（neptunium）是一种放射性元素，符号为Np，原子序为93，位于第七周期第ⅢB族，属于系元素。镎具有银白色光泽，镎的密度为20.25g/cm3，是所有锕系元素中密度最大的。镎的熔点为917K，沸点为4175K，熔沸点相差3000多K，在金属中具有最大的液体温度范围。镎是活泼金属，但由于表面生成的氧化膜，镎在空气中是稳定的，但细碎的镎易起火。在50℃下，镎可以与氢化合物。镎很容易与卤素反应，形成三卤化物和四卤化物，六化镎（NpF6）与六氟化铀一样具有挥发性。镎与氮的反应速度则很慢。镎易溶于稀酸，在硫酸和硝酸中会发生钝化。

1940年，麦克米兰（Edwin Mattison McMillan）与化学家艾贝尔森(Philip Hauge Abelson）分析裂变的产物时发现这种半衰期为2.3天的新元素会放射出能量约为470keV的β粒子，并形成94号元素，从而发现了镎元素。因为铀的名称来自天王星，在太阳系中紧挨着天王星外面的是海王星，艾贝尔森和麦克米伦根据绕天王星运行的海王星的名字(Neptune)，把它命名为镎（neptunium），元素符号定为Np。

已知镎有26种放射性同位素和5种核异构体，原子量从219到244不等。其中最稳定的是237Np，半衰期为214万年。与其他大多数常见重核衰变生成铅同位素不同，237Np在衰变为和铀之后，最终会衰变为209Bi和205Tl，这一衰变链被称为镎系列。237Np可用于快中子反应堆或核武器，也可用于生产238Pu（半衰期为87.7年）。

早在20世纪20年代，化学家就开始了寻找93号元素的工作。当时这个元素被放置在元素周期表ⅦB族，属于锰（Mn）副族。根据这一位置，英国化学家洛林(F.H.Loring)和德鲁斯(J.G.F.Druce）试图从软锰矿中寻找这一元素，但没有成功。后来的研究表明，93号元素镎属于锕系元素 ，它和锰族元素并没有关系，所以从含锰的矿石中寻找镎是不可行的。

1934年6月，德国一家化学杂志上刊出一篇前捷克斯洛伐克工程师科柏里克（O.Coblik)的文章。这位工程师是前捷克斯洛伐克西部一处矿场的实验研究领导人。这个矿场在20世纪初属于德意志奥地利共和国，曾经供应玛丽·居里夫妇提取钋和镭的沥青铀矿。科柏里克在文章中提到，在清洗沥青铀矿的水中发现了一种新元素。他确定了这种新元素含氧酸的银盐的分子式是AgMeO4（Me代表新元素）。他还测出新元素的原子量为240，原子序数为93，是位于元素周期表中铀后面的一种元素。为纪念这一元素的发现地，科柏里克将新元素命名为bohemium。不久后，他又在同一杂志上发表声明，说自己分析错误，错认为发现了这一元素。

意大利社会共和国核物理学家恩里科·费米（Enrico Fermi）曾用中子照射水、石蜡等含有氢的物质，得到了一些放射性同位素，发现了中子在多次撞击氢原子核后能量降低，速度减慢，但这种慢中子可有效引发核反应。他还发现绝大部分元素经中子撞击后都生成具有β放射性，且经过β衰变后变成比原来原子序数大1的新元素。因此他决定用慢中子撞击92号元素铀，认为这一定会获得93号元素。实验结果表明，中子撞击后产生了半衰期分别是10秒、40秒、13分和90分的四种放射性物，他也因此认为真的发现93号元素了，并于1934年发表了一篇题为《发现原子序数为93的超铀元素》的文章。1938年，诺贝尔物理学奖就因此授予恩里科·费米。

