镆

化學元素
镆(Moscovium),是一種人工合成的放射性金屬元素,原子序數是115,弱金屬之一。
  • 中文名:镆
  • 外文名:Moscovium
  • 别名:Uup
  • 化學式:Mc
  • 熔點:400
  • 沸點:1100
  • 外觀:未知,可能為金屬;銀白色或灰色
  • 相對原子質量:288
  • 核内質子數:115
  • 核電字數:115
  • 電子能級排布:2、8、18、32、32、18、5
  • 價電子排布:可能為[Rn]5f¹⁴6d¹⁰7s²7p³

簡介

Mc是元素周期表VA族中最重的元素,但是由于還沒有足夠穩定的Mc同位素,因此并未能通過化學實驗來驗證其特性。

2016年6月8日,國際純粹與應用化學聯合會宣布,将合成化學元素第115号(Mc)提名為化學新元素。該元素由勞倫斯利弗莫爾國家實驗室、橡樹嶺國家實驗室和俄羅斯的科學家聯合合成,他們将115号元素命名為以“莫斯科”英文地名拼寫為開頭的Moscovium(縮寫Mc)

2017年5月9日,中國科學院、國家語言文字工作委員會、全國科學技術名詞審定委員會在北京聯合召開發布會,正式向社會發布115号元素“镆”(讀音mò)。

發現曆史

瑞典Lund大學科學家領導的一個國際團隊确認了俄羅斯Dubna聯合核研究所在2003年發現的115号元素。研究報告發表在《PhysicalReviewLetters》上。新的超重元素具有高放射性,會在不到一秒時間内衰減成一個更輕的原子。研究人員通過用鈣離子轟炸镅薄膜,測量與新元素α衰變有關的光子。

2004年2月2日,由杜布納聯合核研究所和勞倫斯利弗莫爾國家實驗室聯合組成的科學團隊在《物理評論快報》上表示成功合成了Mc。他們使用鈣離子撞擊锔原子,産生了4個镆原子。這些原子通過發射α粒子,衰變為Nh,需時約100毫秒。

美俄科學家的這次合作計劃也對衰變産物Db進行了化學實驗,并證實發現了Uut。科學家在2004年6月和2005年12月的實驗中,通過量度自發裂變成功确認了同位素。數據中的半衰期和衰變模式都符合理論中的Db,證實了衰變來自于原子序數為115的主原子核。

2016年6月8日,國際純粹與應用化學聯合會宣布,将合成化學元素第115号(Mc)提名為化學新元素。該元素由勞倫斯利弗莫爾國家實驗室、橡樹嶺國家實驗室和俄羅斯的科學家聯合合成,他們将115号元素命名為以“莫斯科”英文地名拼寫為開頭的Moscovium(縮寫Mc)

2017年1月15日,全國科學技術名詞審定委員會聯合國家語言文字工作委員會組織化學、物理學、語言學界專家召開了113号、115号、117号、118号元素中文定名會。經過參會專家熱烈讨論和投票表決,第115号元素Moscovium的中文名正式被定為镆,需經上報教育部批準後正式公布。

2017年5月9日,中國科學院、國家語言文字工作委員會、全國科學技術名詞審定委員會在北京聯合召開發布會,正式向社會發布115号元素“镆”。

第115号元素暫時使用Mc這個英文簡稱,它具有高放射性,會在不到一秒時間内衰變成其他元素。

瑞典隆德大學的迪爾克·魯道夫教授等人報告說,他們用含有20個質子的鈣離子轟擊含有95個質子的镅元素的薄膜,再次合成得到第115号元素。

化學元素是具有相同核電荷數的同一類原子的總稱。序号在92以後的重元素在自然界中難以穩定存在,隻能人工合成。

Flerov核反應實驗室有計劃研究較輕的镆同位素,所用反應為:Am+Ca→Mc。

核合成

能産生Z=115複核的目标、發射體組合

下表列出各種可用以産生115号元素Mc的目标、發射體組合

目标

發射體

CN

結果

208Pb

75As

283Mc

至今失敗

232Th

55Mn

287Mc

至今失敗

238U

51V

289Mc

至今失敗

237Np

50Ti

287Mc

至今失敗

244Pu

45Sc

289Mc

至今失敗

243Am

48Ca

291Mc

反應成功

241Am

48Ca

289Mc

至今失敗

248Cm

41K

289Mc

至今失敗

250Cm

41K

291Mc

至今失敗

249Bk

40Ar

289Mc

至今失敗

249Cf

37Cl

286Mc

至今失敗

251Cf

37Cl

288Mc

尚未嘗試

熱聚變U(V,xn)Mc

有強烈證據顯示重離子研究所在2004年底一項氟化鈾(IV)實驗中曾進行過這個反應。他們并未發布任何報告,因此可能并未探測到任何産物原子,這是團隊意料之内的。

Am(Ca,xn)Mc(x=3,4)

