Moscovium - Moscovium

Moscovium,  115 Mc
Moscovium
Výslovnost / M ɒ s k v Jsem ə m / ( Mo SKOH -vee-əm )
Hromadné číslo [290]
Moscovium v periodické tabulce
Vodík Hélium
Lithium Beryllium Boron Uhlík Dusík Kyslík Fluor Neon
Sodík Hořčík Hliník Křemík Fosfor Síra Chlór Argon
Draslík Vápník Skandium Titan Vanadium Chrom Mangan Žehlička Kobalt Nikl Měď Zinek Gallium Germanium Arsen Selen Bróm Krypton
Rubidium Stroncium Yttrium Zirkonium Niob Molybden Technecium Ruthenium Rhodium Palladium stříbrný Kadmium Indium Cín Antimon Tellurium Jód Xenon
Cesium Baryum Lanthan Cerium Praseodym Neodym Promethium Samarium Europium Gadolinium Terbium Dysprosium Holmium Erbium Thulium Ytterbium Lutetium Hafnium Tantal Wolfram Rhenium Osmium Iridium Platina Zlato Merkur (prvek) Thallium Vést Vizmut Polonium Astat Radon
Francium Rádium Actinium Thorium Protactinium Uran Neptunium Plutonium Americium Curium Berkelium Kalifornie Einsteinium Fermium Mendelevium Nobelium Lawrencium Rutherfordium Dubnium Seaborgium Bohrium Draslík Meitnerium Darmstadtium Roentgenium Copernicium Nihonium Flerovium Moscovium Livermorium Tennessine Oganesson
Bi

Mc

(Uhe)
fleroviummoscoviumlivermorium
Atomové číslo ( Z ) 115
Skupina skupina 15 (pniktogeny)
Doba období 7
Blok   p-blok
Konfigurace elektronů [ Rn ] 5f 14 6d 10 7s 2 7p 3 (předpovězeno)
Elektrony na skořápku 2, 8, 18, 32, 32, 18, 5 (předpovězeno)
Fyzikální vlastnosti
Fáze na  STP pevný (předpovězený)
Bod tání 670  K (400 ° C, 750 ° F) (předpovězeno)
Bod varu ~ 1400 K (~ 1100 ° C, ~ 2000 ° F) (předpovězeno)
Hustota (blízko  rt ) 13,5 g/cm 3 (předpokládané)
Teplo fúze 5,90–5,98  kJ/mol (extrapolováno)
Teplo odpařování 138 kJ/mol (předpovězeno)
Atomové vlastnosti
Oxidační stavy ( +1 ), ( +3 ) (předpovězeno)
Ionizační energie
Atomový poloměr empirický: 187  pm (předpokládaný)
Kovalentní poloměr 156–158 hodin (extrapolováno)
Další vlastnosti
Přirozený výskyt syntetický
Číslo CAS 54085-64-2
Dějiny
Pojmenování Po Moskevské oblasti
Objev Joint Institute for Nuclear Research and Lawrence Livermore National Laboratory (2003)
Hlavní izotopy moscovia
Izotop Hojnost Poločas rozpadu ( t 1/2 ) Režim rozpadu Produkt
287 Mc syn 37 ms α 283 Nh
288 Mc syn 164 ms α 284 Nh
289 Mc syn 330 ms α 285 Nh
290 Mc syn 650 ms α 286 Nh
Kategorie Kategorie: Moscovium
| Reference

Moscovium je syntetický chemický prvek se symbolem Mc a atomovým číslem 115. Poprvé byl syntetizován v roce 2003 společným týmem ruských a amerických vědců ve Společném institutu pro jaderný výzkum (JINR) v Dubně v Rusku. V prosinci 2015 byla společnou pracovní skupinou mezinárodních vědeckých orgánů IUPAC a IUPAP uznána za jeden ze čtyř nových prvků . Dne 28. listopadu 2016 byl oficiálně pojmenován po Moskevské oblasti , ve které se nachází JINR.

