镆

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镆   115Mc
氢（非金属） 氦（惰性气体）
锂（碱金属） 铍（碱土金属） 硼（类金属） 碳（非金属） 氮（非金属） 氧（非金属） 氟（卤素） 氖（惰性气体）
钠（碱金属） 镁（碱土金属） 铝（贫金属） 硅（类金属） 磷（非金属） 硫（非金属） 氯（卤素） 氩（惰性气体）
钾（碱金属） 钙（碱土金属） 钪（过渡金属） 钛（过渡金属） 钒（过渡金属） 铬（过渡金属） 锰（过渡金属） 铁（过渡金属） 钴（过渡金属） 镍（过渡金属） 铜（过渡金属） 锌（过渡金属） 镓（贫金属） 锗（类金属） 砷（类金属） 硒（非金属） 溴（卤素） 氪（惰性气体）
铷（碱金属） 锶（碱土金属） 钇（过渡金属） 锆（过渡金属） 铌（过渡金属） 钼（过渡金属） 锝（过渡金属） 钌（过渡金属） 铑（过渡金属） 钯（过渡金属） 银（过渡金属） 镉（过渡金属） 铟（贫金属） 锡（贫金属） 锑（类金属） 碲（类金属） 碘（卤素） 氙（惰性气体）
铯（碱金属） 钡（碱土金属） 镧（镧系元素） 铈（镧系元素） 镨（镧系元素） 钕（镧系元素） 钷（镧系元素） 钐（镧系元素） 铕（镧系元素） 钆（镧系元素） 铽（镧系元素） 镝（镧系元素） 钬（镧系元素） 铒（镧系元素） 铥（镧系元素） 镱（镧系元素） 镥（镧系元素） 铪（过渡金属） 钽（过渡金属） 钨（过渡金属） 铼（过渡金属） 锇（过渡金属） 铱（过渡金属） 铂（过渡金属） 金（过渡金属） 汞（过渡金属） 铊（贫金属） 铅（贫金属） 铋（贫金属） 钋（贫金属） 砹（类金属） 氡（惰性气体）
钫（碱金属） 镭（碱土金属） 锕（锕系元素） 钍（锕系元素） 镤（锕系元素） 铀（锕系元素） 镎（锕系元素） 钚（锕系元素） 镅（锕系元素） 锔（锕系元素） 锫（锕系元素） 锎（锕系元素） 锿（锕系元素） 镄（锕系元素） 钔（锕系元素） 锘（锕系元素） 铹（锕系元素） 𬬻（过渡金属） 𬭊（过渡金属） 𬭳（过渡金属） 𬭛（过渡金属） 𬭶（过渡金属） 鿏（预测为过渡金属） 𫟼（预测为过渡金属） 𬬭（预测为过渡金属） 鿔（过渡金属） 鿭（预测为贫金属） 𫓧（贫金属） 镆（预测为贫金属） 𫟷（预测为贫金属） 鿬（预测为卤素） 鿫（预测为惰性气体）
铋
↑
镆
↓
(Uhp)
𫓧 ← 镆 → 𫟷
概况
名称·符号·序数镆（Moscovium）·Mc·115
元素类别未知
可能为贫金属
族·周期·区15 ·7·p
标准原子质量[288]
电子排布[Rn] 5f14 6d10 7s2 7p3
（预测[1]）
2, 8, 18, 32, 32, 18, 5
（预测）
镆的电子层（2, 8, 18, 32, 32, 18, 5 （预测））
镆的电子层（2, 8, 18, 32, 32, 18, 5
（预测））
历史
发现联合核研究所及劳伦斯利福摩尔国家实验室（2003年）
物理性质
物态固体（预测）[1]
密度（接近室温）
11（预测）[1] g·cm−3
熔点~700 K，~400 °C，~750（预测）[1] °F
沸点~1400 K，~1100 °C，~2000（预测）[1] °F
蒸气压
原子性质
氧化态1, 3（预测）[1]
电离能第一：538.4（预测）[1] kJ·mol−1
原子半径200（预测）[1] pm
共价半径162（估值）[2] pm
杂项
CAS号54085-64-2
最稳定同位素
主条目：镆的同位素
同位素 丰度 半衰期 (t1/2) 衰变
方式 能量（MeV） 产物
290Mc syn 16 ms α 9.95 286Nh
289Mc syn 169 ms α 10.31 285Nh
288Mc syn 173 ms α 10.46 284Nh
287Mc syn 32 ms α 10.59 283Nh