受费米的影响，德国放射化学家哈恩、施特拉斯曼(Fritz Strassmann)和莉泽·迈特纳继续进行了实验，并提出发现了93号、94号、95号等超铀元素。随后，发现元素的塔克提出了质疑，她认为费米和哈恩等人的实验结果都没有能提出在化学分析方面令人信服的证据，并提出假定，用中子撞击铀后，铀根本没有变为新元素，而是核裂变，分裂成一些碎片，这些碎片是一些较轻的已知元素的核。 费米和哈恩等人都没有接受这个意见，他们认为能量这么低的中子不可能撞破坚固的原子核，使核破裂。1938年，伊伦·约里奥一居里和塞尔维亚王国物理学家沙维奇（P.Savitch）仔细分析了被中子撞击铀后的产物，发现产生的化学元素的性质和相似，而不是什么超铀元素。他们发表了报告。哈恩得知后，经过几个星期连续不断的工作，哈恩和施特拉斯曼终于弄清楚，用中子撞击铀后的产物原来是。1938年12月23日，哈恩和施特拉斯曼联名发表报告：铀经过中子撞击后的产物是钡、镧、和，并把这个报告传达给莉泽·迈特纳。

迈特纳接到哈恩和施特拉斯曼的报告后和她的外甥、一位物理学家弗里赫（O.Frisch）对这种现象进行了研究，认为原子核可以与液滴相类比，当一个足够大的液滴受到能量激发时就会变形、拉长、断裂，分裂成较小的碎片。他们把这种核反应称为核裂变，也从理论上解释了核裂变。他们还根据核裂变前后物质的质量差指出，铀核发生裂变时将放出巨大能量，后来被证实，铀核裂变产物除钡、氪等外，还有从锌到镉的多种放射性核。随后，F.约里奥一居里指出，铀核裂变时还放出1-3个中子，这些中子又能引起其他铀裂变，因此反应具有链式特点。由于核裂变产生巨大能量，引起科学家们的重视。1942年12月，由意大利社会共和国移居到美国的恩里科·费米领导一个小组，在芝加哥大学建成第一座利用核裂变产生巨大能量的装置——核反应堆，成为人们利用原子能的开始。哈恩也于1944年因发现核裂变荣获诺贝尔化学奖。

由于铀核裂变会产生许多碎片，在这些碎片中存在着一些自然界中不存在的元素，镎就是从其中发现的。1939年春，加利福尼亚大学伯克利分校伯克利辐射实验室的埃德温·麦克米兰(Edwin Mattison McMillan）开始分析铀裂变的产物，发现有痕量半衰期为2.3天且放射性很强的物质，他求助于伯克利教授埃米利奥·塞格雷（Emilio Segrè），试图分离放射源，最终他们用化学方法将未知物分离出来，确定了这一物质与铼并不相似，而是与铀、相似，由于这些元素在裂变产物中占很大比例，塞格雷认为这只是另一种裂变产物，是一种稀土元素元素。

1940年，麦克米兰与化学家艾贝尔森(Philip Hauge Abelson）发现，这种元素的化学性质不同于稀土元素，该元素于强酸性条件下，在溴酸存在下与HF接触时，并不会形成沉淀，在SO2存在下则会与HF形成沉淀。随着对其化学性质的进一步探究，研究结果有力地表明，该元素确实是锕系元素的一员。麦克米兰与艾贝尔森在SO2存在下通过氟化物沉淀提纯铀经过中子轰击的产物，发现这种半衰期为2.3天的新元素会放射出能量约为470keV的β粒子，并形成94号元素。这也确定了新元素为镎元素。因为铀的名称来自天王星，在太阳系中紧挨着天王星外面的是海王星，艾贝尔森和麦克米伦根据绕天王星运行的海王星的名字(Neptune)，把它命名为镎（neptunium），元素符号定为Np。

柏林凯泽-威尔赫姆（Kaiser Wilhelm）研究所的斯塔克（Starke）在没有获得美国有关发现的任何资料的情况下，其后不久也独立地发现了239Np。他用中子照射二苯甲酰甲烷合铀酰，分离出大约浓集了105倍的239U，并在它衰变的过程中发现了一种半衰期为2.4天的放射体，认为是239Np。