Moscovium je extrémně radioaktivní prvek: jeho nejstabilnější známý izotop, moscovium-290, má poločas rozpadu pouze 0,65 sekundy. V periodické tabulce je to p-blokový transaktinidový prvek . Je členem 7. období a je zařazen do skupiny 15 jako nejtěžší pniktogen , i když nebylo potvrzeno, že by se choval jako těžší homolog bismutu pnictogen. Počítá se, že moscovium má některé vlastnosti podobné lehčím homologům, dusíku , fosforu , arsenu , antimonu a vizmutu , a že je post-přechodným kovem , i když by od nich měl také vykazovat několik zásadních rozdílů. Zejména moscovium by mělo mít také významné podobnosti s thaliem , protože oba mají jeden poměrně volně vázaný elektron mimo kvazi-uzavřený obal . Dosud bylo pozorováno asi 100 atomů moscovia, z nichž všechny mají hmotnostní čísla od 287 do 290.

Úvod

Grafické znázornění reakce jaderné fúze
Grafické znázornění reakce jaderné fúze . Dvě jádra se spojí v jedno a vyzařuje neutron . Reakce, které do tohoto okamžiku vytvořily nové prvky, byly podobné, s jediným možným rozdílem, že někdy bylo uvolněno několik singulárních neutronů, nebo vůbec žádné.
Externí video
ikona videa Vizualizace neúspěšné jaderné fúze na základě výpočtů Australské národní univerzity

Nejtěžší atomová jádra vznikají v jaderných reakcích, které spojují další dvě jádra nestejné velikosti do jednoho; zhruba, čím nerovnější jsou dvě jádra z hlediska hmotnosti, tím větší je možnost, že ta dvě reagují. Z materiálu vyrobeného z těžších jader je vyroben cíl, který je poté bombardován paprskem lehčích jader. Dvě jádra mohou splynout v jedno pouze tehdy, když se k sobě dostanou dostatečně blízko; normálně se jádra (všechna kladně nabitá) navzájem odpuzují kvůli elektrostatickému odpuzování . Silná interakce může překonat tento odpor, ale jen ve velmi krátké vzdálenosti od jádra; paprsková jádra jsou tedy značně zrychlena , aby byla taková odpudivost bezvýznamná ve srovnání s rychlostí jádra paprsku. Přiblížení samo o sobě nestačí k tomu, aby se dvě jádra spojila: když se k sobě přiblíží dvě jádra, obvykle zůstanou pohromadě přibližně 10 - 20  sekund a poté se rozdělí (nemusí být ve stejném složení jako před reakcí), než aby vytvořily jediné jádro. Pokud dojde k fúzi, je dočasné sloučení - nazývané složené jádro - vzrušený stav . Aby ztratilo energii buzení a dosáhlo stabilnějšího stavu, složené jádro buď štěpí, nebo vysune jeden nebo několik neutronů , které energii odnesou. K tomu dochází přibližně 10 až 16  sekund po počáteční kolizi.

Paprsek prochází cílem a dosáhne další komory, separátoru; pokud se vytvoří nové jádro, je neseno tímto paprskem. V separátoru je nově vytvořené jádro odděleno od ostatních nuklidů (původního paprsku a jakýchkoli dalších reakčních produktů) a přeneseno do detektoru povrchové bariéry , který jádro zastaví. Je vyznačeno přesné umístění nadcházejícího nárazu na detektor; také jsou označeny jeho energie a čas příjezdu. Přenos trvá přibližně 10–6  sekund; aby bylo jádro detekováno, musí přežít tak dlouho. Jádro je zaznamenáno znovu, jakmile je registrován jeho rozpad, a je změřeno umístění, energie a čas rozpadu.

