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镎為93號(hao)元素。銀白色(se)金屬，有(you)放射(she)性。密度18.0~20.45g/cm3。熔點(dian)640℃，沸(fei)點(dian)3902℃。空氣中(zhong)(zhong)(zhong)緩(huan)慢地(di)被氧(yang)化。在(zai)50℃時能與氫反應生(sheng)成黑色(se)片(pian)狀氫化物，化學性質與鈾相似，溶(rong)于鹽酸。在(zai)水溶(rong)液(ye)中(zhong)(zhong)(zhong)顯示出五種氧(yang)化態(tai)：Np3+（淡紫(zi)色(se)）、Np4+（黃(huang)綠色(se)）、NpO2+（綠藍色(se)）、NpO?2+（粉紅色(se)）。镎在(zai)自然界中(zhong)(zhong)(zhong)幾乎不存(cun)在(zai)，通常由人工制成，這是因為237Np的(de)半衰(shuai)期(qi)是2.2×10?年，比(bi)地(di)殼形成的(de)年齡少三個數量級。只有(you)在(zai)鈾礦(kuang)中(zhong)(zhong)(zhong)存(cun)在(zai)極(ji)微量，這是由鈾衰(shuai)變后的(de)游蕩中(zhong)(zhong)(zhong)子產生(sheng)的(de)。同位素239Np半衰(shuai)期(qi)僅2.35天。

加州大學(xue)伯(bo)克(ke)(ke)利分校(xiao)教授埃德溫·麥克(ke)(ke)米(mi)倫和艾(ai)貝爾森于1940年(nian)在伯(bo)克(ke)(ke)利首次(ci)合(he)成(cheng)镎元素(su)。

發現簡史

名稱由來：得(de)名于(yu)海王星的名字“Neptune”；發現地點(dian)：美國

1940年，由麥克(ke)米倫（E.M.McMillan）和(he)艾貝爾森（P.H.Abelson）用中子轟擊鈾獲得半(ban)衰期為(wei)2.3天的239Np。

化學(xue)家(jia)們尋找93號(hao)元(yuan)素(su)的工作(zuo)在20世紀(ji)20年代里就已經(jing)(jing)開(kai)始了(le)。當時這個元(yuan)素(su)按預定被放置在第VIIB族元(yuan)素(su)，屬于錳(meng)副(fu)族。所(suo)以曾經(jing)(jing)有(you)科學(xue)家(jia)企圖從軟錳(meng)礦中(zhong)(zhong)發現這一元(yuan)素(su)，但沒有(you)成(cheng)功。今天的93號(hao)元(yuan)素(su)镎被列在錒系(xi)元(yuan)素(su)中(zhong)(zhong)。

由于核裂變產生許(xu)多碎片(pian)，不少自然界不存(cun)在的元素(su)從這些(xie)碎片(pian)中陸續被發現，還有許(xu)多已知元素(su)的同(tong)位(wei)素(su)也從這些(xie)碎片(pian)中找到。它成(cheng)了一個元素(su)的“聚寶(bao)盆”。

镎就(jiu)是(shi)(shi)從這個“聚(ju)寶盆”中發現的。1939年(nian)春(chun)，美國(guo)物理學家麥(mai)克米倫(lun)在分析鈾(you)(you)裂變產物時發現了痕量半衰(shuai)期(qi)為(wei)2.3天和輻射很強的放射性(xing)物質(zhi)。他請(qing)化(hua)學家艾貝爾森幫助(zhu)分析，確定了它(ta)就(jiu)是(shi)(shi)93號(hao)元(yuan)素(su)。它(ta)的化(hua)學性(xing)質(zhi)不與錸相(xiang)似(si)，而與鈾(you)(you)、釷(tu)相(xiang)似(si)。他們用海(hai)王星的名(ming)字（Neptune）來命(ming)名(ming)它(ta)為(wei)neptunium，元(yuan)素(su)符號(hao)定為(wei)Np。

