二氧化镎

化学物质

二氧化镎是一种无机化合物，化学式NpO2，黄绿色到褐绿色的粉末，不吸湿，具放射性。

理化性质

中文名称：二氧化镎

萤石型堆积。比重11.11。在空气中极为稳定，不溶于水和酸，加热至100℃时可溶于浓酸，在有溴酸钾一类氧化剂存在时，溶解速度加快。可由多种镎的化合物（如氢氧化物、草酸盐、硝酸盐、8-羟基喹啉盐等）在600-1000℃时热分解制得。

长期以来，二氧化镎（NpO2）的奇异磁性一直未能得到科学的解释。德国和意大利的科研人员通过理论计算得出，二氧化镎的奇异磁性可能源于原子间形成的磁32极矩。该科研成果发表在最新一期的《物理学评论快报》杂志上。上世纪90年代情况发生了变化。科学家发现,多电子原子的联合,特别是镧系元素和锕系元素,在低温下具有完全与普通偶极矩不一样的自发磁性；同时,在超铀元素组成的二氧化镎中形成了自发磁性的磁偶极矩、磁4极矩极少。为了探索这些物质的磁性形成机理,德国和意大利的科研人员通过理论计算得出了惊人的结论：磁偶极矩、磁4极矩,甚至磁8极矩不是二氧化镎的磁性来源,其奇异磁性来源于第五级磁多极矩,研究人员按照顺序命名为磁32极矩。

科研人员还表示，二氧化镎的这种奇异磁性能否有“用武之地”还很难说，在物理学中还没有发现有如此高的磁多极矩引起磁性的实例。当然，也不排除如此复杂磁性系统中出现新的磁性类型。

制备方法

二氧化镎是镎中最稳定的氧化物，可以通过分解许多镎的化合物得到，如硝酸盐、草酸盐、氢氧化物、8-羟基喹啉盐等，以及镎的更高价的氧化物。

工业上，二氧化镎是通过镎（IV）离子与草酸发生反应生成草酸镎（IV），然后经过煆烧后制备的。然而起始溶液中的镎可能具有不同的氧化态，因此在沉淀之前需要通过一步还原反应，将大部分镎转化为镎（IV）离子。通常还原剂可以使用抗坏血酸（又称维生素C）。该还原反应开始时还需要加入肼作为抑制剂。

整个反应可以用以下反应式描述：

Np4+ + C2O42-+6H2O =Np(C2O4) · 6H2O

Np(C2O4) · 6H2O Np(C2O4)

Np(C2O4) NpO2 + 2CO2

二氧化镎还可以通过生成过氧化镎沉淀，然后经过热分解制备。但是研究发现草酸镎（IV）路径在工业生产上更为有效率。

纯化

二氧化镎是一种常见的核废料，可以通过氟化法转化为氟化物之后，在碘的催化下由过量的钙还原而纯化。但是，以上合成路径可以产生相当纯的二氧化镎产物，杂质的重量比一般低于0.3%，基本无须再纯化。

性质

二氧化镎和氧化锂在氧气流中加热至400～420℃，可以得到七价镎的化合物：

如果和过量的溴化铝作用（350℃反应），则可以得到红棕色的四溴化镎：

应用领域

二氧化镎是一种镎的稳定化合物，可以用来减轻镎的长期环境影响。含有锕系元素的核废料一般最终会被转化成AnO2 （An = U， P， Np， Am等等）。比起金属镎，二氧化镎的放射毒性有所降低，更适宜储存和处理。据报道二氧化镎还能促进一些放射性金属的衰变速率。将这一发现转化为应用的研究正在探索中。有人提出二氧化镎可以用于更有效率的核武器。另外，2007年日本研究者白川利久在一份日本专利中披露了把二氧化镎用作火箭燃料的想法，但语焉不详。

计算化学数据

数据：

1.疏水参数计算参考值（XlogP）:无

2.氢键供体数量:0

3.氢键受体数量:2

4.可旋转化学键数量:0

5.互变异构体数量:无

6.拓扑分子极性表面积2

7.重原子数量:3

8.表面电荷:-4

9.复杂度:0

10.同位素原子数量:0

11.确定原子立构中心数量:0

12.不确定原子立构中心数量:0

13.确定化学键立构中心数量:0

14.不确定化学键立构中心数量:0

15.共价键单元数量:3