法(fa)(fa)。其(qi)(qi)他安培滴定(ding)(ding)(ding)(ding)(ding)、庫侖滴定(ding)(ding)(ding)(ding)(ding)和絡合(he)滴定(ding)(ding)(ding)(ding)(ding)對測(ce)定(ding)(ding)(ding)(ding)(ding)镎的(de)(de)精密度(du)較好(hao)，但有(you)時可能產生相當大的(de)(de)系統誤差(cha)。