Stabilitu jádra zajišťuje silná interakce. Jeho dosah je však velmi krátký; jak se jádra zvětšují, jeho vliv na nejvzdálenější nukleony ( protony a neutrony) slábne. Současně je jádro roztrženo elektrostatickým odpuzováním mezi protony, protože má neomezený dosah. Jádra nejtěžších prvků jsou tedy teoreticky předpovězena a dosud bylo pozorováno, že se primárně rozpadají způsoby rozpadu, které jsou způsobeny takovým odpuzováním: alfa rozpad a spontánní štěpení ; tyto režimy jsou převládající pro jádra supertěžkých prvků . Alfa rozpady jsou registrovány emitovanými alfa částicemi a produkty rozpadu lze snadno určit před skutečným rozpadem; pokud takový rozpad nebo série po sobě jdoucích rozpadů vytvoří známé jádro, lze původní produkt reakce určit aritmeticky. Spontánní štěpení však produkuje různá jádra jako produkty, takže původní nuklid nelze určit z jeho dcer.

Informace dostupné fyzikům, jejichž cílem je syntetizovat jeden z nejtěžších prvků, jsou tedy informace shromážděné v detektorech: umístění, energie a čas příjezdu částice do detektoru a informace o jejím rozpadu. Fyzici tato data analyzují a snaží se dojít k závěru, že to bylo skutečně způsobeno novým prvkem a nemohlo to být způsobeno jiným nuklidem, než který tvrdil. Za předpokladu, že data jsou dostačující pro závěr, že nový prvek byl definitivně vytvořen, a pro pozorované efekty neexistuje jiné vysvětlení; došlo k chybám při interpretaci dat.

Dějiny

Pohled na slavné Rudé náměstí v Moskvě . Oblast kolem města byla objeviteli oceněna jako „starověká ruská země, která je domovem Společného institutu pro jaderný výzkum“ a stala se jmenovcem moskovia.

Objev

První úspěšnou syntézu moscovia provedl společný tým ruských a amerických vědců v srpnu 2003 ve Společném institutu pro jaderný výzkum (JINR) v Dubně v Rusku. V čele ruského jaderného fyzika Jurije Oganessiana jsou tým američtí vědci z Národní laboratoře Lawrence Livermore . Vědci 2. února 2004 ve Physical Review C uvedli, že bombardovali americium -243 ionty vápníku -48 za vzniku čtyř atomů moscovia. Tyto atomy se rozpadly emisí alfa-částic na nihonium asi za 100 milisekund.

243
95
Dopoledne
+ 48
20
Ca
287
115
Mc
+ 4 1
0
n
283
113
Nh
+
α

Spolupráce Dubna – Livermore posílila jejich nárok na objevy moscovia a nihonia pomocí chemických experimentů na konečném produktu rozpadu 268 Db. Žádný z nuklidů v tomto rozpadovém řetězci nebyl dříve znám, takže existující experimentální data nebyla na podporu jejich tvrzení k dispozici. V červnu 2004 a prosinci 2005 byla přítomnost izotopu dubia potvrzena extrakcí konečných produktů rozpadu, měřením aktivit spontánního štěpení (SF) a pomocí technik chemické identifikace, které potvrzují, že se chovají jako prvek skupiny 5 (jak je dubium známo být ve skupině 5 periodické tabulky). U navrhovaných 268 Db byl potvrzen jak poločas rozpadu, tak režim rozpadu , což podpořilo přiřazení mateřského jádra k moscoviu. V roce 2011 však společná pracovní skupina IUPAC/IUPAP (JWP) nerozpoznala dva prvky jako objevené, protože současná teorie nedokázala s dostatečnou jistotou rozlišit chemické vlastnosti prvků skupiny 4 a skupiny 5. Navíc vlastnosti rozpadu všech jader v rozpadovém řetězci moscovia nebyly dříve charakterizovány před dubnskými experimenty, což je situace, kterou JWP obecně považuje za „problematickou, ale ne nutně výlučnou“.

Cesta k potvrzení

Dva těžší izotopy moscovia, 289 Mc a 290 Mc, byly objeveny v letech 2009–2010 jako dcery izotopů tennessinů 293 Ts a 294 Ts; izotop 289 Mc byl později také syntetizován přímo a bylo potvrzeno, že má stejné vlastnosti jako v experimentech s tennessinem.