镆（拼音：mò，注音：ㄇㄛˋ，粤拼：mok6，音同“莫”；英语：Moscovium），是一种放射性人工合成化学元素，其化学符号为Mc，原子序数为115。镆最早在俄国杜布纳联合原子核研究所（JINR），由一组俄国及美国科学家组成的团队所合成。2015年12月，其被国际纯化学和应用化学联合会（IUPAC）和国际纯粹与应用物理学联合会（IUPAP）的联合工作团队认定为四个新元素之一，于2016年11月28日，正式以莫斯科州之名，命名此元素为镆，而莫斯科州正是杜布纳联合原子核研究所的所在地[3][4]。

镆是一种具高度放射性的元素，其存在最稳定的同位素，镆-290的半衰期仅0.65秒[5]。 镆在元素周期表中，隶属于p区的锕系后元素，其位于第七周期，第15族，为最重的氮族元素，但其是否与同族中原子序较大的铋金属有相似的化学特性尚未被证实，理论上其应具有与同族中原子序较小的元素（氮、磷、砷、锑）有类似的化性，但是因镆为后过渡金属，其与同族的元素间相比，应具有不少关键性差异。镆原子理应与铊原子有显著的相似性质，是由于两者在准闭合壳层之外，皆具有一个不太被束缚的电子。至今约100个镆原子被侦测到，而所有原子的质量数，皆介于287至290间。

历史

发现

Ca-48离子加速撞击Am-243目标原子的模拟图。

2004年2月2日，由俄罗斯杜布纳联合核研究所和美国劳伦斯利福摩尔国家实验室联合组成的科学团队在《物理评论快报》上表示成功合成了镆。[6][7]他们使用48Ca离子撞击243Am目标原子，产生了4个镆原子。这些原子通过发射α粒子，衰变为284Nh，需时约100毫秒。

美俄科学家的这次合作计划也对衰变产物268Db进行了化学实验，并证实发现了Uut。科学家在2004年6月和2005年12月的实验中，通过量度自发裂变成功确认了𬭊同位素。[8][9]数据中的半衰期和衰变模式都符合理论中的268Db，证实了衰变来自于原子序为115的主原子核。但是在2011年，IUPAC认为该结果只是初步的，不足以称得上是一项发现[10]。

2013年，由瑞典隆德大学核物理学家Dirk Rudolph领导的团队在德国达姆施塔特GSI亥姆霍兹重离子研究中心，通过将钙同位素撞击镅的方法再次合成了镆[10]。

命名

镆最先被称为“eka-铋”。Ununpentium是该元素获得正式命名之前，IUPAC元素系统命名法所赋予的临时名称。研究人员一般称之为“元素115”。

命名提议

115号元素主要有两个命名提议，一个是根据法国物理学家保罗·朗之万命名为langevinium[11]，另一个提议是根据Dubna研究所所在地莫斯科州命名为moscovium[12][13]。IUPAC于2016年11月28日正式采用后者。[14]

中文名称

2017年1月15日，中华人民共和国全国科学技术名词审定委员会联合国家语言文字工作委员会组织化学、物理学、语言学界专家召开了113号、115号、117号、118号元素中文定名会，将此元素命名为镆（读音同“漠”）。[15]

2017年4月5日，台湾“国家教育研究院”的化学名词审译委员会审译修正通过之“化学元素一览表”将此元素命名为“鏌”，音同“莫”。[16]

未来实验

Flerov核反应实验室有计划研究较轻的镆同位素，所用反应为：241Am + 48Ca。[17]

同位素与核特性

核合成

能产生Z=115复核的目标、发射体组合

下表列出各种可用以产生115号元素的目标、发射体组合。

目标 发射体 CN 结果
208Pb 75As 283Mc 至今失败
232Th 55Mn 287Mc 至今失败
238U 51V 289Mc 至今失败
237Np 50Ti 287Mc 至今失败
244Pu 45Sc 289Mc 至今失败
243Am 48Ca 291Mc 反应成功
241Am 48Ca 289Mc 至今失败
248Cm 41K 289Mc 至今失败
250Cm 41K 291Mc 至今失败
249Bk 40Ar 289Mc 至今失败
249Cf 37Cl 286Mc 至今失败
251Cf 37Cl 288Mc 尚未尝试

