基本介紹
發現簡史,物理性質,化學性質,鎿的氟化物,鎿的氧化物,製備方法,鎿的分析測定,
發現簡史
名稱由來：得名于海王星的名字“Neptune”；發現地點：美國
化學家們尋找93號元素的工作在20世紀20年代裡就已經開始了。當時這個元素按預定被放置在第VIIB族元素，屬於錳副族。所以曾經有科學家企圖從軟錳礦中發現這一元素，但沒有成功。今天的93號元素鎿被列在錒系元素中。
鎿就是從這個“聚寶盆”中發現的。1939年春，美國物理學家麥克米倫在分析鈾裂變產物時發現了痕量半衰期為2.3天和輻射很強的放射性物質。他請化學家艾貝爾森幫助分析，確定了它就是93號元素。它的化學性質不與錸相似，而與鈾、釷相似。他們用海王星的名字（Neptune）來命名它為neptunium，元素符號定為Np。
物理性質
【元素名稱】 鎿（拼音ná,英文名 Neptunium ）
【元素符號】 Np
【元素原子量】 [237]
【元素類型 】 金屬
【相對原子質量】237.048
【常見化合價】 +3,+4,+5,+6
【電負性】1.36
【外圍電子排布】5f46d17s2
【核外電子排布】 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]
【電子親合和能】0 KJ·mol-1
【第一電離能】600 KJ·mol-1
【第二電離能】0 KJ·mol-1
【第三電離能】0 KJ·mol-1
【單質密度】20.45 g/cm3
【單質熔點】640.0 ℃
【單質沸點】3902.0 ℃
【原子半徑】0埃
【離子半徑】埃
【共價半徑】0埃
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
自然界中的鎿量是很少的，因為壽命最長的237Np其半衰期也比地球的年齡短許多，即使當初有，幾乎都衰變掉了；只是由於鈾俘獲中子的結果，連續不斷地生成鎿，所以它才能以極少量的形式存在於自然界中。鎿的發現是很重要的，它揭開超鈾元素領域的面紗，而且它首次啟示5f電子存在的可能性，即涉及錒後元素在周期表中的位置問題。
鎿的化學性質表明，它與錒系中相鄰近的元素鈾和鈽有明顯的差別，兩者比較起來，更接近於鈾，特別是水溶液中的化學行為如此。目前已經以公斤量生產長壽命的237Np，它的半衰期雖長達2.14x106a，但它的比活度仍為天然鈾的2000倍左右。由於研究它們時需要複雜的設備，以及超鈾元素的毒性作用，因而對鎿化學在許多方面尚待深入研究。
目前已知鎿有18種同位素，都具有放射性，其中最有實用價值的是239Np和237Np。前者是從238U通過中子輻照生產裂變核燃料238Pu中間核素；而後者則是熱中子反應堆乏燃料中的一個核素，它是生產238Pu的靶料。
在1200℃下用鋇蒸汽作用於NpF3可製得微量金屬鎿。鎿是銀白色重金屬，密度為20.45g/cm3，熔點為640±1℃。金屬鎿易溶於鹽酸、硫酸和含F-的硝酸中，室溫時，金屬鎿在乾燥空氣中由於表面形成一種氧化膜而顯得十分穩定。
鎿的還原性很強，可以與很多非金屬元素起反應，鑒於篇幅原因，本文僅對鎿的鹵化物及鎿的氧化物做簡要介紹。
氧化態主要為Np+5
還有 Np+2, Np+3, Np+4, Np+6, Np+7
原子體積:(立方厘米/摩爾)
11.62
鎿從+2到+7價有多種化合價，+3價鎿的化合物及水溶液呈藍色或紫色，被空氣氧化成+5價的鎿。+4價鎿的化合物及水溶液，由黃綠色變為深綠色。+5價鎿在水溶液中以NpO2+形式存在。+6價鎿的水溶液呈粉紅色。+7價鎿在鹼性水溶液中也NpO53-的形式存在。
鎿的氟化物