V roce 2011 vyhodnotila Smíšená pracovní skupina mezinárodních vědeckých orgánů Mezinárodní unie čisté a aplikované chemie (IUPAC) a Mezinárodní unie čisté a aplikované fyziky (IUPAP) experimenty z roku 2004 a 2007 z Dubna a dospěla k závěru, že nesplňují kritéria pro objev. Další vyhodnocení novějších experimentů proběhlo během několika příštích let a Dubna znovu předložil požadavek na objev moscovia. V srpnu 2013, tým vědců na univerzitě v Lundu a na Gesellschaft für Schwerionenforschung (GSI) v Darmstadtu , Německo oznámily, že pokus opakovala 2004, což potvrzuje zjištění Dubna je. Současně byl v Dubně opakován experiment z roku 2004, nyní navíc také vytvořený izotop 289 Mc, který by mohl sloužit jako křížové bombardování pro potvrzení objevu izotopu tennessine 293 Ts v roce 2010. Další potvrzení zveřejnil tým na Lawrence Berkeley National Laboratory v roce 2015.

V prosinci 2015 společná pracovní skupina IUPAC/IUPAP uznala objev prvku a přiřadila prioritu spolupráci Dubna-Livermore v letech 2009–2010, což jim dávalo právo navrhnout pro něj trvalý název. I když neuznali experimenty syntetizující 287 Mc a 288 Mc jako přesvědčivé kvůli nedostatku přesvědčivé identifikace atomového čísla pomocí zkřížených reakcí, experimenty 293 Ts uznaly jako přesvědčivé, protože jeho dcera 289 Mc byla vyrobena nezávisle vykazovat stejné vlastnosti.

V květnu 2016 Lund University ( Lund , Scania , Švédsko) a GSI zpochybnily syntézu moscovia a tennessinu. Řetězce rozpadu přiřazené 289 Mc, izotopu, který je nástrojem pro potvrzení syntézy moscovia a tennessinu, byly nalezeny na základě nové statistické metody, než aby byly příliš odlišné, než aby patřily ke stejnému nuklidu s přiměřeně vysokou pravděpodobností. Bylo hlášeno, že hlášené 293 Ts rozpadové řetězce schválené jako takové JWP vyžadují rozdělení do jednotlivých souborů dat přiřazených různým izotopům tennessinu. Bylo také zjištěno, že nárokované spojení mezi rozpadovými řetězci hlášenými od 293 Ts a 289 Mc pravděpodobně neexistovalo. (Na druhou stranu bylo shledáno , že řetězce z neschváleného izotopu 294 Ts jsou shodné .) Mnohonásobnost stavů zjištěných, když nuklidy, které nejsou rovnoměrné-dokonce podstupují rozpad alfa, není neočekávané a přispívá k nejasnosti v křížové reakce. Tato studie kritizovala zprávu JWP za přehlížení jemností spojených s tímto problémem a považovala za „problematické“, že jediným argumentem pro přijetí objevů moscovia a tennessinu bylo spojení, které považovali za pochybné.

Dne 8. června 2017 dva členové týmu Dubna publikovali článek v časopise, který na tyto kritiky reagoval a analyzoval jejich data o nuklidech 293 Ts a 289 Mc pomocí široce uznávaných statistických metod, a poznamenal, že studie z roku 2016, které naznačovaly nesoulad, přinesly problematické výsledky, když aplikované na radioaktivní rozpad: vyloučily z 90% intervalu spolehlivosti průměrné i extrémní doby rozpadu a řetězce rozpadu, které by byly vyloučeny z 90% intervalu spolehlivosti, které si vybrali, byly pozorovatelnější než ty, které by byly zahrnuty. Opakovaná analýza z roku 2017 dospěla k závěru, že pozorované rozpadové řetězce 293 Ts a 289 Mc jsou v souladu s předpokladem, že v každém kroku řetězce je přítomen pouze jeden nuklid, i když by bylo žádoucí mít možnost přímo měřit hmotnostní číslo původního jádro každého řetězce a také excitační funkce reakce 243 Am+ 48 Ca.

