Moskovij

Moskovij je vještački superteški hemijski element sa hemijskim simbolom Mc i atomskim brojem 115. Prvi put je sintetiziran 2003. godine, kada ga je proizveo zajednički tim američkih i ruskih naučnika pri Udruženom institutu za nuklearna istraživanja (JINR) u ruskom gradu Dubna. U decembru 2015. zajednička komisija IUPAC/IUPAP je priznala moskovij kao jedan od četiri nova elementa. Zvanično je 28. novembra 2016. dobio ime po Moskovskoj oblasti, gdje se nalazi i sjedište JINR.^[6][7][8]

Moskovij,  ₁₁₅Mc

Moskovij u periodnom sistemu
↓                                                                     ↓                                                             →                                                             →
Hemijski element, Simbol, Atomski broj	Moskovij, Mc, 115
Serija	Metali
Grupa, Perioda, Blok	15, 7, p
Izgled	-
Zastupljenost	0 %
Atomske osobine
Atomska masa	oko 288 u
Atomski radijus (izračunat)	187 (?)[1][2] (-) pm
Kovalentni radijus	156–158 (ekstrapolirano)[3] pm
Van der Waalsov radijus	? pm
Elektronska konfiguracija	[Rn] 5f146d107s27p3 (?)
Broj elektrona u energetskom nivou	2, 8, 18, 32, 32, 18, 5
1. energija ionizacije	538,4 (?)[2] kJ/mol
2. energija ionizacije	1756,0 (?)[1] kJ/mol
3. energija ionizacije	2653,3 (?)[1] kJ/mol
Fizikalne osobine
Agregatno stanje	čvrsto (?)[2]
Gustoća	13500 (?)[1] kg/m3
Magnetizam	?
Tačka topljenja	670 (?)[1][2] K (400 °C)
Tačka ključanja	~1400 (?)[2] K (~1100 °C)
Molarni volumen	? m3/mol
Toplota isparavanja	138 (?)[1] kJ/mol
Toplota topljenja	5,90–5,98 (ekstrapolirano)[3] kJ/mol
Brzina zvuka	? m/s
Hemijske osobine
Oksidacioni broj	1, 3 (?)[1][2]
Oksid	?
Elektrodni potencijal	?
Elektronegativnost	? (Pauling-skala)
Izotopi
Izo RP t1/2 RA ER (MeV) PR 287Mc sin 32 ms α 11,3 283Nh 288Mc sin 87 ms α 11,0 284Nh 289Mc sin 220 ms[4] α 10,6 285Nh 290Mc sin 23 ms α 10,3 286Nh 291Mc sin  ? α 10,0 287Nh
Sigurnosno obavještenje
Oznake upozorenja Oznaka upozorenja nepoznata[5]
Obavještenja o riziku i sigurnosti	R: nema oznaka upozorenja R S: nema oznake upozorenja S
Ostala upozorenja
Radioaktivnost
Radioaktivni element Radioaktivni element
Ako je moguće i u upotrebi, koriste se osnovne SI jedinice. Ako nije drugačije označeno, svi podaci dobijeni su mjerenjima u normalnim uvjetima.

Moskovij je ekstremno radioaktivni element, a njegov najstabilniji poznati izotop moskovij-290 ima vrijeme poluraspada od samo 0,8 sekundi.^[4] U periodnom sistemu nalazi se u p-bloku transaktinoidnih elemenata. Član je 7. periode i smješten je u 15. grupu kao najteži pniktogeni element, mada do danas nije dokazano da bi se on mogao ponašati kao teži homolog pniktogena bizmuta. Proračuni pokazuju da bi moskovij mogao imati neke osobine slične svojim lakšim homolozima: dušiku, fosforu, arsenu, antimonu i bizmutu, te da bi također mogao biti i postprelazni metal, mada postoje i određene pretpostavke da bi između moskovija i njegovih lakših homologa moglo biti velikih razlika. Do danas (stanje: mart 2018) proizvedeno je oko 100 atoma moskovija, a svi oni imaju masene brojeve između 287 i 290.