镎的發(fa)現(xian)(xian)突破了(le)古典元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)周期(qi)表的界限，為鈾后元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)，或(huo)稱超鈾元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)中其他(ta)元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)的發(fa)現(xian)(xian)闖開(kai)了(le)道路，為奠定現(xian)(xian)代元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)周期(qi)系和建立(li)錒(a)系元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)奠定了(le)基礎。它(ta)是第一(yi)個被發(fa)現(xian)(xian)的人工合成的超鈾元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)。

它最(zui)早是在(zai)(zai)1940年合成的。而在(zai)(zai)鈾礦中(zhong)(zhong)，鈾-238會先捕獲(huo)中(zhong)(zhong)子成為鈾-239，再透過β衰變成為镎(na)-239(半衰期2.35天)。所以(yi)在(zai)(zai)天然環(huan)境中(zhong)(zhong)只有在(zai)(zai)鈾礦中(zhong)(zhong)有極(ji)微(wei)量的镎(na)存在(zai)(zai)。

物理性質

镎（臺灣、港澳譯(yi)作錼，舊譯(yi)作釢）是一種(zhong)放射性化學(xue)元素 。它的(de)化學(xue)符號是Np，它的(de)原子序數是93，屬(shu)于錒(a)系(xi)元素之(zhi)一。

镎的(de)拼音(yin)名稱是(shi)海王(wang)星(xing)的(de)意思。比對它之前的(de)鈾，是(shi)以天王(wang)星(xing)為名。

镎(na)-237是(shi)最穩定的同(tong)位素，它的半衰期有2,144,000年(nian)。

【元素名(ming)稱】 镎（拼音ná,英文名(ming) Neptunium ）

【元素符號】 Np

【元素原子量】

【元素類型 】 金屬

【相對原子質量】237.048

【常見化合價(jia)】 +3,+4,+5,+6

【電負性】1.36

【外(wai)圍電(dian)子排布】5f?6d17s2

【核外電子排(pai)布】 2，8，18，32，23，8，2

【核電荷數】93

【同位素(su)及放(fang)射線(xian)】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)子親合(he)和(he)能】0 KJ·mol-1

【第一電離能(neng)】600 KJ·mol-1

【第(di)二(er)電離能】0 KJ·mol-1

【第三電離(li)能(neng)】0 KJ·mol-1

【單質密(mi)度】20.45 g/cm3

【單質熔點】640.0 ℃

【單(dan)質沸點(dian)】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)(de)(de)(de)镎(na)量是很少的(de)(de)(de)(de)，因為(wei)壽命最長(chang)的(de)(de)(de)(de)237Np其半衰(shuai)期(qi)也(ye)比(bi)地(di)球的(de)(de)(de)(de)年齡短許多，即使當初有(you)，幾乎都衰(shuai)變掉了；只是由(you)于(yu)鈾俘獲(huo)中(zhong)子的(de)(de)(de)(de)結(jie)果，連(lian)續不斷(duan)地(di)生成(cheng)镎(na)，所以它(ta)才能以極少量的(de)(de)(de)(de)形式存在于(yu)自然(ran)界中(zhong)。镎(na)的(de)(de)(de)(de)發現是很重要的(de)(de)(de)(de)，它(ta)揭開超(chao)鈾元(yuan)素領域的(de)(de)(de)(de)面紗(sha)，而且它(ta)首次(ci)啟示(shi)5f電(dian)子存在的(de)(de)(de)(de)可能性，即涉及(ji)錒后元(yuan)素在周期(qi)表中(zhong)的(de)(de)(de)(de)位置問(wen)題(ti)。