Pojmenování

Používání Mendeleev názvosloví pro nejmenované a neobjevené elementy , moscovium je někdy známé jako eka- bismutu . V roce 1979 IUPAC doporučil, aby byl použit zástupný systematický název prvku ununpentium (s odpovídajícím symbolem Uup ), dokud nebude potvrzen objev prvku a nerozhodnuto o trvalém názvu. Ačkoli jsou tato doporučení široce používána v chemické komunitě na všech úrovních, od učeben chemie po pokročilé učebnice, byla většinou ignorována mezi vědci z oboru, kteří jej nazývali „ prvek 115 “ se symbolem E115 , (115) nebo dokonce jednoduše 115 .

Dne 30. prosince 2015 byl objev prvku uznán Mezinárodní unií čisté a aplikované chemie (IUPAC). Podle doporučení IUPAC má objevitel (é) nového prvku právo navrhnout jméno. Navrhovaný název byl langevinium , podle Paula Langevina . Později tým Dubna několikrát zmínil název moscovium jako jednu z mnoha možností s odkazem na Moskevskou oblast, kde se Dubna nachází.

V červnu 2016 schválil IUPAC tento návrh, aby byl formálně přijat do konce roku, což bylo 28. listopadu 2016. Slavnostní pojmenování moscovia, tennessinu a oganessonu se konalo 2. března 2017 v Ruské akademii věd v Moskvě .

Předvídané vlastnosti

Kromě jaderných vlastností nebyly měřeny žádné vlastnosti moscovia nebo jeho sloučenin; je to dáno jeho extrémně omezenou a drahou výrobou a tím, že velmi rychle chátrá. Vlastnosti moscovia zůstávají neznámé a jsou k dispozici pouze předpovědi.

Jaderná stabilita a izotopy

Předpokládaná poloha ostrova stability. Tečkovaná čára je čára stability beta .

Očekává se, že Moscovium bude na ostrově stability se soustředěním na copernicium (prvek 112) a flerovium (prvek 114). Kvůli očekávaným vysokým štěpným bariérám se jakékoli jádro na tomto ostrově stability rozpadá výhradně alfa rozpadem a možná i zachycením elektronů a beta rozpadem . Ačkoli známé izotopy moscovia ve skutečnosti nemají dostatek neutronů na to, aby byly na ostrově stability, je vidět, že se k ostrovu přibližují, protože obecně platí, že těžší izotopy jsou ty s delší životností.

Hypotetický izotop 291 Mc je obzvláště zajímavý případ, protože má pouze o jeden neutron více než nejtěžší známý izotop moscovia, 290 Mc. Pravděpodobně by mohla být syntetizována jako dcera 295 Ts, což by zase mohlo být vyrobeno z reakce 249 Bk ( 48 Ca, 2n) 295 Ts . Výpočty ukazují, že může mít kromě rozpadu alfa také významný režim zachycování elektronů nebo pozitronové emise a také relativně dlouhý poločas několik sekund. To by produkovalo 291 Fl , 291 Nh a nakonec 291 Cn, u kterého se očekává, že bude uprostřed ostrova stability a bude mít poločas rozpadu přibližně 1200 let, což poskytne nejpravděpodobnější naději na dosažení středu ostrova pomocí současná technologie. Možnými nevýhodami je, že se očekává , že průřez produkční reakcí 295 Ts bude nízký a rozpadové vlastnosti supertěžkých jader tak blízko linie stability beta nejsou do značné míry prozkoumány.