Ranije privremeno ime koje mu je dodijelio IUPAC bilo je ununpentij. Također je poznat i kao Mendeljejev eka-bizmut ili jednostavno kao element 115.

Historija

Dana 2. februara 2004. godine tim sastavljen od ruskih naučnika sa Instituta za ispitivanje atoma iz Dubne i američkih naučnika iz Lawrence Livermore National Laboratory objavio je da je uspio otkriti ovaj element. Kako je objavljeno, oni su bombardirali izotop americija-242 ionima kalcija-48 te dobili četiri atoma moskovija. Ti atomi su se raspali putem emisije alfa-čestica na nihonij za oko 100 milisekundi.^[9][10]

243
95Am + 48
20Ca → 115
288Mc + 3 1
0n → 113
284Nh + α

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

U augustu 2013. tim istraživača na švedskom univerzitetu Lund objavili su da su ponovili eksperiment iz 2004. i potvrdili da su došli do istog rezultata kao i naučnici u Dubni.^[11][12] Istraživači pri Društvu za istraživanje teških iona (Gesellschaft für Schwerionenforschung, GSI) u Darmstadtu, Njemačka potvrdili su još jedan uspješan eksperiment samo dvije sedmice kasnije, 10. septembra 2013.^[13] Nakon ovih potvrda otkrića elementa, IUPAC je u decembru 2016. ovom elementu dodijelio ime moskovij

Osobine

Za moskovij se očekuje da se nalazi u središtu pretpostavljenog "ostrva stabilnosti", koje se proteže od kopernicija (element 112) do flerovija (element 114). Međutim, razlozi postojanja ili nepostojanja ovog "ostrva" još uvijek nisu dovoljno razjašnjeni.^[14][15] Zbog očekivanih visokih ograničenja fisije, bilo koje atomsko jezgro unutar ovog "ostrva stabilnosti" isključivo bi se raspadalo alfa raspadom i, možda dosta rjeđe, elektronskim zahvatom i beta raspadom.^[1] Iako do danas poznati izotopi moskovija zapravo nemaju dovoljno neutrona da bi bili na "ostrvu stabilnosti", oni se mogu posmatrati kao "približavanje ostrvu", jer općenito teži izotopi su uglavnom duže živući.^[4][16]

Hipotetski izotop ²⁹¹Mc je posebno zanimljiv slučaj je on ima samo jedan neutron više od najtežeg poznatog izotopa moskovija ²⁹⁰Mc. Postoje pretpostavke da bi on mogao biti sintetiziran kao "kćerka" izotop tenesina ²⁹⁵Ts, a koji bi se dalje mogao dobiti reakcijom ²⁴⁹Bk(⁴⁸Ca,2n)²⁹⁵Ts.^[14] Izračuni pokazuju da bi se on mogao raspadati elektronskim zahvatom ili emisijom pozitrona, pored osnovnog načina alfa raspada, te da bi također mogao imati relativno dugo vrijeme poluraspada od nekoliko sekundi. Ovim bi se moglo dobiti izotope ²⁹¹Fl, ²⁹¹Nh i, konačno, ²⁹¹Cn za koje se očekuje da bi mogao biti u središtu "ostrva stabilnosti", sa pretpostavljenim vremenom poluraspada od oko 1200 godina, što bi ujedno bilo najrealniji ishod dosega "ostrva" pomoću trenutno dostupne tehnologije. Mogući nedostaci su poprečni presjek proizvodnje u reakciji ²⁹⁵Ts, za koji se očekuje da bi bio izrazito mali, a osobine raspada superteških jezgara ovako blizu granice beta stabilnosti većim dijelom su neistražene.^[14]

