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镎(na)為(wei)93號元(yuan)素(su)。銀(yin)白(bai)色(se)金屬，有放射(she)性。密度18.0~20.45g/cm3。熔(rong)點(dian)640℃，沸點(dian)3902℃。空氣中(zhong)緩(huan)慢地(di)被氧化(hua)(hua)。在(zai)(zai)50℃時(shi)能與(yu)氫反應生成黑(hei)色(se)片狀氫化(hua)(hua)物，化(hua)(hua)學性質(zhi)與(yu)鈾相似(si)，溶于鹽(yan)酸。在(zai)(zai)水溶液中(zhong)顯示出五種氧化(hua)(hua)態(tai)：Np3+（淡紫色(se)）、Np4+（黃綠(lv)色(se)）、NpO2+（綠(lv)藍色(se)）、NpO?2+（粉(fen)紅色(se)）。镎(na)在(zai)(zai)自然界中(zhong)幾(ji)乎不存在(zai)(zai)，通常由人(ren)工制成，這(zhe)是因為(wei)237Np的(de)(de)半(ban)衰(shuai)期(qi)是2.2×10?年，比地(di)殼(ke)形成的(de)(de)年齡少三個(ge)數(shu)量(liang)級。只(zhi)有在(zai)(zai)鈾礦中(zhong)存在(zai)(zai)極(ji)微量(liang)，這(zhe)是由鈾衰(shuai)變后(hou)的(de)(de)游蕩中(zhong)子產生的(de)(de)。同位素(su)239Np半(ban)衰(shuai)期(qi)僅2.35天。

加(jia)州大學伯克利分校教授埃德(de)溫·麥克米倫(lun)和艾貝爾(er)森于1940年在伯克利首次合成镎元素(su)。

發現簡史

名稱由來：得名于海王(wang)星的名字“Neptune”；發現地點(dian)：美國

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

化學家(jia)(jia)們尋找93號元(yuan)素(su)(su)的工作(zuo)在20世紀20年代(dai)里(li)就(jiu)已經開始了(le)。當時這(zhe)個元(yuan)素(su)(su)按(an)預定(ding)被放(fang)置在第VIIB族元(yuan)素(su)(su)，屬于錳副族。所以(yi)曾經有(you)科學家(jia)(jia)企圖從軟錳礦中(zhong)發(fa)現(xian)這(zhe)一元(yuan)素(su)(su)，但(dan)沒有(you)成功。今天的93號元(yuan)素(su)(su)镎被列(lie)在錒系元(yuan)素(su)(su)中(zhong)。

由于核(he)裂變產生許多碎(sui)片(pian)，不(bu)少自然界不(bu)存在(zai)的(de)(de)元素(su)從這些碎(sui)片(pian)中(zhong)陸續被發(fa)現，還有許多已知元素(su)的(de)(de)同位素(su)也(ye)從這些碎(sui)片(pian)中(zhong)找到。它(ta)成(cheng)了一個(ge)元素(su)的(de)(de)“聚(ju)寶盆”。

镎(na)就是(shi)從這個(ge)“聚(ju)寶盆”中發現的(de)。1939年春，美國物理學(xue)家麥(mai)克米倫(lun)在(zai)分析鈾裂變產(chan)物時發現了(le)痕量半衰(shuai)期為2.3天和輻射很強的(de)放射性物質。他(ta)請化學(xue)家艾貝爾森幫助分析，確定了(le)它就是(shi)93號元(yuan)素(su)。它的(de)化學(xue)性質不與(yu)錸相(xiang)似，而與(yu)鈾、釷(tu)相(xiang)似。他(ta)們用海王星的(de)名(ming)字(zi)（Neptune）來命名(ming)它為neptunium，元(yuan)素(su)符號定為Np。