Mezi další možnosti syntézy jader na ostrově stability patří kvazifikace (částečná fúze následovaná štěpením) masivního jádra. Taková jádra mají tendenci ke štěpení a vylučují dvojnásobně magické nebo téměř dvojnásobně magické fragmenty, jako je vápník-40 , cín-132 , olovo-208 nebo vizmut-209 . V poslední době se ukazuje, že k syntéze supernárodných jader s vysokým obsahem neutronů umístěných na ostrově stability lze použít reakce vícejaderného přenosu při srážkách aktinidových jader (jako je uran a curium ) , ačkoliv tvorba lehčích prvků nobelium nebo seaborgium je oblíbenější. Poslední možností, jak syntetizovat izotopy poblíž ostrova, je použít řízené jaderné výbuchy k vytvoření toku neutronů dostatečně vysokého, aby obešel mezery nestability při 258–260 Fm a při hmotnosti 275 (atomová čísla 104108 ), napodobující r- proces, ve kterém byly aktinidy poprvé vyrobeny v přírodě a mezera nestability kolem radonu byla obejita. Některé takové izotopy (zvláště 291 CN a 293 CN) může být dokonce byly syntetizovány v přírodě, ale by se rozkládal pryč příliš rychle (s poločasem pouhých tisíců let) a musí být vyrobeno v příliš malých množstvích (asi 10 - 12 množství olova ), které lze dnes detekovat jako prvotní nuklidy mimo kosmické paprsky .

Fyzické a atomové

V periodické tabulce je moscovium členem skupiny 15, pniktogeny. Objevuje se pod dusíkem , fosforem , arsenem , antimonem a vizmutem. Každý předchozí pniktogen má ve svém valenčním obalu pět elektronů, které tvoří valenční elektronovou konfiguraci ns 2 np 3 . V případě moscovia by měl trend pokračovat a předpovídá se, že konfigurace valenčních elektronů bude 7s 2 7p 3 ; proto se moscovium bude v mnoha ohledech chovat podobně jako jeho lehčí kongenery . Je však pravděpodobné, že dojde ke značným rozdílům; do značné míry přispívá účinek interakce spin -orbit (SO) - vzájemná interakce mezi pohybem elektronů a spinem . Je zvláště silný u supertěžkých prvků, protože jejich elektrony se pohybují mnohem rychleji než u lehčích atomů, při rychlostech srovnatelných s rychlostí světla . Ve vztahu k atomům moscovia snižuje hladiny energie elektronů 7s a 7p (stabilizuje odpovídající elektrony), ale dvě z úrovní energie elektronu 7p jsou stabilizovány více než ostatní čtyři. Stabilizace elektronů 7s se nazývá efekt inertního páru a efekt „roztržení“ 7p subshell do stabilnějších a méně stabilizovaných částí se nazývá rozdělení subshell. Výpočetní lékárny viz rozdělení jako změnu druhého ( azimutální ) kvantové číslo l od 1. do 1 / 2 a 3 / 2 pro více stabilizovaných a méně stabilizovaných částech 7P subshellu, v tomto pořadí. Pro mnoho teoretických účelů může být konfigurace valenčních elektronů reprezentována tak, aby odrážela rozdělení 7p subshell jako 7s2
7 str2
1/2
7 str1
3/2
. Tyto efekty způsobují, že chemie moscovia je poněkud odlišná od chemie jejích lehčích kongenerů .