Druge mogućnosti za sintezu nekog jezgra na "ostravu stabilnosti" uključuje kvazifisiju (djelimičnu fuziju nakon koje slijedi fisija) nekog masivnog jezgra.^[17] Takva atomska jezgra najčešće se raspadaju, potiskujući dvostruke magične ili približno dvostruke magične fragmente kao što su izotopi kalcij-40, kalaj-132, olovo-208 ili bizmut-209.^[18] Nedavno je otkriveno da bi se reakcije višenukleonskog transfera sa kolizijom (sudarom) aktinoidnih jezgara (kao što su uranij i kirij) mogle koristiti za sintezu superteških jezgara bogatih neutronima koja se nalaze na "ostrvu stabilnosti",^[17] iako je više vjerovatan nastanak lakših elemenata nobelija ili siborgija.^[14]

U periodnom sistemu elemenata, moskovij je član 15. grupe, takozvanih pniktogena, ispod dušika, fosfora, arsena, antimona i bizmuta. Svaki prethodni pniktogen sadrži pet elektrona u svojoj valentnoj ljusci, formirajući konfiguraciju valentnih elektrona ns²np³. U slučaju moskovija, taj trend bi se trebao nastaviti a predviđa se da bi njegova konfiguracija valentnih elektrona glasila 7s²7p³;^[2] stoga bi se on mogao u mnogim fizičkih i hemijskim aspektima mogao ponašati dosta slično svojim lakšim kongenerima. Međutim, moguće je također i da se jave značajne razlike između njih, a čiji uzroci bi bili spin-orbitalna interakcija, odnosno međusobna interakcija između kretanja i spina elektrona. Takva interakcija je naročito izražena i snažna kod superteških elemenata jer se njihovi elektroni kreću znatno brže od elektrona u lakšim atomima, pri brzinama koje se mogu porediti brzinom svjetlosti.^[19] U vezi sa atomima moskovija, ta pojava bi snizila energetske nivoe 7s i 7p elektrona (stabilizirajući odgovarajuće elektrone), ali bi dva energetska nivoa 7p elektrona bila više stabilizirana od druga četiri nivoa.^[20] Stabilizacija 7s elektrona naziva se efekat inertnog para, koji se ogleda u tome što "trga" 7s podljusku u dijelove među kojima ima nekih koji su više a nekih koji su manje stabilizirani, što se naziva dijeljenje podljuski. Hemičari koji se bave računarskom hemijom smatraju da je takvo dijeljenje promjena drugog azimutalnog kvantnog broja l sa 1 na 1/2 te 3/2 za više ili manje stabilizirane dijelove podljuske 7s, respektivno.^{[19][lower-alpha 1]} Za većinu teoretskih razmatranja, konfiguracija valentnih elektrona može se izraziti tako da reflektira podjelu 7p podljuske na sljedeći način: 7s2
7p2
1/27p1
3/2.^[2] Ovi efekti uzorok su da je hemija moskovija donekle drugačija od hemije njegovih lakših kongenera.