镎的(de)發(fa)現突破了古典(dian)元素(su)(su)周期(qi)表的(de)界限，為鈾(you)后元素(su)(su)，或稱超(chao)鈾(you)元素(su)(su)中(zhong)其他元素(su)(su)的(de)發(fa)現闖開了道路(lu)，為奠(dian)(dian)定現代元素(su)(su)周期(qi)系(xi)和建立(li)錒系(xi)元素(su)(su)奠(dian)(dian)定了基(ji)礎。它是第一(yi)個被發(fa)現的(de)人工合成(cheng)的(de)超(chao)鈾(you)元素(su)(su)。

它最早是在1940年合成(cheng)(cheng)的。而在鈾礦中(zhong)，鈾-238會(hui)先捕(bu)獲中(zhong)子成(cheng)(cheng)為鈾-239，再(zai)透(tou)過β衰變成(cheng)(cheng)為镎-239(半衰期(qi)2.35天(tian))。所以在天(tian)然環(huan)境中(zhong)只(zhi)有在鈾礦中(zhong)有極(ji)微量的镎存(cun)在。

物理性質

镎（臺灣、港澳譯(yi)作錼，舊譯(yi)作釢）是(shi)一(yi)種(zhong)放射性化學元素(su) 。它的化學符號是(shi)Np，它的原子序(xu)數(shu)是(shi)93，屬于錒系元素(su)之一(yi)。

镎的拼音(yin)名(ming)稱(cheng)是海王星的意(yi)思。比對它之前的鈾(you)，是以天王星為名(ming)。

镎-237是(shi)最穩定(ding)的同位素，它的半衰(shuai)期有2,144,000年。

【元素名稱】 镎(na)（拼音ná,英文名 Neptunium ）

【元素符號】 Np

【元素原子量】

【元素類型(xing) 】 金(jin)屬

【相對原子質量】237.048

【常見化(hua)合價】 +3,+4,+5,+6

【電負性】1.36

【外圍電子排布】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(qin)合和能】0 KJ·mol-1

【第一(yi)電離能】600 KJ·mol-1

【第二電離能】0 KJ·mol-1

【第三電離能】0 KJ·mol-1

【單(dan)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)(zi)然界中(zhong)(zhong)的(de)(de)镎(na)量(liang)是很(hen)少的(de)(de)，因為壽命最(zui)長(chang)的(de)(de)237Np其半衰期(qi)也比地(di)球的(de)(de)年齡短許多，即使當(dang)初有(you)，幾乎(hu)都衰變掉(diao)了；只是由于(yu)鈾俘獲中(zhong)(zhong)子的(de)(de)結果(guo)，連續(xu)不斷(duan)地(di)生(sheng)成镎(na)，所以它才能以極少量(liang)的(de)(de)形式存(cun)在于(yu)自(zi)(zi)然界中(zhong)(zhong)。镎(na)的(de)(de)發現是很(hen)重要的(de)(de)，它揭開超鈾元(yuan)素領域的(de)(de)面紗，而(er)且它首次啟示(shi)5f電子存(cun)在的(de)(de)可(ke)能性，即涉及錒后元(yuan)素在周期(qi)表中(zhong)(zhong)的(de)(de)位置問題。

镎(na)的(de)(de)(de)(de)(de)化學(xue)(xue)性質(zhi)表明(ming)，它與錒系中(zhong)(zhong)相(xiang)鄰(lin)近的(de)(de)(de)(de)(de)元(yuan)素鈾(you)(you)和钚有明(ming)顯的(de)(de)(de)(de)(de)差別(bie)，兩(liang)者比較(jiao)起來，更接近于(yu)鈾(you)(you)，特別(bie)是水溶液中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)化學(xue)(xue)行為(wei)如此。已經以公斤量生產長壽命(ming)的(de)(de)(de)(de)(de)237Np，它的(de)(de)(de)(de)(de)半衰期雖長達2.14×10?a，但它的(de)(de)(de)(de)(de)比活(huo)度仍為(wei)天然鈾(you)(you)的(de)(de)(de)(de)(de)2000倍左右(you)。由于(yu)研(yan)究它們(men)時需要復雜的(de)(de)(de)(de)(de)設備，以及超鈾(you)(you)元(yuan)素的(de)(de)(de)(de)(de)毒性作用，因而對镎(na)化學(xue)(xue)在(zai)許多(duo)方面尚待(dai)深(shen)入研(yan)究。