镎(na)的(de)(de)化(hua)學(xue)性質表明，它(ta)(ta)(ta)與錒系中相鄰近(jin)的(de)(de)元(yuan)素(su)鈾和(he)钚(bu)有(you)明顯的(de)(de)差別，兩者(zhe)比較起來(lai)，更(geng)接近(jin)于(yu)鈾，特別是水溶液中的(de)(de)化(hua)學(xue)行為如此。已經(jing)以(yi)公斤量(liang)生產(chan)長壽命的(de)(de)237Np，它(ta)(ta)(ta)的(de)(de)半(ban)衰期雖長達2.14×10?a，但(dan)它(ta)(ta)(ta)的(de)(de)比活(huo)度仍為天(tian)然鈾的(de)(de)2000倍左右。由(you)于(yu)研究它(ta)(ta)(ta)們時需(xu)要復雜的(de)(de)設備，以(yi)及超(chao)鈾元(yuan)素(su)的(de)(de)毒性作用，因而對镎(na)化(hua)學(xue)在許多方(fang)面尚待深入研究。

已知(zhi)镎有18種同位素，都具有放射性，其中(zhong)(zhong)最有實用價值的(de)是(shi)(shi)239Np和237Np。前者是(shi)(shi)從(cong)238U通過中(zhong)(zhong)子輻照生產裂變核(he)燃料(liao)238Pu中(zhong)(zhong)間核(he)素；而后者則是(shi)(shi)熱中(zhong)(zhong)子反應堆乏燃料(liao)中(zhong)(zhong)的(de)一個(ge)核(he)素，它是(shi)(shi)生產238Pu的(de)靶(ba)料(liao)。

在1200℃下用鋇蒸汽作(zuo)用于(yu)(yu)NpF?可制得微(wei)量(liang)金(jin)(jin)屬(shu)镎(na)。镎(na)是銀白色重金(jin)(jin)屬(shu)，密度為20.45g/cm3，熔點為640±1℃。金(jin)(jin)屬(shu)镎(na)易溶于(yu)(yu)鹽酸、硫酸和含(han)F-的硝酸中(zhong)，室溫(wen)時，金(jin)(jin)屬(shu)镎(na)在干燥(zao)空氣中(zhong)由于(yu)(yu)表面形成一種氧化膜而(er)顯(xian)得十分穩(wen)定。

镎(na)的(de)還原性很強，可以(yi)與很多非金(jin)屬元素起反(fan)應，鑒于篇幅原因，本文僅對镎(na)的(de)鹵化物(wu)及镎(na)的(de)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(yuan)子(zi)體(ti)積(ji):(立(li)方厘米/摩爾)

11.62

镎(na)從+2到+7價(jia)(jia)(jia)(jia)有(you)多種化(hua)合價(jia)(jia)(jia)(jia)，+3價(jia)(jia)(jia)(jia)镎(na)的(de)(de)化(hua)合物(wu)及水溶(rong)液(ye)呈藍色(se)或紫(zi)色(se)，被空氣氧(yang)化(hua)成+5價(jia)(jia)(jia)(jia)的(de)(de)镎(na)。+4價(jia)(jia)(jia)(jia)镎(na)的(de)(de)化(hua)合物(wu)及水溶(rong)液(ye)，由黃(huang)綠色(se)變(bian)為(wei)深(shen)綠色(se)。+5價(jia)(jia)(jia)(jia)镎(na)在(zai)水溶(rong)液(ye)中(zhong)以NpO?+形式(shi)(shi)存在(zai)。+6價(jia)(jia)(jia)(jia)镎(na)的(de)(de)水溶(rong)液(ye)呈粉紅(hong)色(se)。+7價(jia)(jia)(jia)(jia)镎(na)在(zai)堿(jian)性水溶(rong)液(ye)中(zhong)也NpO?3?的(de)(de)形式(shi)(shi)存在(zai)。

镎的氟化物

紫色的NpF3和綠色的NpF4是分別在H2與(yu)O2存在下，將二氧化镎于500℃時通(tong)氟(fu)化氫制成(cheng)的。

其中(zhong)NpO2可(ke)由(you)镎的氫氧化(hua)物、碳酸鹽、草酸鹽或硝酸鹽代替。NpF4在氫氣流中(zhong)加熱可(ke)還原成NpF3。這(zhe)兩種氟化(hua)物都不溶(rong)于水(shui)(shui)和稀酸，因而也能從水(shui)(shui)溶(rong)液中(zhong)用沉淀法(fa)制(zhi)得(de)。

