Московий

Московий
← Флеровий | Ливерморий →
115 Bi
↑
Mc
↓
(Uhe)
Периодическая система элементовВодородГелийЛитийБериллийБорУглеродАзотКислородФторНеонНатрийМагнийАлюминийКремнийФосфорСераХлорАргонКалийКальцийСкандийТитанВанадийХромМарганецЖелезоКобальтНикельМедьЦинкГаллийГерманийМышьякСеленБромКриптонРубидийСтронцийИттрийЦирконийНиобийМолибденТехнецийРутенийРодийПалладийСереброКадмийИндийОловоСурьмаТеллурИодКсенонЦезийБарийЛантанЦерийПразеодимНеодимПрометийСамарийЕвропийГадолинийТербийДиспрозийГольмийЭрбийТулийИттербийЛютецийГафнийТанталВольфрамРенийОсмийИридийПлатинаЗолотоРтутьТаллийСвинецВисмутПолонийАстатРадонФранцийРадийАктинийТорийПротактинийУранНептунийПлутонийАмерицийКюрийБерклийКалифорнийЭйнштейнийФермийМенделевийНобелийЛоуренсийРезерфордийДубнийСиборгийБорийХассийМейтнерийДармштадтийРентгенийКоперницийНихонийФлеровийМосковийЛиверморийТеннессинОганесон
Периодическая система элементов
115Mc
Внешний вид простого вещества
Неизвестен
Свойства атома
Название, символ, номер Московий / Moscovium (Mc), 115
Атомная масса
(молярная масса)		 [290] (массовое число наиболее устойчивого изотопа)[1]
Электронная конфигурация предположительно [Rn] 5f14 6d10 7s2 7p3[источник не указан 4562 дня]
Химические свойства
Степени окисления +1, +3[2]
Номер CAS 54085-64-2
Наиболее долгоживущие изотопы
Основная статья: Изотопы московия
Изотоп Распростра-
нённость 		Период полураспада Канал распада Продукт распада
286Mc синт. 20 мс[3] α 282Nh
287Mc синт. 37 мс α 283Nh
288Mc синт. 164 мс α 284Nh
289Mc синт. 330 мс[4] α 285Nh
290Mc синт. 650 мс[4] α 286Nh
115
Московий
(290)
5f146d107s27p3

Моско́вий[5] (химический символ — Mc, от лат. Moscovium, ранее был известен под временными названиями унунпе́нтий (лат. Ununpentium, Uup) или э́ка-ви́смут) — химический элемент пятнадцатой группы (по устаревшей классификации — главной подгруппы пятой группы), седьмого периода периодической системы химических элементов, атомный номер — 115. Наиболее стабильным из известных изотопов московия является нуклид 290Mc (период полураспада оценивается в 0,84 ± 0,36 с[1]), атомная масса этого нуклида равна 290,19624(64) а. е. м.[6]. Искусственно синтезированный радиоактивный элемент, в природе не встречается[7].

Название

Первоначально для 115-го элемента использовалось систематическое название унунпентий, составленное из корней латинских числительных, соответствующих порядковому номеру: Ununpentium — дословно «одно-одно-пятый»).

8 июня 2016 года ИЮПАК рекомендовал дать элементу название «московий» (Moscovium, Mc) в честь Московской области, где находится Объединённый институт ядерных исследований (Дубна). Название «московий» было представлено научной общественности для 5-месячного обсуждения с 8 июня по 8 ноября 2016 года[8]. 28 ноября 2016 года ИЮПАК утвердил для 115-го элемента название «московий»[9][10].

История открытия

В феврале 2004 года были опубликованы результаты экспериментов, проводившихся с 14 июля по 10 августа 2003 года, в результате которых был получен 115-й элемент[11][12]. Исследования проводились в Объединённом институте ядерных исследований (Дубна, Россия) на циклотроне У-400 c использованием дубненского газонаполненного разделителя ядер отдачи (ДГРЯО) совместно с Ливерморской национальной лабораторией (США). В этих экспериментах в результате бомбардировки мишени из америция-243 ионами кальция-48 были синтезированы изотопы элемента 115: три ядра 288Mc и одно ядро 287Mc. Все четыре ядра в результате альфа-распада превратились в изотопы элемента 113. Цепочка последовательных альфа-распадов привела в результате к спонтанно делящимся ядрам элемента 105 (дубний).