已知(zhi)镎有18種同位素，都具有放射性，其中(zhong)最有實用價值的是239Np和(he)237Np。前者(zhe)(zhe)是從238U通過中(zhong)子輻照生(sheng)產裂變核(he)(he)(he)燃料238Pu中(zhong)間核(he)(he)(he)素；而后(hou)者(zhe)(zhe)則是熱中(zhong)子反應堆乏燃料中(zhong)的一個(ge)核(he)(he)(he)素，它是生(sheng)產238Pu的靶料。

在1200℃下(xia)用鋇(bei)蒸汽作用于NpF?可制得(de)微(wei)量金(jin)屬(shu)(shu)镎(na)。镎(na)是銀(yin)白色重金(jin)屬(shu)(shu)，密度為20.45g/cm3，熔點為640±1℃。金(jin)屬(shu)(shu)镎(na)易(yi)溶于鹽酸(suan)、硫酸(suan)和含F-的硝(xiao)酸(suan)中(zhong)(zhong)，室溫時，金(jin)屬(shu)(shu)镎(na)在干燥(zao)空(kong)氣中(zhong)(zhong)由(you)于表面形成一種氧化(hua)膜而顯得(de)十分(fen)穩(wen)定。

镎的(de)還(huan)原性很強(qiang)，可以與很多非(fei)金屬元素起反應，鑒于篇幅(fu)原因，本文僅對镎的(de)鹵化物及镎的(de)氧(yang)化物做簡要(yao)介紹(shao)。

氧化態主(zhu)要為Np+5

還有 Np+2， Np+3， Np+4， Np+6， Np+7

原子體積(ji):(立方厘米/摩爾)

11.62

镎(na)從+2到(dao)+7價(jia)(jia)有多種化合價(jia)(jia)，+3價(jia)(jia)镎(na)的(de)化合物及水溶(rong)(rong)液(ye)呈藍色(se)或紫(zi)色(se)，被空氣(qi)氧化成+5價(jia)(jia)的(de)镎(na)。+4價(jia)(jia)镎(na)的(de)化合物及水溶(rong)(rong)液(ye)，由(you)黃綠色(se)變為深(shen)綠色(se)。+5價(jia)(jia)镎(na)在水溶(rong)(rong)液(ye)中(zhong)以NpO?+形(xing)式存(cun)在。+6價(jia)(jia)镎(na)的(de)水溶(rong)(rong)液(ye)呈粉(fen)紅色(se)。+7價(jia)(jia)镎(na)在堿性水溶(rong)(rong)液(ye)中(zhong)也(ye)NpO?3?的(de)形(xing)式存(cun)在。

镎的氟化物

紫色的(de)(de)(de)NpF3和綠(lv)色的(de)(de)(de)NpF4是分別(bie)在H2與(yu)O2存在下，將二(er)氧化镎于500℃時通氟化氫(qing)制成的(de)(de)(de)。

其(qi)中(zhong)(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)(zhong)加熱可還(huan)原成NpF3。這兩種氟化物都不溶于(yu)水(shui)和稀酸，因而也能從水(shui)溶液(ye)中(zhong)(zhong)用沉淀(dian)法制得。

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

或NpF4進行氟(fu)化(hua)而得。NpF6同PuF6一樣見光便分解(jie)(jie)。由(you)于237Np的比活度低(di)，它的自(zi)輻解(jie)(jie)作(zuo)用也弱。NpF6遇到(dao)痕量水分便迅速分解(jie)(jie)為(wei)氟(fu)化(hua)镎(na)酰NpO2F2，較(jiao)純的NpO2F2是由(you)NpO3·H2O