热聚变

238U(51V,xn)289−xMc

有强烈证据显示重离子研究所在2004年底一项氟化铀(IV)实验中曾进行过这个反应。他们并未发布任何报告，因此可能并未探测到任何产物原子，这是团队意料之内的。[18]

243Am(48Ca,xn)291−xMc (x=3,4)

杜布纳团队首先在2003年7月至8月进行了该项反应。在两次分别进行的实验中，他们成功探测到3个288Mc原子与一个287Mc原子。2004年6月，他们进一步研究这项反应，目的是要在288Mc衰变链中隔离出268Db。团队在2005年8月重复进行了实验，证实了衰变的确来自268Db。

同位素发现时序

同位素 发现年份 核反应
287Mc 2003年 243Am(48Ca,4n)
288Mc 2003年 243Am(48Ca,3n)
289Mc 2009年 249Bk(48Ca,4n)
290Mc 2009年 249Bk(48Ca,3n)

同位素产量

热聚变

下表列出直接合成镆的热聚变核反应的截面和激发能量。粗体数据代表从激发函数算出的最大值。+代表观测到的出口通道。

发射体 目标 CN 2n 3n 4n 5n
48Ca 243Am 291Mc 3.7 pb, 39.0 MeV 0.9 pb, 44.4 MeV

理论计算

衰变特性

利用量子穿隧模型的理论计算支持实验得出的α衰变数据。[19]

蒸发残留物截面

下表列出各种目标-发射体组合，并给出最高的预计产量。

MD = 多面；DNS = 双核系统；σ = 截面

目标 发射体 CN 通道（产物） σmax 模型 参考资料
243Am 48Ca 291Mc 3n (288Mc) 3 pb MD [20]
243Am 48Ca 291Mc 4n (287Mc) 2 pb MD
243Am 48Ca 291Mc 3n (288Mc) 1 pb DNS [21]
242Am 48Ca 290Mc 3n (287Mc) 2.5 pb DNS

化学属性

推算的化学属性

氧化态

镆预计为7p系的第3个元素，是元素周期表中15 (VA)族最重的成员，位于铋之下。这一族的氧化态为+V，但稳定性各异。氮的+V态大多是像N2O5这样的分子的形式氧化态，实际上极难形成，因为它有较低的d轨道，而且氮原子容纳不下5个配体。磷、砷和锑能够表现出明显的+V态特性，但铋却很难达到该氧化态，因为其6s2电子不易参与形成化学键。这个现象称为“惰性电子对效应”，一般与6s电子轨道的相对论性稳定性相关。镆预计会延续这个趋势，并只会具有+III和+I氧化态。氮(I)和铋(I)也存在，但较罕见，而镆(I)很可能会有一些独特的属性，[22]可能比起铋(I)更像铊(I)。[23]由于自旋轨道耦合作用，𫓧可能会有完整的轨道，并具有类似惰性气体的属性。这样的话，镆可能只有一颗价电子，因为Mc+离子会和𫓧有相同的电子排布。