环境中的镎来源于大气层核试验放射性沉降、核电站事故造成的核素泄漏等，上述核活动已造成约4.0×1013bq的237Np释放到环境中。根据对全球沉降物的分析结果，计算出核爆产生了2500kg的237Np。对于全球的沉降物，237Np/239,240Pu的比值在一个数量级（1-10×10-3）之内。若取5×10-3为比率的平均值，海水中237Np的浓度为6.5×10-5mBq/L。

自然界中不存在质量数为4n+1的放射性元素系，因为该系寿命最长的为237Np，其半衰期也比地球形成的时间短许多，因而已经全部衰变，但是由于铀-238自发核裂变时产生中子及α离子与周围元素相互作用，因此在铀矿石中会不断生成239Np和237Np，在铀矿石中镎含量与铀含量的比值为1.8x10-12。

镎的核外电子排布为[Rn]5f46d17s2，常见同位素239Np的质子数为93，中子数为146。在不同温度下镎有三种同素异物体，它们的转变温度如下：。其中，在室温下稳定的为α-Np，具有正菱形晶系，密度为20.48g/cm3。在553K时，α-Np转变为四方晶系的β-Np，其密度为19.40g/cm3。849K下，β-Np转变为具有立方晶系的γ-Np，其密度为18.04g/cm3。

镎具有银白色光泽，和铀一样是可锻金属。镎是一种硬质金属，其体积模量为118GPa，与锰相当。镎的范德华半径为221pm，共价半径为190pm。镎的电离能为6.266eV，鲍林标度下的电负性为1.36。镎的密度为20.25g/cm3，是所有锕系元素中密度最大的，也是所有天然元素中密度第五高的元素。镎的熔点为917K，沸点为4175K，熔沸点相差3000多K，在金属中具有最大的液体温度范围。

镎是活泼金属，可以被氧很快的氧化，但由于表面生成的氧化膜，镎在空气中是稳定的。细碎的镎易起火。在50℃下，镎可以与氢化合。镎很容易与卤素反应，形成三卤化物和四卤化物，六氟化镎（NpF6）与六氟化铀一样具有挥发性。镎与氮的反应速度则很慢。镎易溶于稀酸，在浓硫酸和硝酸中会形成氧化膜而使金属钝化。与铀一样，镎在稀HCl中溶解后只剩下不溶的黑色羟基氧化物残渣。

在溶液中，镎呈现出+3、+4、+5、+6、+7五种氧化态，其中+5价最为稳定。III和IV价的镎在溶液中以简单离子 Np3+和 Np4+的形式存在。与铀类似，随着镎离子上电荷的增加，电荷将分布在更大的氧阳离子上。因此，镎（V）在溶液中以 NpO2+的形式存在，镎（VI）以 NpO22+的形式存在，而镎（VII）则是形成含氧的阳离子，因为它只在强碱性溶液中稳定存在，其结构可能包括氢氧根。在溶液中，Np(III) 很容易在空气中氧化生成 Np(IV)。在碱性溶液中稳定的Np(VII)在pH值变为酸性后会迅速的还原成Np(VI)。在酸性溶液中，Np3+呈深蓝紫色；Np4+呈草绿色；NpO2+呈翠绿色；NpO22+呈浅孛艮地色，而 Np(VII) 在强碱性溶液中呈深绿色。