BrF3在室(shi)溫(wen)下反(fan)(fan)(fan)應(ying)，或(huo)與(yu)F2在230℃時反(fan)(fan)(fan)應(ying)，與(yu)HF在300℃時反(fan)(fan)(fan)應(ying)而得(de)到；也能在真空(kong)條(tiao)件下濃縮Np(VI)的氫氟酸(suan)溶液(ye)制得(de)。

固體NpO2與堿金屬碳(tan)酸鹽(yan)(yan)、碳(tan)酸氫鹽(yan)(yan)或草酸鹽(yan)(yan)在500℃的HF—O，氣流中(zhong)反應(ying)，可(ke)生成三(san)元(yuan)氟(fu)化(hua)物LiNpF5或7MF·6NpF6(M=Na，K，Rb)，它們(men)與其他四(si)價錒系元(yuan)素(su)的相應(ying)化(hua)合物都(dou)是同構(gou)的。此外(wai)尚有Na2NpF6，Na3NpF8，K2NpF6，Rb2NpF6，Rb2·NpF7等(deng)含(han)镎(na)的氟(fu)化(hua)物，它們(men)多呈綠色(se)或粉紅(hong)一紫(zi)色(se)。

镎的氧化物

文獻中已報道的(de)Np—O2和Np-O2一H2O體系中的(de)化合物(wu)有如下(xia)幾(ji)種：

氧化物：NpO，Np2O3，NpO2，Np2O5和Np3O8；

水(shui)合(he)氧(yang)化物(wu)：NpO2OH，NpO3H2O，NpO3·2H2O和NpO2(OH)3·3H2O。

其中(zhong)比較重要的是NpO2，它(ta)是镎(na)的氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)物(wu)中(zhong)最穩定的化(hua)(hua)合物(wu)，常作為(wei)反應堆輻照(zhao)237Nb的靶料物(wu)。一般(ban)可通(tong)過加熱分解镎(na)的氫氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)物(wu)、硝酸(suan)鹽和草酸(suan)鹽制(zhi)得(de)NpO2，用CO在(zai)450℃以上還原高(gao)價镎(na)的氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)物(wu)也能(neng)生成(cheng)NpO2。這一氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)物(wu)還可在(zai)800--1000℃下在(zai)空氣中(zhong)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)金(jin)屬(shu)镎(na)而得(de)到(dao)。在(zai)氧(yang)(yang)(yang)的壓力(li)大于(yu)2個大氣壓時，金(jin)屬(shu)镎(na)在(zai)25℃時就氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)為(wei)NpO2。

NpO2與許多(duo)元素氧(yang)化(hua)(hua)物(wu)(wu)進(jin)行固相反應(ying)，或(huo)從LiNO3一(yi)NaNO3熔鹽中沉淀，都可(ke)生成四(si)價(jia)、五價(jia)、六價(jia)和七價(jia)镎(na)的三元氧(yang)化(hua)(hua)物(wu)(wu)或(huo)氧(yang)化(hua)(hua)物(wu)(wu)相，這取決于(yu)反應(ying)條件和加(jia)入(ru)的金屬氧(yang)化(hua)(hua)物(wu)(wu)。

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

制備方法

通常由人(ren)工(gong)合(he)成。金屬镎是用鋇（Ba）還(huan)原三氟化镎(NpF3)得到，為銀(yin)白色有伸展性的金屬。

由NpF3或NpF4用金(jin)屬鋇蒸氣(qi)在1200℃還原而制得。

镎的分析測定

通(tong)常分(fen)(fen)析試樣(yang)中，镎的(de)含量(liang)(liang)很小而(er)雜質量(liang)(liang)卻很大，因(yin)此，在大多數的(de)分(fen)(fen)析測(ce)(ce)定中，需要將(jiang)镎與(yu)其他元(yuan)素經(jing)初步分(fen)(fen)離，再濃(nong)縮和(he)純化。例(li)如通(tong)過價(jia)態的(de)改變、離子交換(huan)或多級溶劑(ji)萃取等(deng)分(fen)(fen)離方(fang)(fang)法來實(shi)現(xian)。對于镎的(de)測(ce)(ce)定可有多種方(fang)(fang)法，其中以測(ce)(ce)量(liang)(liang)“镎源”輻(fu)射的(de)能譜(pu)及溶液中镎離子的(de)吸收光(guang)譜(pu)較(jiao)(jiao)為重要，即是輻(fu)射測(ce)(ce)量(liang)(liang)法和(he)分(fen)(fen)光(guang)光(guang)度法為主，這(zhe)兩種方(fang)(fang)法就(jiu)靈敏度和(he)選擇(ze)性而(er)言相差(cha)無幾，而(er)化學方(fang)(fang)法鑒定镎則較(jiao)(jiao)少有實(shi)際意(yi)義。