Valenční elektrony moscovia se dělí na tři subshells: 7s (dva elektrony), 7p 1/2 (dva elektrony) a 7p 3/2 (jeden elektron). První dva z nich jsou relativisticky stabilizované, a proto se chovají jako inertní páry , zatímco poslední jsou relativisticky destabilizované a mohou se snadno účastnit chemie. (Elektrony 6d nejsou dostatečně destabilizovány, aby se účastnily chemicky, i když to může být stále možné u dvou předchozích prvků, nihonia a flerovia.) Oxidační stav +1 by tedy měl být upřednostňován, jako Tl + , a v souladu s tímto prvním ionizační potenciál moscovia by měl být kolem 5,58  eV , pokračující v trendu směrem k nižším ionizačním potenciálům dolů pniktogeny. Moscovium i nihonium mají jeden elektron mimo kvazi-uzavřenou konfiguraci skořápky, kterou lze delokalizovat v kovovém stavu: proto by měly mít podobné teploty tání a bodu varu (oba tají kolem 400 ° C a varu kolem 1100 ° C) díky síle že jejich kovové vazby jsou podobné. Kromě toho se očekává , že predikovaný ionizační potenciál, iontový poloměr (1,5  Á pro Mc + ; 1,0 Á pro Mc3 + ) a polarizovatelnost Mc + budou více podobné Tl + než jeho skutečný kongener Bi 3+ . Moscovium by měla být hustá kov vzhledem k jeho vysoké atomové hmotnosti , s hustotou kolem 13,5 g / cm 3 . Očekává se, že se elektron atomu moskovia podobného vodíku (oxidovaný tak, že má pouze jeden elektron, Mc 114+ ) tak rychle, že díky relativistickým efektům má hmotnost 1,82násobek hmotnosti stacionárního elektronu . Pro srovnání se předpokládá, že hodnoty vizmutu podobného vodíku a antimonu budou 1,25, respektive 1,077.

Chemikálie

Předpokládá se, že Moscovium bude třetím členem řady 7p chemických prvků a nejtěžším členem skupiny 15 v periodické tabulce pod bismutem . Na rozdíl od dvou předchozích prvků 7p se očekává, že moscovium bude dobrým homologem jeho lehčího kongeneru, v tomto případě vizmutu. V této skupině je každý člen známý tím, že zobrazuje oxidační stav skupiny +5, ale s různou stabilitou. U dusíku je stav +5 většinou formálním vysvětlením molekul jako N 2 O 5 : je velmi obtížné mít pět kovalentních vazeb na dusík kvůli neschopnosti malého atomu dusíku pojmout pět ligandů . Stav +5 je dobře reprezentován pro v podstatě nerelativistické typické pniktogeny fosfor , arsen a antimon . Pro bismut se však stává vzácným díky relativistické stabilizaci 6s orbitálů známých jako efekt inertního páru , takže elektrony 6s se zdráhají chemicky se spojit. Očekává se, že moscovium bude mít pro elektrony 7s a 7p 1/2 účinek inertního páru , protože vazebná energie osamělého elektronu 7p 3/2 je znatelně nižší než u elektronů 7p 1/2 . Dusík (I) a vizmut (I) jsou známé, ale vzácné a moscovium (I) pravděpodobně vykazuje některé jedinečné vlastnosti, pravděpodobně se chová spíše jako thallium (I) než vizmut (I). Díky spřažení na oběžné dráze může flerovium vykazovat vlastnosti podobné uzavřenému plášti nebo vzácnému plynu; pokud je tomu tak, moscovium bude pravděpodobně ve výsledku obvykle monovalentní, protože kation Mc + bude mít stejnou konfiguraci elektronů jako flerovium, což možná poskytne moskoviu nějaký charakter alkalického kovu . Výpočty předpovídají, že fluorid a chlorid moscovia (I) budou iontové sloučeniny s iontovým poloměrem asi 109–114 pm pro Mc + , ačkoli osamocený pár 7p 1/2 na iontu Mc + by měl být vysoce polarizovatelný . Kationt Mc 3+ by se měl chovat jako jeho skutečný lehčí homolog Bi 3+ . Elektrony 7s jsou příliš stabilizované, aby mohly přispívat chemicky, a proto by stav +5 měl být nemožný a moscovium může být považováno za zařízení obsahující pouze tři valenční elektrony. Moscovium by byl docela reaktivní kov se standardním redukčním potenciálem −1,5  V pro pár Mc + /Mc.