高温下镎在空气中迅速氧化，生成浅绿色的NpO2，500℃以下也可以生成褐色的Np3O8。

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50-150℃时，镎可以与氢气反应，生成NpH3。

镎与除碘外的卤素单质反应时，因反应温度、反应物组分比例不同，可形成多种卤化物，与碘在加热下只形成NpI3。

，

镎与硫反应可形成NpS、Np2S3等化合物。

，

镎粉与碳粉在真空中于1400℃反应4小时，形成NpC，NpC与过量碳粉反应形成Np2C3。

室温时，镎可以完全溶解于HCl，形成绿色的NpCl3。

镎粉在氢气存在下于600℃可与氟化氢气体反应。

紫色的NpF3和绿色的NpF4是分别在H2与O2存在下，将二氧化镎于500℃时通氟化氢制成的。

其中NpO2可由镎的氢氧化物、碳酸根、草酸盐或硝酸盐代替。NpF4在氢气流中加热可还原成NpF3。这两种氟化物都不溶于水和稀酸，因而也能从水溶液中用沉淀法制得。

NpF6固态时为橙色，气态时无色。它可在300-500℃时以BrF3、BrF5或F2对NpO2或NpF4进行氟化制得。NpF6的熔点为54.4℃，沸点为55.76℃，见光便分解。与UF6不同，NpF6在一般条件下不升华。NpF6遇到痕量水分便迅速分解为氟化镎NpO2F2。NpF6在250-400℃范围内被NaF吸附成八氟合镎（Ⅴ）酸钠：

将NpO2或草酸镎在含有CCl4蒸气的氯气流中于450℃时反应，可得到高纯度的挥发性NpCl4。NpCl4在6.7K时有铁磁转变。四氯化镎很易潮解为黄色的NpOCl，并最终生成NpO2。NpCl4或NpBr4与Sb2O3反应可以生成纯的淡褐色的NpOCl2和橙色的NpOBr：

用氢气或氨气在350-400℃时还原NpCl4，可生成绿色的NpCl3，其熔点为800℃。在潮湿空气中，NpCl3于450℃时水解形成四方晶系的NpOCl。在350℃下，用过量AlBr3对NpO2进行溴化可以得到红棕色的四溴化镎，四碘化镎由于热力学的不稳定性而未成功制备。

在金属铝存在时，NpO2被AlBr3溴化，可生成绿色双晶的三溴化镎，三碘化镎也可采用类似的方法制得。

已知的二元镎氧化物有NpO2、NpO3·2H2O、NpO3·H2O，Np2O5和Np3O8等。NpO2是最稳定的氧化物，许多镎的化合物（如氢氧化物、草酸盐、硝酸盐等）在600-1000℃时热分解都可制得NpO2。同其他锕系元素的二氧化物一样，NpO2的羽果乐队为氟石型结构。

Np3O8与相应的铀化合物是同构的，可在300-400℃用空气或NO2氧化Np(IV)或Np(V）的氢氧化物制得。Np3O8的热稳定性很差，500℃以上便失去氧转化为NpO2。Np3O8溶于稀无机酸溶液得到NpO2+与NpO22+比值等于2：1的溶液。这也说明Np3O8与U3O8一样，晶格中也含有五价和六价的镎。将Np（V）氢氧化物的悬浮液用臭氧在18℃或90℃时进行氧化，可制得三氧化镎的水合物NpO3·2H2O和NpO3·H2O。后者与正交晶系的UO2·H2O互为同构。NpO3·H2O在300℃时热分解可生成Np2O5，它的结构与Np3O8很相似。

二氧化镎与许多元素的氧化物进行固相反应，或从LiNO3-NaNO3熔盐中沉淀，都可生成四价、五价、六价和七价镎的三元氧化物或氧化物相。大多数三元和多元氧化物都是含Np(IV）和Np(VI)的。其中，Li5NpO6呈六方晶系的Li5ReO6型结构，它可由相应的Li2O和NpO2混合物于400-420℃下在氧气流中加热制得。LiNpO6在420℃以上失去氧，形成镎酸(VI)锂。在420-450℃的氧气流中，可以通过NpO3·H2O与BaO2和Li2O2（Na2O2）制得立方有序钙钛矿型结构的Ba2LiNpO6和Ba2NaNpO6，这些三元氧化物是与铼和相应化合物同构的。

镎的氢化物有NpH2+x（0≤x≤0.7）、NpH3，可直接由金属镎与氢作用制得。其中，NpH2+x为立方晶系，其相宽较大，晶格常数随H：Np的比值增大而增加。NpH3为六方晶系，它与PuH3，GdH3同构。将镎的氢化物在惰性气体或真空中加热至300℃以上，则生成空气中可自燃的粉末状镎。