紫色的NpF3和綠色的NpF4是分別在H2與O2存在下，將二氧化鎿於500℃時通氟化氫製成的。
其中NpO2可由鎿的氫氧化物、碳酸鹽、草酸鹽或硝酸鹽代替。NpF4在氫氣流中加熱可還原成NpF3。這兩種氟化物都不溶於水和稀酸，因而也能從水溶液中用沉澱法製得。
NpF6固態時為橙色，氣態時無色。它可在300一500℃時以BrF3，BrF5或單質氟對NpO2
或NpF4進行氟化而得。NpF6同PuF6一樣見光便分解。由於237Np的比活度低，它的自輻解作用也弱。NpF6遇到痕量水分便迅速分解為氟化鎿醯NpO2F2，較純的NpO2F2是由NpO3·H2O
BrF3在室溫下反應，或與F2在230℃時反應，與HF在300℃時反應而得到；也能在真空條件下濃縮Np(VI)的氫氟酸溶液製得。
固體NpO2與鹼金屬碳酸鹽、碳酸氫鹽或草酸鹽在500℃的HF—O，氣流中反應，可生成三元氟化物LiNpF5或7MF·6NpF6(M=Na，K，Rb)，它們與其他四價錒系元素的相應化合物都是同構的。此外尚有Na2NpF6，Na3NpF8，K2NpF6，Rb2NpF6，Rb2·NpF7等含鎿的氟化物，它們多呈綠色或粉紅一紫色。
鎿的氧化物
文獻中已報導的Np—O2和Np-O2一H2O體系中的化合物有如下幾種：
氧化物：NpO，Np2O3，NpO2，Np2O5和Np3O8；
水合氧化物：NpO2OH，NpO3H2O，NpO3·2H2O和NpO2(OH)3·3H2O。
其中比較重要的是NpO2，它是鎿的氧化物中最穩定的化合物，常作為反應堆輻照237Nb的靶料物。一般可通過加熱分解鎿的氫氧化物、硝酸鹽和草酸鹽製得NpO2，用CO在450℃以上還原高價鎿的氧化物也能生成NpO2。這一氧化物還可在800--1000℃下在空氣中氧化金屬鎿而得到。在氧的壓力大於2個大氣壓時，金屬鎿在25℃時就氧化為NpO2。
NpO2與許多元素氧化物進行固相反應，或從LiNO3一NaNO3熔鹽中沉澱，都可生成四價、五價、六價和七價鎿的三元氧化物或氧化物相，這取決於反應條件和加入的金屬氧化物。
至今所發現的大多數三元和多元氧化物都是含Np(IV)和Np(VI)的。
製備方法
通常由人工合成。金屬鎿是用鋇（Ba）還原三氟化鎿(NpF3)得到，為銀白色有伸展性的金屬。
由NpF3或NpF4用金屬鋇蒸氣在1200℃還原而製得。
鎿的分析測定
通常分析試樣中，鎿的含量很小而雜質量卻很大，因此，在大多數的分析測定中，需要將鎿與其他元素經初步分離，再濃縮和純化。例如通過價態的改變、離子交換或多級溶劑萃取等分離方法來實現。對於鎿的測定可有多種方法，其中以測量“鎿源”輻射的能譜及溶液中鎿離子的吸收光譜較為重要，即是輻射測量法和分光光度法為主，這兩種方法就靈敏度和選擇性而言相差無幾，而化學方法鑑定鎿則較少有實際意義。
輻射測量法測定237Np是基於測量其α和β射線，它的比活度很低(1．58×103α粒子/μg·min)，但由於它是最靈敏的方法，所以α測量法廣泛地用於Np的測定。 分光光度法是利用鎿的水溶液和有機溶液均有特徵的吸收光譜，根據這些光譜，不僅可以測定鎿的價態，而且可以測定鎿的含量。
其他還有象中子活化分析法、滴定法、電化學法、質譜法、X射線測定法萃取色層法與質譜測量相結合等分析測定方法。綜合起來看，活化分析法是測定鎿的最靈敏的方法，但它需有很強的中子源，分析的時間也較長。其次是d能譜法和偶氮胂111分光光度法，它們的缺點是對鈽或鈾的選擇性差，因此套用這些方法時，需將鎿與雜質預先分離。二甲酚橙分光光度法和控制電位庫侖法，則是分析鎿的選擇性較好的方法。其他安培滴定、庫侖滴定和絡合滴定對測定鎿的精密度較好，但有時可能產生相當大的系統誤差