В 2004 и 2005 годах в ОИЯИ (совместно с Ливерморской национальной лабораторией) были проведены эксперименты по химической идентификации конечного продукта распада цепочки 288115 → 284113 → 280111 → 276109 → 272107 → 268105, долгоживущего (около 28 часов) изотопа 268Db. Эксперименты, в которых было исследовано ещё 20 событий, подтвердили синтез 115-го и 113-го элементов[13].

В 2010—2011 годах учёными ОИЯИ была увеличена эффективность генерации 115-го элемента в реакции америция-243 и кальция-48, а также впервые напрямую получен изотоп 289Mc (ранее он наблюдался только как результат радиоактивного распада 117-го элемента)[14].

В 2013 году международная группа ученых во главе с физиками из Лундского университета (Швеция) подтвердила существование изотопа 288Mc. Эксперимент по бомбардировке тонкой плёнки америция ионами кальция был проведен в Институте тяжёлых ионов имени Гельмгольца, GSI (Дармштадт, Германия). В результате удалось произвести 30 атомов Mc. Энергии регистрируемых фотонов соответствовали значениям энергий характеристического рентгеновского излучения, ожидаемым при альфа-распаде данного элемента. Результаты подтвердили прежние измерения, выполненные в ОИЯИ[15][16]. В 2015 году такой же синтез успешно повторили в Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли, получив 46 атомов 288Mc[17].

В августе 2015 года на съезде IUPAC в Пусане было объявлено, что рабочая группа уже подготовила доклад об элементах под номерами 113, 115, 117 и 118[18].

30 декабря 2015 года ИЮПАК официально признал открытие 115-го элемента и приоритет в этом учёных из ОИЯИ и Ливерморской национальной лаборатории[19]. При этом рабочая группа ИЮПАК указала, что достоверные результаты, подтверждающие открытие московия, были получены только в экспериментах, проведённых в ОИЯИ в 2010 году, несмотря на то, что данные 2010 года полностью подтверждали результаты синтеза в 2003 году.[14]

Получение

Изотопы московия были получены в результате ядерных реакций[12][14][20]:

,
,

а также в результате альфа-распада изотопов теннессина:

,
.

Физические свойства

Предполагается, что московий — непереходный металл, похожий на висмут. Плотность его ожидается на уровне 13,5 г/см3, что выше плотности свинца и несколько меньше плотности ртути. Расчётная температура плавления московия ожидается около 400 °C, то есть он должен быть несколько менее легкоплавким, чем висмут[21][22]. Московий номинально принадлежит к подгруппе азота (пниктогены) и, вероятно, является вторым металлом в ней после висмута.

Химические свойства

В отличие от более лёгких элементов, которые проявляют в той или иной степени окислительные свойства, которые ослабевают от азота к висмуту, московий химически ожидается похожим больше не на более лёгкие аналоги своей подгруппы, а на щелочные металлы, в этом плане проявляя сходство с таллием. Причина этого кроется в том, что московий в степени окисления +1 приобретёт электронную конфигурацию флеровия, которая является чрезвычайно устойчивой, а одновалентный катион Mc+ будет очень стабильным.

Образование такого катиона приведёт к появлению устойчивой стабилизирующей 7p2
1/2-подоболочки валентных электронов[23].

Так же как щелочные металлы, московий будет иметь очень низкую энергию ионизации первого электрона, которая составит 538 кДж/моль, что почти равно энергии ионизации лития и немного больше аналогичных значений для натрия. Осно́вные свойства усилит очень большой размер катиона, что сделает McOH сильной щёлочью, подобной NaOH или KOH.

Московий будет быстро окисляться на воздухе кислородом или азотом, бурно реагировать с водой с выделением водорода и образовывать прочную ионную связь с галогенами[22].