Napomene

1. Kvantni broj odgovara slovu u nazivu elektronske orbitale: 0 odgovara s, 1 slovu p, 2 odgovara d, itd.

Reference

1. Fricke, Burkhard (1975). Superheavy elements: a prediction of their chemical and physical properties. Recent Impact of Physics on Inorganic Chemistry 21: 89–144. doi:10.1007/BFb0116498.
2. Haire, Richard G. (2006). "Transactinides and the future elements". u Morss; Edelstein, Norman M.; Fuger, Jean (ured.). The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements (3 izd.). Dordrecht, Holandija: Springer Science+Business Media. ISBN 1-4020-3555-1.CS1 održavanje: više imena: editors list (link)
3. Bonchev, Danail; Kamenska, Verginia (1981). Predicting the Properties of the 113–120 Transactinide Elements. J. Phys. Chem. 85: 1177–1186. doi:10.1021/j150609a021
4. Oganessian Yuri Ts.; Abdullin F. Sh.; Bailey P. D.; Benker D. E.; Bennett M. E.; Dmitriev S. N.; et al. (9. 4. 2010). "Synthesis of a New Element with Atomic Number Z=117". Physical Review Letters. American Physical Society. 104 (142502). Bibcode:2010PhRvL.104n2502O. doi:10.1103/PhysRevLett.104.142502. PMID 20481935. Eksplicitna upotreba et al. u: |author= (pomoć)CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
5. EU ovaj element još uvijek nije stavila na spisak opasnih elemenata, međutim trenutno nije moguće pronaći pouzdani izvor ili literaturu o opasnim svojstvima ove supstance. Radioaktivnost ne spada u opasna svojstva koja se ovdje navode.
6. urednici (30. 11. 2016). "IUPAC Announces the Names of the Elements 113, 115, 117, and 118". IUPAC. Pristupljeno 1. 12. 2016.
7. St. Fleur Nicholas (1. 12. 2016). "Four New Names Officially Added to the Periodic Table of Elements". New York Times. Pristupljeno 1. 12. 2016.
8. "IUPAC Is Naming The Four New Elements Nihonium, Moscovium, Tennessine, And Oganesson". IUPAC. 8. 6. 2016. Pristupljeno 8. 6. 2016.
9. Oganessian, Yu. Ts.; Utyonkoy, V. K.; Lobanov, Yu. V.; Abdullin, F. Sh.; et al. (2004). "Experiments on the synthesis of element 115 in the reaction ²⁴³Am(⁴⁸Ca,xn)^291−x115". Physical Review C. 69 (2): 021601. Eksplicitna upotreba et al. u: |first= (pomoć) doi:10.1103/PhysRevC.69.021601
10. Oganessian; et al. (2003). "Experiments on the synthesis of element 115 in the reaction ²⁴³Am(⁴⁸Ca,xn)^291−x115" (PDF). JINR preprints. Eksplicitna upotreba et al. u: |author= (pomoć)
11. "EXISTENCE OF NEW ELEMENT CONFIRMED". Lund University. 27. 8. 2013. Arhivirano s originala, 23. 8. 2014. Pristupljeno 6. 12. 2014.
12. "Spectroscopy of element 115 decay chains (Accepted for publication on Physical Review Letters on 9 August 2013)". Arhivirano s originala, 27. 8. 2013. Pristupljeno 2. 9. 2013.
13. "Phys. Rev. Lett. 111, 112502 (2013): Spectroscopy of Element 115 Decay Chains". Prl.aps.org. Pristupljeno 28. 9. 2013.
14. Zagrebaev Valeriy; Karpov Alexander; Greiner Walter (2013). "Future of superheavy element research: Which nuclei could be synthesized within the next few years?" (PDF). Journal of Physics: Conference Series. 420. IOP Science. str. 1–15. Pristupljeno 20. 8. 2013. Upotreblja se zastarjeli parametar |booktitle= (pomoć)CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
15. Glenn D. Considine; Peter H. Kulik (2002). Van Nostrand's scientific encyclopedia (9 izd.). Wiley-Interscience. ISBN 978-0-471-33230-5. OCLC 223349096.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
16. "Results of the experiment on chemical identification of Db as a decay product of element 115", Oganessian et al., JINR preprint, 2004. Pristupljeno 3. marta 2008.
17. Zagrebaev V.; Greiner W. (2008). "Synthesis of superheavy nuclei: A search for new production reactions". Physical Review C. 78 (3): 034610. arXiv:0807.2537. Bibcode:2008PhRvC..78c4610Z. doi:10.1103/PhysRevC.78.034610.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
18. "JINR Annual Reports 2000–2006". Joint Institute for Nuclear Research. Pristupljeno 27. 8. 2013.
19. Thayer John S. (2010). "Relativistic Effects and the Chemistry of the Heavier Main Group Elements". Relativistic Methods for Chemists. Springer. str. 63–67, 83. doi:10.1007/978-1-4020-9975-5_2. ISBN 978-1-4020-9974-8.
20. Faegri K.; Saue T. (2001). "Diatomic molecules between very heavy elements of group 13 and group 17: A study of relativistic effects on bonding". Journal of Chemical Physics. 115 (6): 2456. Bibcode:2001JChPh.115.2456F. doi:10.1063/1.1385366.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)

Vanjski linkovi

• WebElements.com - Mc