發現簡史
名稱由來:得名於海王星的名字“Neptune”;發現地點:美國1940年,由麥克米倫(E.M.McMillan)和艾貝爾森(P.H.Abelson)用中子轟擊鈾獲得半衰期為2.3天的239Np。
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。
由於核裂變產生許多碎片,不少自然界不存在的元素從這些碎片中陸續被發現,還有許多已知元素的同位素也從這些碎片中找到。它成了一個元素的“聚寶盆”。
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。
鎿的發現突破了古典元素周期表的界限,為鈾後元素,或稱超鈾元素中其他元素的發現闖開了道路,為奠定現代元素周期系和建立錒系元素奠定了基礎。它是第一個被發現的人工合成的超鈾元素。
它最早是在1940年合成的。而在鈾礦中,鈾-238會先捕獲中子成為鈾-239,再透過β衰變成為鎿-239(半衰期2.35天)。所以在天然環境中只有在鈾礦中有極微量的鎿存在。
物理性質
鎿(台灣、港澳譯作錼,舊譯作釢)是一种放射性化學元素 。它的化學符號是Np,它的原子序數是93,屬於錒系元素之一。
鎿的拼音名稱是海王星的意思。比對它之前的鈾,是以天王星為名。
鎿-237是最穩定的同位素,它的半衰期有2,144,000年。
【元素名稱】 鎿(拼音ná,英文名 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】 +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
氧化態
Main Np+5
Other 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。
【常見化合物】 NpO2、 NpF4
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。
化學元素周期表
族→ | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 電子層 | 0族電子數 | |
周期↓ | I A | 0 | |||||||||||||||||||
1 | 1 H 氫 | 2 He 氦 | K | 2 | |||||||||||||||||
II A | III A | IV A | V A | VI A | VII A | ||||||||||||||||
2 | 3 Li 鋰 | 4 Be 鈹 | 5 B 硼 | 6 C 碳 | 7 N 氮 | 8 O 氧 | 9 F 氟 | 10 Ne 氖 | L K | 8 2 | |||||||||||
3 | 11 Na 鈉 | 12 Mg 鎂 | 13 Al 鋁 | 14 Si 矽 | 15 P 磷 | 16 S 硫 | 17 Cl 氯 | 18 Ar 氬 | M L K | 8 8 2 | |||||||||||
III B | IV B | V B | VI B | VII B | VIII | I B | II B | ||||||||||||||
4 | 19 K 鉀 | 20 Ca 鈣 | 21 Sc 鈧 | 22 Ti 鈦 | 23 V 釩 | 24 Cr 鉻 | 25 Mn 錳 | 26 Fe 鐵 | 27 Co 鈷 | 28 Ni 鎳 | 29 Cu 銅 | 30 Zn 鋅 | 31 Ga 鎵 | 32 Ge 鍺 | 33 As 砷 | 34 Se 硒 | 35 Br 溴 | 36 Kr 氪 | N M L K | 8 18 8 2 | |
5 | 37 Rb 銣 | 38 Sr 鍶 | 39 Y 釔 | 40 Zr 鋯 | 41 Nb 鈮 | 42 Mo 鉬 | 43 Tc 鎝 | 44 Ru 釕 | 45 Rh 銠 | 46 Pd 鈀 | 47 Ag 銀 | 48 Cd 鎘 | 49 In 銦 | 50 Sn 錫 | 51 Sb 銻 | 52 Te 碲 | 53 I 碘 | 54 Xe 氙 | O N M L K | 8 18 18 8 2 | |
6 | 55 Cs 銫 | 56 Ba 鋇 | 57- 71 鑭系 | 72 Hf 鉿 | 73 Ta 鉭 | 74 W 鎢 | 75 Re 錸 | 76 Os 鋨 | 77 Ir 銥 | 78 Pt 鉑 | 79 Au 金 | 80 Hg 汞 | 81 Tl 鉈 | 82 Pb 鉛 | 83 Bi 鉍 | 84 Po 釙 | 85 At 砹 | 86 Rn 氡 | P O N M L K | 8 18 32 18 8 2 | |
7 | 87 Fr 鍅 | 88 Ra 鐳 | 89- 103 錒 | 104 Rf 鑪 | 105 Db | 106 Sg | 107 Bh | 108 Hs | 109 Mt | 110 Ds 鐽 | 111 Rg 錀 | 112 Uub | 113 Uut | 114 Uuq | 115 Uup | 116 Uuh | 117 Uus | 118 Uuo | |||
鑭系元 素 | 57 La 鑭 | 58 Ce 鈰 | 59 Pr 鐠 | 60 Nd 釹 | 61 Pm 鉕 | 62 Sm 釤 | 63 Eu 銪 | 64 Gd 釓 | 65 Tb 鋱 | 66 Dy 鏑 | 67 Ho 鈥 | 68 Er 鉺 | 69 Tm 銩 | 70 Yb 鐿 | 71 Lu 鑥 | ||||||
錒系元 素 | 89 Ac 錒 | 90 Th 釷 | 91 Pa 鏷 | 92 U 鈾 | 93 Np 鎿 | 94 Pu 鈽 | 95 Am 鎇 | 96 Cm 鋦 | 97 Bk 錇 | 98 Cf 鐦 | 99 Es 鑀 | 100 Fm 鐨 | 101 Md 鍆 | 102 No 鍩 | 103 Lr 鐒 |