杜布納團隊首先在2003年7月至8月進行了該項反應。在兩次分别進行的實驗中,他們成功探測到3個Mc原子與一個Mc原子。2004年6月,他們進一步研究這項反應,目的是要在Mc衰變鍊中隔離出Db。團隊在2005年8月重複進行了實驗,證實了衰變的确來自Db。

豐度

半衰期

衰變方式

衰變能量(MeV)

衰變産物

290Mc

人工元素

0.8s

α

9.95

286Nh

289Mc

人工元素

0.3s

α

10.31

285Nh

288Mc

人工元素

0.2s

α

10.46

284Nh

287Mc

人工元素

40ms

α

10.59

283Nh

同位素

理論計算

衰變特性

利用量子穿隧模型的理論計算支持實驗得出的α衰變量據。

蒸發殘留物截面

MD=多面;DNS=雙核系統;σ=截面

目标

發射體

CN

通道(産物)

σmax

模型

243Am

48Ca

291Mc

3n(288Mc)

3pb

MD

243Am

48Ca

291Mc

4n(287Mc)

2pb

MD

243Am

48Ca

291Mc

3n(288Mc)

1pb

DNS

242Am

48Ca

290Mc

3n(287Mc)

2.5pb

DNS

合成

俄羅斯杜布納聯合核研究所2003年9月24日發布消息稱,他們已成功合成了門捷列夫元素周期表上的第115号元素,并再次證實了原子核物理中的“穩定島”假說。

針對衰變産物的進一步研究應該為研究極重核物質提供新的視角,一些極重核物質偏離了原子核原本的球形形狀,呈現出其他的形态,包括扁圓形、扁長形以及最近出現的梨形。

為了合成115号元素,尤裡·奧加涅相院士領導的科研小組用加速到1/10光速的鈣離子(20号)轟擊用镅元素(95号)制成的靶,并在分離115号元素的原子核後進行了衰變記錄。3次實驗記錄的原子核衰變過程完全一樣:經過5次持續時間大約20秒左右的α衰變後,得到了105号元素钅杜的同位素,存在的時間超過了20小時,從而再次證實了“穩定島”假說。

合成115号元素的工作是在2003年的7月14日至8月10日在杜布納聯合核研究所的加速器上進行的。

在德國達姆施塔特市GSI亥姆霍茲重離子研究中心,由瑞典隆德大學核物理學家DirkRudolph領導的團隊通過将鈣同位素粉碎成镅的方法合成了115号元素。科學家通過檢測阿爾法粒子和X射線的釋放以記錄衰變産物。

2011年,命名新元素的國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)認為,該結果隻是初步的,不足以稱得上是一項發現,盡管杜布納核反應Flerov實驗室是114号元素和116号元素的共同發現者之一。

Mc預計為7p系的第3個元素,是元素周期表中15(VA)族最重的成員,位于铋之下。這一族的最高氧化态為+5,但穩定性各異。氮的+5态很難形成,因為它有較低的d-電子軌域,而且氮原子容納不下5個配體。磷、砷和銻能夠表現出明顯的+5态特性,铋卻很難達到該氧化态,因為其6s電子不易參與形成化學鍵。這個現象稱為“惰性電子對效應”,一般與6s電子軌域的相對論性穩定性相關。Mc預計會延續這個趨勢,并隻會具有+3和+1氧化态。氮(I)H和铋(I)也存在,但較罕見,而Mc(I)很可能會有一些獨特的屬性。由于自旋軌道耦合作用,Fl可能會有完整的軌域,并具有類似惰性氣體的屬性。的話,Mc可能隻有一顆價電子,因為Mc離子會和Fl有相同的電子排布。

名稱

符号

序數

周期

元素分區

Mc

115

VA族

7

p

命名

2016年6月8日,總部位于瑞士蘇黎世的國際純粹與應用化學聯合會宣布,将第115号元素Moscovium(Mc)提名為化學新元素。115号元素由美國勞倫斯利弗莫爾國家實驗室、橡樹嶺國家實驗室和俄羅斯的科學家聯合合成,他們将該元素命名為以“莫斯科”英文地名拼寫為開頭的moscovium(縮寫Mc),中文漢字推測為镆。

元素Mc将接受為期5個月的公衆評議。按計劃,該組織理事會将在2016年11月初正式批準4種新元素加入化學元素周期表大家庭。

2017年1月15日,全國科學技術名詞審定委員會聯合國家語言文字工作委員會組織化學、物理學、語言學界專家召開了113号、115号、117号、118号元素中文定名會。經過參會專家熱烈讨論和投票表決,形成了113号、115号、117号、118号元素中文定名方案,其中第115号元素Moscovium的中文名正式被定為镆,需經上報教育部批準後正式公布。

意義

Nh、Mc、Ts、Og這4種新元素将完成元素周期表中第七周期元素的排列,并為尋找元素“穩定島”提供證據。元素周期表隻有七行,其中第七行中原子序數在93号及以上的元素都在自然界中不穩定,是人工合成的。然而核物理學家早就預言說,可能存在一個超重“穩定島”,島内元素原子的質子和中子數量超越元素周期表内的元素,但十分穩定。

相關詞條

相關搜索

其它詞條