Моско́вий ( 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 ²⁹⁰ Mc ( период полураспада оценивается в 0,84 ± 0,36 с ), атомная масса этого нуклида равна 290,19624(64) а. е. м. . Искусственно синтезированный радиоактивный элемент, в природе не встречается .

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 . 28 ноября 2016 года ИЮПАК утвердил для 115-го элемента название «московий» .

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 . 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 ²⁸⁸ Mc и одно ядро ²⁸⁷ Mc. 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 ²⁸⁸ 115 → ²⁸⁴ 113 → ²⁸⁰ 111 → ²⁷⁶ 109 → ²⁷² 107 → ²⁶⁸ 105, долгоживущего (около 28 часов) изотопа ²⁶⁸ Db . Эксперименты, в которых было исследовано ещё 20 событий, подтвердили синтез 115-го и 113-го элементов .

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 ²⁸⁹ Mc (ранее он наблюдался только как результат радиоактивного распада 117-го элемента) .

В 2013 году международная группа ученых во главе с физиками из Лундского университета (Швеция) подтвердила существование изотопа ²⁸⁸ Mc. 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 . В 2015 году такой же синтез успешно повторили в Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли , получив 46 атомов ²⁸⁸ Mc .

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 .

30 декабря 2015 года ИЮПАК официально признал открытие 115-го элемента и приоритет в этом учёных из ОИЯИ и Ливерморской национальной лаборатории . 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.

Получение

Изотопы московия были получены в результате ядерных реакций :

${\displaystyle {\ce {{^{243}_{95}Am}+{^{48}_{20}Ca}->{^{289}_{115}Mc}+2{^{1}_{0}n}}}}$

${\displaystyle {\ce {{^{243}_{95}Am}+{^{48}_{20}Ca}->{^{288}_{115}Mc}+3{^{1}_{0}n}}}}$

${\displaystyle {\ce {{^{243}_{95}Am}+{^{48}_{20}Ca}->{^{287}_{115}Mc}+4{^{1}_{0}n}}}}$ ,

${\displaystyle {\ce {{^{243}_{95}Am}+{^{48}_{20}Ca}->{^{286}_{115}Mc}+5{^{1}_{0}n}}}}$ ,

а также в результате альфа-распада изотопов теннессина :

${\displaystyle {\ce {^{293}_{117}{Ts}\to _{115}^{289}{Mc}+_{2}^{4}{He}}}}$ ,

${\displaystyle {\ce {^{294}_{117}{Ts}\to _{115}^{290}{Mc}+_{2}^{4}{He}}}}$ .

Физические свойства

Предполагается, что московий — непереходный металл , похожий на висмут . Плотность его ожидается на уровне 13,5 г/см ³ , 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 . 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 7 p 2
1/2 -подоболочки валентных электронов .

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 .

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 7s ² , на распаривание которой будет требоваться слишком большое количество энергии. Как следствие, +1 и +3 будут единственными двумя возможными степенями окисления московия .

Известные изотопы

Изотоп	Масса	Период полураспада	Тип распада
287 Mc	287	37 +44 −13 мс	α-распад в 283 Nh
288 Mc	288	164 +30 −21 мс	α-распад в 284 Nh
289 Mc	289	330 +120 −80 мс	α-распад в 285 Nh
290 Mc	290	650 +490 −200 мс	α-распад в 286 Nh

Примечания

Ссылки