輻射測(ce)(ce)(ce)(ce)量(liang)法(fa)測(ce)(ce)(ce)(ce)定(ding)237Np是(shi)基于測(ce)(ce)(ce)(ce)量(liang)其(qi)α和β射線，它(ta)的(de)(de)比活度很(hen)低(1．58×103α粒(li)子/μg·min)，但由于它(ta)是(shi)最靈敏的(de)(de)方法(fa)，所以(yi)α測(ce)(ce)(ce)(ce)量(liang)法(fa)廣泛地用(yong)于Np的(de)(de)測(ce)(ce)(ce)(ce)定(ding)。 分光(guang)光(guang)度法(fa)是(shi)利用(yong)镎的(de)(de)水溶液和有機溶液均有特征的(de)(de)吸收光(guang)譜，根據(ju)這(zhe)些(xie)光(guang)譜，不僅可以(yi)測(ce)(ce)(ce)(ce)定(ding)镎的(de)(de)價態，而且可以(yi)測(ce)(ce)(ce)(ce)定(ding)镎的(de)(de)含(han)量(liang)。

其(qi)他還有(you)象(xiang)中子活化(hua)分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)法(fa)(fa)、滴定(ding)(ding)(ding)(ding)法(fa)(fa)、電(dian)化(hua)學(xue)法(fa)(fa)、質譜(pu)法(fa)(fa)、X射線測(ce)定(ding)(ding)(ding)(ding)法(fa)(fa)萃取色層法(fa)(fa)與(yu)(yu)質譜(pu)測(ce)量相(xiang)結合(he)(he)(he)等(deng)分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)測(ce)定(ding)(ding)(ding)(ding)方法(fa)(fa)。綜合(he)(he)(he)起來(lai)看，活化(hua)分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)法(fa)(fa)是測(ce)定(ding)(ding)(ding)(ding)镎(na)的(de)(de)(de)最靈(ling)敏的(de)(de)(de)方法(fa)(fa)，但它(ta)需有(you)很強的(de)(de)(de)中子源(yuan)，分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)的(de)(de)(de)時間也較長。其(qi)次是d能(neng)譜(pu)法(fa)(fa)和偶(ou)氮胂(shen)111分(fen)(fen)(fen)光(guang)光(guang)度(du)法(fa)(fa)，它(ta)們的(de)(de)(de)缺點是對(dui)钚或鈾的(de)(de)(de)選擇性差(cha)，因此應用這些方法(fa)(fa)時，需將镎(na)與(yu)(yu)雜質預先(xian)分(fen)(fen)(fen)離(li)。二甲酚橙分(fen)(fen)(fen)光(guang)光(guang)度(du)法(fa)(fa)和控制電(dian)位庫侖法(fa)(fa)，則是分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)镎(na)的(de)(de)(de)選擇性較好(hao)的(de)(de)(de)方法(fa)(fa)。其(qi)他安(an)培滴定(ding)(ding)(ding)(ding)、庫侖滴定(ding)(ding)(ding)(ding)和絡合(he)(he)(he)滴定(ding)(ding)(ding)(ding)對(dui)測(ce)定(ding)(ding)(ding)(ding)镎(na)的(de)(de)(de)精(jing)密度(du)較好(hao)，但有(you)時可(ke)能(neng)產生相(xiang)當大的(de)(de)(de)系統誤差(cha)。