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

或NpF4進行氟(fu)化(hua)而(er)得。NpF6同PuF6一樣見(jian)光便分(fen)解(jie)。由(you)于237Np的比活度低，它的自輻解(jie)作(zuo)用也弱。NpF6遇到痕量水分(fen)便迅速分(fen)解(jie)為氟(fu)化(hua)镎酰NpO2F2，較純的NpO2F2是由(you)NpO3·H2O

BrF3在室溫下反應，或與F2在230℃時反應，與HF在300℃時反應而得(de)到；也能在真空條件下濃縮Np(VI)的(de)氫氟酸溶液制(zhi)得(de)。

固體(ti)NpO2與(yu)堿(jian)金(jin)屬碳酸鹽、碳酸氫鹽或草酸鹽在500℃的(de)HF—O，氣流中反應(ying)，可生成三元(yuan)氟化(hua)物LiNpF5或7MF·6NpF6(M=Na，K，Rb)，它們與(yu)其他四價錒系(xi)元(yuan)素(su)的(de)相應(ying)化(hua)合物都(dou)是同構(gou)的(de)。此外尚有Na2NpF6，Na3NpF8，K2NpF6，Rb2NpF6，Rb2·NpF7等含(han)镎的(de)氟化(hua)物，它們多呈(cheng)綠色或粉(fen)紅一紫色。

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(wu)有(you)如(ru)下(xia)幾種：

氧化物：NpO，Np2O3，NpO2，Np2O5和Np3O8；

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

其中(zhong)比較重要的是NpO2，它是镎(na)(na)的氧(yang)化物中(zhong)最穩定的化合物，常作為(wei)反應(ying)堆(dui)輻照237Nb的靶料(liao)物。一般可通過加熱分解镎(na)(na)的氫(qing)氧(yang)化物、硝酸(suan)(suan)鹽和草酸(suan)(suan)鹽制(zhi)得NpO2，用(yong)CO在(zai)(zai)450℃以上還原高價镎(na)(na)的氧(yang)化物也(ye)能生成NpO2。這(zhe)一氧(yang)化物還可在(zai)(zai)800--1000℃下在(zai)(zai)空氣(qi)中(zhong)氧(yang)化金屬镎(na)(na)而(er)得到。在(zai)(zai)氧(yang)的壓(ya)力大于2個大氣(qi)壓(ya)時，金屬镎(na)(na)在(zai)(zai)25℃時就氧(yang)化為(wei)NpO2。

NpO2與許多元素氧(yang)化(hua)物(wu)進行固相(xiang)反應，或(huo)(huo)從LiNO3一(yi)NaNO3熔鹽(yan)中沉淀，都(dou)可(ke)生成四價(jia)、五價(jia)、六價(jia)和(he)七價(jia)镎的三元氧(yang)化(hua)物(wu)或(huo)(huo)氧(yang)化(hua)物(wu)相(xiang)，這取決于反應條件和(he)加(jia)入的金屬氧(yang)化(hua)物(wu)。