Другой степенью окисления московия является +3. Она предполагается также весьма устойчивой и будет похожа на соли висмута в степени окисления +3, но проявлять он сможет её только в относительно жёстких условиях (при высоких температурах с кислородом или другими галогенами), с некоторыми сильными кислотами.

В отличие от более лёгких элементов, московий, как ожидается, не будет проявлять окислительных свойств, что сделает невозможным его степень окисления −3. Причина этого кроется в том, что присоединение трёх электронов энергетически очень невыгодно основной 7p-подоболочке, и московий, как ожидается, будет проявлять только восстановительные свойства. Степень окисления +5 (высшая возможная для всех элементов, начиная с азота) будет также невозможна по причине очень стабильной электронной пары 7s2, на распаривание которой будет требоваться слишком большое количество энергии. Как следствие, +1 и +3 будут единственными двумя возможными степенями окисления московия[22].

Известные изотопы

Основная статья: Изотопы московия
Изотоп Масса Период полураспада Тип распада
287Mc 287 37+44
−13 мс[24] 		α-распад в 283Nh[12]
288Mc 288 164+30
−21 мс[24] 		α-распад в 284Nh[12][13]
289Mc 289 330+120
−80 мс[14] 		α-распад в 285Nh[14]
290Mc 290 650+490
−200 мс[14] 		α-распад в 286Nh