参考资料

  1. ↑ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 Haire, Richard G. Transactinides and the future elements. Morss; Edelstein, Norman M.; Fuger, Jean (编). The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements 3rd. Dordrecht, The Netherlands: Springer Science+Business Media. 2006. ISBN 1-4020-3555-1. 
  2. ↑ Chemical Data. Ununpentium - Uup , Royal Chemical Society
  3. ↑ Staff  . IUPAC Announces the Names of the Elements 113, 115, 117, and 118. IUPAC. 2016-11-30 [2016-12-01]. 
  4. ↑ IUPAC Is Naming The Four New Elements Nihonium, Moscovium, Tennessine, And Oganesson. IUPAC. 2016-06-08 [2016-06-08]. 
  5. ↑ Oganessian, Y.T. Super-heavy element research. Reports on Progress in Physics. 2015, 78 (3): 036301. doi:10.1088/0034-4885/78/3/036301. 
  6. ↑ Oganessian, Yu. Ts.; Utyonkoy, V.; Lobanov, Yu.; Abdullin, F.; Polyakov, A.; Shirokovsky, I.; Tsyganov, Yu.; Gulbekian, G.; Bogomolov, S. Experiments on the synthesis of element 115 in the reaction 243Am(48Ca,xn)291?x115. Physical Review C. 2004, 69: 021601. doi:10.1103/PhysRevC.69.021601. 
  7. ↑ Oganessian; et al. Experiments on the synthesis of element 115 in the reaction 243Am(48Ca,xn)291−x115"] (PDF). JINR preprints. 2003 [2011-06-03]. 
  8. ↑ Oganessian; et al. Results of the experiment on chemical identification of db as a decay product of element 115 (PDF). JINR preprints. 2004 [2011-06-03]. 
  9. ↑ Oganessian, Yu. Ts. Synthesis of elements 115 and 113 in the reaction ^{243}Am+^{48}Ca. Physical Review C. 2005, 72: 034611. doi:10.1103/PhysRevC.72.034611. 
  10. ↑ 10.0 10.1 瑞典科学家宣称确认115号元素存在. 科学网. 2013-08-29 [2013-10-23]. 
  11. ↑ 115-ый элемент Унунпентиум может появиться в таблице Менделеева. oane.ws. 2013-08-28 [2015-09-23] （俄语）. В свою очередь, российские физики предлагают свой вариант – ланжевений (Ln) в честь известного французского физика-теоретика прошлого столетия Ланжевена. 
  12. ↑ Fedorova, Vera. Весенняя сессия Комитета полномочных представителей ОИЯИ. JINR. Joint Institute for Nuclear Research. 2011-03-30 [2015-09-22] （俄语）. 
  13. ↑ Zavyalova, Victoria. Element 115, in Moscow's name. Russia & India Report. 2015-08-25 [2015-09-22]. 
  14. ↑ Elements 113, 115, 117, and 118 are now formally named nihonium (Nh), moscovium (Mc), tennessine (Ts), and oganesson (Og). IUPAC. 2016-11-30 [2016-11-30]. 
  15. ↑ 全国科技名词委联合国家语言文字工作委员会召开113号、115号、117号、118号元素中文定名会. [2017-02-16]. 
  16. ↑ 本院化學名詞審譯委員會審譯修正通過之「化學元素一覽表」，歡迎使用並提供寶貴建議。. 国家教育研究院. 2017-04-05 [2017-04-17]. 
  17. ↑ Study of heavy and superheavy nuclei (see experiment 1.5). [2011-06-03]. 
  18. ↑ List of experiments 2000–2006. [2011-06-03]. 
  19. ↑ C. S1¥amanta, P. Roy Chowdhury and D.N. Basu. Predictions of alpha decay half lives of heavy and superheavy elements. Nucl. Phys. A. 2007, 789: 142–154. doi:10.1016/j.nuclphysa.2007.04.001. 
  20. ↑ Zagrebaev, V. Fusion-fission dynamics of super-heavy element formation and decay (PDF). Nuclear Physics A. 2004, 734: 164 [2011-06-03]. doi:10.1016/j.nuclphysa.2004.01.025. 
  21. ↑ Feng, Z; Jin, G; Li, J; Scheid, W. Production of heavy and superheavy nuclei in massive fusion reactions. Nuclear Physics A. 2009, 816: 33. arXiv:0803.1117 可免费查阅. doi:10.1016/j.nuclphysa.2008.11.003. 
  22. ↑ Keller, O. L., Jr.; C. W. Nestor, Jr. Predicted properties of the superheavy elements. III. Element 115, Eka-bismuth. Journal of Physical Chemistry. 1974, 78: 1945. doi:10.1021/j100612a015. 
  23. ↑ 引用错误：<ref>标签无效；未给name（名称）为Fricke1975的ref（参考）提供文本

外部链接

元素周期表
  IA
1 		IIA
2 		IIIB
3 		IVB
4 		VB
5 		VIB
6 		VIIB
7 		VIIIB
8 		VIIIB
9 		VIIIB
10 		IB
11 		IIB
12 		IIIA
13 		IVA
14 		VA
15 		VIA
16 		VIIA
17 		VIIIA
18
1 H   He
2 Li Be   B C N O F Ne
3 Na Mg   Al Si P S Cl Ar
4 K Ca   Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
5 Rb Sr   Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
6 Cs Ba La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
7 Fr Ra Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og
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