Np(Ⅳ)的氢氧化物主要以电中性Np(OH)4的形式存在。在含有Np(Ⅶ)的酸性溶液中加入氢氧化钠或氢氧化锂，使pH约为10，可以析出七价氢氧化镎NpO3(OH)。在pH=5-9的条件下，水溶液中会沉淀出黑色的镎(Ⅶ)氢氧化物NpO2(OH)3，它可以按以下反应溶于碱金属的氢氧化物溶液中：

Np(Ⅲ)没有有机配位化合物，在LiCl或LiBr溶液中，Np3+可以形成NpX2+和NpX2+（X=Cl、Br）两种内界络合物。Np(Ⅳ)在浓的硝酸溶液或盐酸溶液中，Np4+可以与Cl-和NO3-形成[NpCl6]2-和[Np(NO3-)6]2-两种阴离子络合物。此外，Np(Ⅳ)还可以形成较为稳定的草酸配合物，如[Np(C2O4)4]4-，其累积稳定常数β4=2.5×1027。四价镎与8-羟基喹啉、乙二胺四乙酸等有机配体形成的配合物的稳定性与其它锕系元素的对应化合物的性质相似。

Np(Ⅴ)在水溶液中以镎酰离子NpO2+的形式存在，由于镎酰离子的电荷数较低，体积小，因此是一种较弱的络合剂，可以与草酸盐形成[NpO2(C2O4)]-和[NpO2(C2O4)2]3-两种草酸络合物，在磷酸中，也可以与磷酸氢根等形成配合物。与其它锕系元素不同，五价镎可以与8-羟基啉及某些氨基多羧酸形成络合物。将8-羟基喹啉（HOX）加入五价镎溶液中，在pH=5-7时会沉淀出黄绿色的NpO2(OX)·2H2O。在pH更高时则形成[NpO2(OX)2]-而形成黄色溶液。乙二胺四乙酸（H4乙二胺四乙酸二钠）在中性条件下则可以与Np(Ⅴ)形成灰色的(NpO2)2H2EDTA·5H2O沉淀。

Np(Ⅵ)可以与SO42-形成NpO2(SO4)和NpO2(SO4)2-两种配位化合物，在氯化物溶液中存在着NpO2Cl+和NpO2Cl2，在草酸溶液中可以形成类似的两种配合物NpO2(C2O4)和NpO2(C2O4)2-。六价镎可以与吡啶2-羧酸形成1：2和1：3络合物，组成分别为NpO2(C6H4NO2)2和H[NpO2(C6H4NO2)3]。Np(Ⅶ)在溶液中以NpO23+的形式存在，可以与硫酸根形成NpO2SO4+和NpO2(SO4)2-两种络合物，其没有有机配合物。

NpCl4与熔融的(C5H5)2Be在65-70℃时反应可生成纯的(C5H5)3NpCl：

NpCl4与KC5H5-苯悬浮液回流160小时可得到红棕色的四环戊二烯合镎(Ⅳ)(C5H5)4Np，分子结构与U(C5H5)4相同。

二环辛四烯合镎(Ⅳ)Np(C8H8)2可由C8H8K在四氢呋喃中与NpCl4反应制得。NpCl4与锂的烃氧化物LiOR（R=CH3，C2H5）反应生成Np(Ⅳ)的混合烃氧化物Np(OR)4，它与溴作用可转化为Np(Ⅳ)的混合烃氧化物NpBr(OC2H5)3或者NpBr2(OC2H5)2。当存在游离的乙醇钠时，镎才能被氧化为五价镎的混合烃氧化物NpBr(OC2H5)4。