Примечания

  1. ↑ 1 2 Kondev F. G., Wang M., Huang W. J., Naimi S., Audi G. The Nubase2020 evaluation of nuclear properties (англ.) // Chinese Physics C. — 2021. — Vol. 45, iss. 3. — P. 030001-1—030001-180. — doi:10.1088/1674-1137/abddae.Открытый доступ
  2. ↑ Московий. Большая Российская энциклопедия 2004-2017. БРЭ. Дата обращения: 15 февраля 2023. Архивировано 15 февраля 2023 года.
  3. ↑ Kovrizhnykh, N. Update on the experiments at the SHE Factory. Flerov Laboratory of Nuclear Reactions (27 января 2022). Дата обращения: 28 февраля 2022. Архивировано 28 февраля 2022 года.
  4. ↑ 1 2 Oganessian Yu.Ts. et al. Synthesis of a New Element with Atomic Number Z=117 (англ.) // Physical Review Letters. — 2010. — Vol. 104, iss. 14. — P. 142502-1—142502-4. — doi:10.1103/PhysRevLett.104.142502. — Bibcode: 2010PhRvL.104n2502O. — PMID 20481935. Архивировано 15 июня 2022 года. Открытый доступ
  5. ↑ Названия новых химических элементов 113, 115, 117 и 118. ОИЯИ (8 июня 2016). Дата обращения: 8 июня 2016. Архивировано 11 июня 2016 года.
  6. ↑ Meng Wang, Huang W. J., Kondev F. G., Audi G., Naimi S. The Ame2020 atomic mass evaluation (II). Tables, graphs and references (англ.) // Chinese Physics C. — 2021. — Vol. 43, iss. 3. — P. 030003-1—030003-512. — doi:10.1088/1674-1137/abddaf.
  7. ↑ Грушина А. Биографии новых элементов // Наука и жизнь. — 2017. — № 1. — С. 24—25. Архивировано 2 февраля 2017 года.
  8. ↑ IUPAC Is Naming The Four New Elements Nihonium, Moscovium, Tennessine, And Oganesson (англ.). ИЮПАК (8 июня 2016). Дата обращения: 8 июня 2016. Архивировано 8 июня 2016 года.
  9. ↑ IUPAC Announces the Names of the Elements 113, 115, 117, and 118 (англ.). ИЮПАК (30 ноября 2016). Дата обращения: 30 ноября 2016. Архивировано 29 июля 2018 года.
  10. ↑ Образцов П. Унуноктий стал оганесоном // Наука и жизнь. — 2017. — № 1. — С. 22—25. Архивировано 2 февраля 2017 года.
  11. ↑ Yu. Ts. Oganessian et al. Experiments on the synthesis of element 115 in the reaction 243Am(48Ca,xn)291–x115 // Physical Review C. — 2004. — Т. 69. — С. 021601.
  12. ↑ 1 2 3 4 Yu. Ts. Oganessian et al. Synthesis of elements 115 and 113 in the reaction 243Am+48Ca // Physical Review C. — 2005. — Т. 72. — С. 034611.
  13. ↑ 1 2 N. J. Stoyer et al. Chemical Identification of a Long-Lived Isotope of Dubnium, a Descendant of Element 115 // Nuclear Physics A. — 2007. — Vol. 787, № 1—4. — P. 388—395. Архивировано 11 мая 2018 года.
  14. ↑ 1 2 3 4 5 6 Yu. Ts. Oganessian et al. New Insights into the 243Am+48Ca Reaction Products Previously Observed in the Experiments on Elements 113, 115, and 117 (англ.) // Phys. Rev. Lett.. — 2012. — Vol. 108. — P. 022502-1—022502-5. — doi:10.1103/PhysRevLett.108.022502. Открытый доступ
  15. ↑ Подтверждено существование нового химического элемента // CNews.ru, 02.09.2013.
  16. ↑ D. Rudolph et al. Spectroscopy of Element 115 Decay Chains (англ.) // Phys. Rev. Lett.. — 2013. — Vol. 111. — P. 112502. — doi:10.1103/PhysRevLett.111.112502. Архивировано 23 августа 2014 года.
  17. ↑ Gates J. M., Gregorich K. E., Gothe O. R., Uribe E. C., Pang G. K., Bleuel D. L., Block M., Clark R. M., Campbell C. M., Crawford H. L., Cromaz M., Di Nitto A., Düllmann Ch. E., Esker N. E., Fahlander C., Fallon P., Farjadi R. M., Forsberg U., Khuyagbaatar J., Loveland W., MacChiavelli A. O., May E. M., Mudder P. R., Olive D. T., Rice A. C., Rissanen J., Rudolph D., Sarmiento L. G., Shusterman J. A., Stoyer M. A., Wiens A., Yakushev A., Nitsche H. Decay spectroscopy of element 115 daughters: 280Rg → 276Mt and 276Mt → 272Bh // Physical Review C. — 2015. — Vol. 92. — P. 021301(R). — ISSN 0556-2813. — doi:10.1103/PhysRevC.92.021301. [исправить]
  18. ↑ Хироко Сайто. Кому присудят открытие 113-го элемента таблицы Менделеева? = 科学の森：１１３番元素命名権、近く結論　発見認定　理研か、米露チームか // Майнити симбун. — 2015. — Сентябрь. Архивировано 21 декабря 2015 года.
  19. ↑ Discovery and Assignment of Elements with Atomic Numbers 113, 115, 117 and 118 (англ.). ИЮПАК (30 декабря 2015). Дата обращения: 31 декабря 2015. Архивировано из оригинала 31 декабря 2015 года.
  20. ↑ Yu. Ts. Oganessian et al. New isotope 286Mc produced in the 243Am+48Ca reaction. — Vol. 106. — P. 064306. Архивировано 10 декабря 2022 года.
  21. ↑ Richard G.Haire. Transactinides and the future elements // The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements (англ.). — 3rd Ed.. — Dordrecht, The Netherlands: Springer Science+Business Media, 2006. — ISBN 1-4020-3555-1.
  22. ↑ 1 2 3 Burkhard Fricke. Superheavy elements: a prediction of their chemical and physical properties (англ.) // Recent Impact of Physics on Inorganic Chemistry : journal. — 1975. — Vol. 21. — P. 89—144. — doi:10.1007/BFb0116498. Архивировано 4 октября 2013 года.
  23. ↑ Pitzer K. S. Are elements 112, 114, and 118 relatively inert gases? (англ.) // J. Chem. Phys. — 1975. — Vol. 63. — P. 1032.
  24. ↑ 1 2 Nudat 2.3. Дата обращения: 26 июля 2007. Архивировано 11 мая 2012 года.

Ссылки