Chemie moscovia ve vodném roztoku by měla být v podstatě chemická pro ionty Mc + a Mc 3+ . První z nich by měl být snadno hydrolyzován a neměl by být snadno komplexovatelný s halogenidy , kyanidem a amoniakem . Moscovium (I) hydroxidu (McOH), uhličitanu (Mc 2 CO 3 ), oxalát (Mc 2 C 2 O 4 ), a fluorid (MCF) by měla být rozpustná ve vodě; sulfid (Mc 2 S) by měla být nerozpustná; a chlorid (McCl), bromid (McBr), jodid (McI) a thiokyanát (McSCN) by měly být jen málo rozpustné, takže přidání přebytku kyseliny chlorovodíkové by nemělo znatelně ovlivnit rozpustnost chloridu moskovitého (I). Mc 3+ by měl být přibližně stejně stabilní jako Tl 3+, a proto by měl být také důležitou součástí chemie moscovia, ačkoli jeho nejbližší homolog mezi prvky by měl být jeho lehčí kongener Bi 3+ . Fluorid moscovium (III) (McF 3 ) a thiozonid (McS 3 ) by měly být nerozpustné ve vodě, podobně jako odpovídající sloučeniny vizmutu, zatímco chlorid moscovium (III) (McCl 3 ), bromid (McBr 3 ) a jodid (McI 3 ) by měly být snadno rozpustné a snadno hydrolyzovatelné za vzniku oxyhalogenidů, jako je McOCl a McOBr, opět analogických s vizmutem. Moscovium (I) i moscovium (III) by měly být běžnými oxidačními stavy a jejich relativní stabilita by měla do značné míry záviset na tom, s čím jsou v komplexu, a na pravděpodobnosti hydrolýzy.

Stejně jako jeho lehčí homology má amoniak , fosfin , arsin , stibin a bismutin i moscovin (McH 3 ) trigonální pyramidovou molekulární geometrii s délkou vazby Mc – H 195,4 pm a úhlem vazby H – Mc – H 91,8 ° (bismutin má délku vazby 181,7 pm a vazebný úhel 91,9 °; stibin má délku vazby 172,3 pm a vazebný úhel 92,0 °). V předpovězené aromatické pětiboké planární Mc-
5
shluk, analogický s pentazolátem ( N.-
5
), očekává se, že délka vazby Mc – Mc bude prodloužena z extrapolované hodnoty 156–158 pm na 329 pm v důsledku efektů spinu na oběžné dráze.

Experimentální chemie

Jednoznačné stanovení chemických charakteristik moscovia dosud nebylo stanoveno. V roce 2011, byly provedeny pokusy vytvořit nihonium , flerovium a moscovium izotopy v reakcích mezi vápník 48 projektilů a cílů americium-243 a plutonium-244 . Cíle však zahrnovaly nečistoty olova a vizmutu, a proto byly v reakcích přenosu nukleonů generovány některé izotopy bizmutu a polonia . To, když nepředvídané komplikace, mohl poskytnout informace, které by pomohly v budoucnu chemického zkoumání těžších homologů bismutu a polonia, které jsou v tomto pořadí moscovium a livermorium . Vyrobené nuklidy bismut-213 a polonium-212m byly transportovány jako hydridy 213 BiH 3 a 212m PoH 2 při 850 ° C přes filtrační jednotku z křemenné vlny drženou tantalem , což ukazuje, že tyto hydridy byly překvapivě tepelně stabilní, přestože jejich těžší kongenery McH 3 a LvH 2 by se očekávalo, že budou méně tepelně stabilní z jednoduché extrapolace periodických trendů v p-bloku. Před chemickým vyšetřováním jsou zapotřebí další výpočty stability a elektronické struktury BiH 3 , McH 3 , PoH 2 a LvH 2 . Očekává se však, že moscovium a livermorium budou dostatečně těkavé jako čisté prvky, aby mohly být v blízké budoucnosti chemicky vyšetřeny. Izotopy moscovia 288 Mc, 289 Mc a 290 Mc mohou být chemicky vyšetřovány současnými metodami, ačkoli jejich krátké poločasy by to činily náročným. Moscovium je nejtěžší prvek, který poznal izotopy, které jsou dostatečně dlouhé pro chemické experimenty.

Viz také

Poznámky

Reference

Bibliografie

externí odkazy