镎的碳化物有NpC2，NpC和Np2C3。唯一已知的硅化物是与ThSi2同构的NpSi2。黑色、立方晶系的氮化镎NpN可由氢化镎与氨气在800℃时反应制得，它不溶于水而易溶于无机酸。磷化镎Np3P4晶体呈Th3P4型结构，易溶于6mol/L的HCI之中，可由金属镎与过量的红磷在750℃时反应制取。镎的硫化物较多，有NpS、Np2S3、Np3S5和NpS3等，可由镎与硫直接化合而成。

镎的四价、五价和六价硝酸盐水合物，可由相应的水溶液真空浓缩制得。从中性溶液可以中制取灰色、潮解性的Np(NO3)4·2H2O和绿色的NpO2NO3·H2O。从1mol/L的HNO3溶液中可制取粉红色的NpO(NO3)3·3H2O和NpO2(NO3)2·xH2O（x=1，2），后者在潮湿的空气中会转化为六水化物NpO2(NO3)2·6H2O。除NpO2NO3·H2O在140-220℃时能转化为无水化合物外，其余镎的硝酸盐都会直接分解成二氧化镎。

将稀磷酸或磷酸铵加入Np(IV)的溶液中，可生成草绿色的水合Np(HPO4)2沉淀，在空气中灼烧可转化为立方α-ThP2O7型结构的焦磷酸镎NpP2O7。将Np(Ⅴ)的高氯酸盐加入道K2CO3溶液中，生成六方晶系的碳酸镎酰钾KNpO2CO3。Np(IV)的草酸盐有水合Np(C2O4)2，水合(NH4)4Np·(C2O4)4，Np(V)的草酸盐有NpO2HC2O4·2H2O。此外，还存在[Co(NH3)6][NpO(C2O4)2]·2H2O等草酸复盐。

已知镎有26种放射性同位素和5种核异构体，原子量从219到244不等。其中最稳定的是237Np，半衰期为214万年。此外，236Np的半衰期为15.4万年，235Np的半衰期为396天，其余所有同位素的半衰期均小于4.5天，且大多数小于50分钟。质量数小于237Np的同位素主要衰变方式是电子俘获，并伴有大量α粒子的发射，衰变产物主要是铀的同位素。237Np的主要衰变方式是α-衰变，形成镤。比237Np更重的同位素的主要衰变方式是β-衰变，形成。与其他大多数常见重核衰变生成铅同位素不同，237Np在衰变为镤和铀之后，最终会衰变为209Bi和205Tl，这一衰变链被称为镎系列。

在天然铀反应堆中，大部分237Np是天然铀与6.7MeV的中子通过（n,2n）反应产生的：

在浓缩铀反应对中，237Np主要是235U经过两次中子俘获生成的：

镎可以与铀、钚一起被萃取，接着再与这两个元素分离，即可提纯核燃料中产生的镎。

238Np可以通过中子照射237Np制得。纯化时，将中子照射后的237NpO2溶于中等浓度的高氯酸，再将它从大约8mol/L的HNO3的溶液洗涤柱子，继而用稀硝酸洗脱镎。

由243Am衰变可以简便的制备239Np：

用三异辛胺（TIOA）从中萃取分离出239Np，这样就可以从243Am中不断提取239Np。此外，利用中子照射铀也可以产生239Np。采用Np(Ⅵ)-Np(Ⅴ)氧化还原循环的沉淀反应能制得纯239Np。利用溶剂萃取法核粒子交换法也可以得到高纯度的239Np。

237Np是可裂变的，这意味着镎可以被中子轰击，从而产生更多的中子，这些中子可以自由地与附近的物质相互作用，并可用于快中子反应堆或核武器。237Np也可以用于生产238Pu（半衰期为87.7年），其是热电发电机和放射性同位素加热器装置中使用的α粒子发射体，也用于制备中子探测器。

细碎的镎易起火。镎在摄入或吸入后有毒，一些同位素还具有产生大量外部辐射（236Np和237Np）的风险。最重要的放射性核素237Np的有效半衰期为200年，比活性为0.00071Ci/g，吸收率为0.05% ，具有非常高的内部毒性，年度摄入量限制为0.000004mCi。