至今所發現的大多數三元和(he)多元氧(yang)化物都(dou)是(shi)含Np(IV)和(he)Np(VI)的。

制備方法

通常由(you)人工合成。金屬镎是用鋇（Ba）還原三氟化(hua)镎(NpF3)得到，為銀(yin)白色有(you)伸展性(xing)的金屬。

由NpF3或(huo)NpF4用金屬鋇(bei)蒸氣在(zai)1200℃還原而制得(de)。

镎的分析測定

通(tong)(tong)常分(fen)析(xi)試樣中(zhong)(zhong)，镎(na)(na)的(de)含量(liang)很小而(er)雜質量(liang)卻很大，因(yin)此，在(zai)大多數的(de)分(fen)析(xi)測定中(zhong)(zhong)，需要將(jiang)镎(na)(na)與其他(ta)元素經初步分(fen)離(li)，再濃縮和(he)(he)純化(hua)。例如通(tong)(tong)過(guo)價態的(de)改變(bian)、離(li)子交換(huan)或多級(ji)溶(rong)劑萃(cui)取等(deng)分(fen)離(li)方(fang)(fang)法(fa)來(lai)實現。對于镎(na)(na)的(de)測定可有多種方(fang)(fang)法(fa)，其中(zhong)(zhong)以測量(liang)“镎(na)(na)源”輻射(she)的(de)能譜及溶(rong)液中(zhong)(zhong)镎(na)(na)離(li)子的(de)吸收光譜較為(wei)重(zhong)要，即是(shi)輻射(she)測量(liang)法(fa)和(he)(he)分(fen)光光度法(fa)為(wei)主(zhu)，這兩(liang)種方(fang)(fang)法(fa)就靈敏度和(he)(he)選擇(ze)性而(er)言相(xiang)差(cha)無幾(ji)，而(er)化(hua)學方(fang)(fang)法(fa)鑒定镎(na)(na)則較少有實際意義。

輻射測(ce)(ce)(ce)量法測(ce)(ce)(ce)定(ding)237Np是基(ji)于(yu)測(ce)(ce)(ce)量其α和(he)β射線，它(ta)的比活度(du)很(hen)低(1．58×103α粒子/μg·min)，但由于(yu)它(ta)是最(zui)靈敏的方(fang)法，所以α測(ce)(ce)(ce)量法廣泛(fan)地用于(yu)Np的測(ce)(ce)(ce)定(ding)。 分光光度(du)法是利用镎(na)的水(shui)溶液和(he)有(you)機溶液均有(you)特征的吸收(shou)光譜(pu)，根據這些光譜(pu)，不僅可(ke)以測(ce)(ce)(ce)定(ding)镎(na)的價(jia)態(tai)，而且(qie)可(ke)以測(ce)(ce)(ce)定(ding)镎(na)的含量。

其他(ta)還有象中子活(huo)化分(fen)(fen)析(xi)(xi)法(fa)(fa)(fa)、滴定法(fa)(fa)(fa)、電化學法(fa)(fa)(fa)、質譜法(fa)(fa)(fa)、X射線測(ce)(ce)(ce)定法(fa)(fa)(fa)萃取(qu)色層法(fa)(fa)(fa)與(yu)質譜測(ce)(ce)(ce)量相結(jie)合等分(fen)(fen)析(xi)(xi)測(ce)(ce)(ce)定方(fang)法(fa)(fa)(fa)。綜合起來(lai)看，活(huo)化分(fen)(fen)析(xi)(xi)法(fa)(fa)(fa)是(shi)測(ce)(ce)(ce)定镎的(de)最靈(ling)敏的(de)方(fang)法(fa)(fa)(fa)，但它需(xu)有很強的(de)中子源，分(fen)(fen)析(xi)(xi)的(de)時間也較(jiao)長。其次是(shi)d能譜法(fa)(fa)(fa)和偶氮(dan)胂111分(fen)(fen)光光度(du)法(fa)(fa)(fa)，它們的(de)缺點是(shi)對钚或鈾的(de)選擇(ze)性(xing)差，因(yin)此應用這些(xie)方(fang)法(fa)(fa)(fa)時，需(xu)將镎與(yu)雜(za)質預(yu)先分(fen)(fen)離。二(er)甲酚橙分(fen)(fen)光光度(du)法(fa)(fa)(fa)和控(kong)制電位(wei)庫侖法(fa)(fa)(fa)，則(ze)是(shi)分(fen)(fen)析(xi)(xi)镎的(de)選擇(ze)性(xing)較(jiao)好的(de)方(fang)法(fa)(fa)(fa)。其他(ta)安培滴定、庫侖滴定和絡合滴定對測(ce)(ce)(ce)定镎的(de)精(jing)密(mi)度(du)較(jiao)好，但有時可能產(chan)生相當大的(de)系統誤(wu)差。