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镆(第115号元素)

(Moscovium),是一种人工合成的放射性金属元素,原子序数是115,属于弱金属之一。

Mc是元素周期表15 (VA)族中最重的元素,但是由于还没有足够稳定的Mc同位素,因此并未能通过化学实验来验证其特性。

2016年6月8日,国际纯粹与应用化学联合会宣布,将合成化学元素第115号(Mc)提名为化学新元素。该元素由劳伦斯利弗莫尔国家实验室、橡树岭国家实验室和俄罗斯的科学家联合合成 [1] ,他们将115号元素命名为以“莫斯科”英文地名拼写为开头的Moscovium(缩写Mc) [2]

2017年5月9日,中国科学院、国家语言文字工作委员会、全国科学技术名词审定委员会在北京联合召开发布会,正式向社会发布115号元素“镆”。 [3]

瑞典Lund大学科学家领导的一个国际团队确认了俄罗斯Dubna联合核研究所在2003年发现的115号元素。研究报告发表在《Physical Review Letters》上。新的超重元素具有高放射性,会在不到一秒时间内衰减成一个更轻的原子。研究人员通过用钙离子轰炸镅薄膜,测量与新元素α衰变有关的光子。

2004年2月2日,由杜布纳联合核研究所和劳伦斯利弗莫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Mc [1-2] 。他们使用钙离子撞击锔原子,产生了4个镆原子。这些原子通过发射α粒子,衰变为Nh,需时约100毫秒。

美俄科学家的这次合作计划也对衰变产物Db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同位素。数据中的半衰期和衰变模式都符合理论中的Db,证实了衰变来自于原子序数为115的主原子核。

2016年6月8日,国际纯粹与应用化学联合会宣布,将合成化学元素第115号(Mc)提名为化学新元素。该元素由劳伦斯利弗莫尔国家实验室、橡树岭国家实验室和俄罗斯的科学家联合合成 [1] ,他们将115号元素命名为以“莫斯科”英文地名拼写为开头的Moscovium(缩写Mc) [2]

2017年1月15日,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。经过参会专家热烈讨论和投票表决,第115号元素Moscovium的中文名正式被定为镆,需经上报教育部批准后正式公布。

2017年5月9日,中国科学院、国家语言文字工作委员会、全国科学技术名词审定委员会在北京联合召开发布会,正式向社会发布115号元素“镆”。 [3]

第115号元素暂时使用Mc这个英文简称,它具有高放射性,会在不到一秒时间内衰变成其他元素。2003年,美国和俄罗斯科研人员首次发现了这一元素,但其存在尚未得到最后确认。

瑞典隆德大学的迪尔克鲁道夫教授等人报告说,他们用含有20个质子的钙离子轰击含有95个质子的镅元素的薄膜,再次合成得到第115号元素。

化学元素是具有相同核电荷数的同一类原子的总称。序号在92以后的重元素在自然界中难以稳定存在,只能人工合成。

Flerov核反应实验室有计划研究较轻的镆同位素,所用反应为:Am + Ca→Mc。

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Mc的目标、发射体组合

目标

发射体

CN

结果

Pb

As

尚未尝试

Th

Mn

尚未尝试

U

V

至今失败

Np

Ti

尚未尝试

Pu

Sc

尚未尝试

Am

Ca

反应成功

Am

Ca

尚未尝试

Cm

K

尚未尝试

Cm

K

尚未尝试

Bk

Ar

尚未尝试

Cf

Cl

尚未尝试

Cf

Cl

尚未尝试

热聚变U(V,xn)Mc

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。

Am(Ca,xn)Mc (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Mc原子与一个Mc原子。2004年6月,他们进一步研究这项反应,目的是要在Mc衰变链中隔离出Db。团队在2005年8月重复进行了实验,证实了衰变的确来自Db。

同位素

(上表数据参考资料)

合成方程式

编辑

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衰变量据。

蒸发残留物截面

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

Am

Ca

3n (Mc)

3 pb

MD

Am

Ca

4n (Mc)

2 pb

MD

Am

Ca

3n (Mc)

1 pb

DNS

Am

Ca

3n (Mc)

2.5 pb

DNS

编辑

俄罗斯杜布纳联合核研究所2003年9月24日发布消息称,他们已成功合成了门捷列夫元素周期表上的第115号元素,并再次证实了原子核物理中的“稳定岛”假说。

针对衰变产物的进一步研究应该为研究极重核物质提供新的视角,一些极重核物质偏离了原子核原本的球形形状,呈现出其他的形态,包括扁圆形、扁长形以及最近出现的梨形。

为了合成115号元素,尤里奥加涅相院士领导的科研小组用加速到1/10光速的钙离子(20号)轰击用镅元素(95号)制成的靶,并在分离115号元素的原子核后进行了衰变记录。3次实验记录的原子核衰变过程完全一样:经过5次持续时间大约20秒左右的α衰变后,得到了105号元素钅杜的同位素,存在的时间超过了20小时,从而再次证实了“稳定岛”假说。 [4]

合成115号元素的工作是在2003年的7月14日至8月10日在杜布纳联合核研究所的加速器上进行的。

在德国达姆施塔特市GSI亥姆霍兹重离子研究中心,由瑞典隆德大学核物理学家Dirk Rudolph领导的团队通过将钙同位素粉碎成镅的方法合成了115号元素。科学家通过检测阿尔法粒子和X射线的释放以记录衰变产物。

2011年,命名新元素的国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)认为,该结果只是初步的,不足以称得上是一项发现,尽管杜布纳核反应Flerov实验室是114号元素和116号元素的共同发现者之一。

Mc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。这一族的最高氧化态为+V,但稳定性各异。氮的+V态很难形成,因为它有较低的d-电子轨域,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,铋却很难达到该氧化态,因为其6s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电子轨域的相对论性稳定性相关。Mc预计会延续这个趋势,并只会具有+III和+I氧化态。氮(I)H和铋(I)也存在,但较罕见,而Mc(I)很可能会有一些独特的属性。由于自旋轨道耦合作用,Fl可能会有完整的轨域,并具有类似惰性气体的属性。的话,Mc可能只有一颗价电子,因为Mc离子会和Fl有相同的电子排布。

名称

符号

序数

周期

元素分区

Mc

Mc

115

A5族

7

p

2016年6月8日,总部位于瑞士苏黎世的国际纯粹与应用化学联合会宣布,将第115号元素Moscovium(Mc)提名为化学新元素。115号元素由美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室、橡树岭国家实验室和俄罗斯的科学家联合合成 [1-2] ,他们将该元素命名为以“莫斯科”英文地名拼写为开头的moscovium(缩写Mc),中文汉字推测为镆。

元素Mc将接受为期5个月的公众评议。按计划,该组织理事会将在2016年11月初正式批准4种新元素加入化学元素周期表大家庭。

2017年1月15日,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。经过参会专家热烈讨论和投票表决,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的中文名正式被定为镆,需经上报教育部批准后正式公布。 [5]

Nh、Mc、Ts、Og这4种新元素将完成元素周期表中第七周期元素的排列,并为寻找元素“稳定岛”提供证据。现在的元素周期表只有七行,其中第七行中原子序数在93号及以上的元素都在自然界中不稳定,是人工合成的。然而核物理学家早就预言说,可能存在一个超重“稳定岛”,岛内元素原子的质子和中子数量超越元素周期表内的元素,但十分稳定。


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