鏌(第115號元素)

鏌（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。

基本介紹

• 中文名：鏌
• 外文名：Moscovium
• 別名：Uup
• 化學式：Mc
• CAS登錄號：54085-64-2
• 熔點：約 400 ℃
• 沸點：約 1100 ℃
• 水溶性：未知
• 外觀：未知，可能為金屬；銀白色或灰色
• 相對原子質量：288
• 核內質子數：115
• 核電子數：115
• 電子能級排布： 2、8、18、32、32、18、5
• 價電子排布：可能為[Rn]5f6d7s7p

簡介

鏌是元素周期表VA族中最重的元素，但由於還沒有足夠穩定的鏌同位素，因此並未能通過化學實驗來驗證其特性。

2016年6月8日，國際純粹與套用化學聯合會宣布，將合成化學元素第115號（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，他們將115號元素命名為以“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，正式向社會公布115號元素“鏌”（讀音mò）。

發現歷史

瑞典Lund大學科學家領導的一個國際團隊確認了俄羅斯Dubna聯合核研究所在2003年發現的115號元素。研究報告發表在《Physical Review Letters》上。新的超重元素具有高放射性，會在不到一秒時間內衰減成一個更輕的原子。研究人員通過用鈣離子轟炸鎇薄膜，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》上表示成功合成了鏌。他們使用鈣離子撞擊鋦原子，產生了4個鏌原子。這些原子通過發射α粒子，衰變為鿭，耗時約100毫秒。

美俄科學家的這次合作計畫也對衰變產物𬭊進行了化學實驗，並證實發現了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確認了同位素。數據中的半衰期和衰變模式都符合理論中的𬭊，證實了衰變來自於原子序數為115的主原子核。

2016年6月8日，國際純粹與套用化學聯合會宣布，將合成化學元素第115號（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，他們將115號元素命名為以“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號、115號、117號、118號元素中文定名會。經過參會專家熱烈討論和投票表決，第115號元素Moscovium的中文名正式被定為鏌，需經上報教育部批准後正式公布。

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號元素“鏌”。

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

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個質子的鎇元素的薄膜，再次合成得到第115號元素。

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

Flerov核反應實驗室有計畫研究較輕的鏌同位素，所用反應為：Am+Ca→Mc。

核合成

能產生Z=115覆核的目標、發射體組合

下表列出各種可用以產生115號元素鏌的目標、發射體組合

可以產生鏌的組合

目標	發射體	CN	結果
Pb	As	Mc	至今失敗
Th	Mn	Mc	至今失敗
U	V	Mc	至今失敗
Np	Ti	Mc	至今失敗
Pu	Sc	Mc	至今失敗
Am	Ca	Mc	反應成功
Am	Ca	Mc	至今失敗
Cm	K	Mc	至今失敗
Cm	K	Mc	至今失敗
Bk	Ar	Mc	至今失敗
Cf	Cl	Mc	至今失敗
Cf	Cl	Mc	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。他們並未發布任何報告，因此可能並未探測到任何產物原子，這是團隊意料之內的。

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。在兩次分別進行的實驗中，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，目的是要在鏌衰變鏈中隔離出𬭊。團隊在2005年8月重複進行了實驗，證實了衰變的確來自𬭊。

鏌的同位素

	豐度	半衰期	衰變方式	衰變能量（MeV）	衰變產物
Mc	人工元素	0.8s	α	9.95	286Nh
Mc	人工元素	0.3s	α	10.31	285Nh
Mc	人工元素	0.2s	α	10.46	284Nh
Mc	人工元素	40ms	α	10.59	283Nh

合成方程式

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衰變數據。

蒸發殘留物截面

MD=多面；DNS=雙核系統；σ=截面

關於鏌的理論計算

目標	發射體	CN	通道（產物）	σmax	模型
Am	Ca	Mc	3n（Mc）	3 pb	MD
Am	Ca	Mc	4n（Mc）	2 pb	MD
Am	Ca	Mc	3n（Mc）	1 pb	DNS
Am	Ca	Mc	3n（Mc）	2.5 pb	DNS

合成

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

針對衰變產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，呈現出其他的形態，包括扁圓形、扁長形以及最近出現的梨形。

為了合成115號元素，尤里·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號）轟擊用鎇元素（95號）製成的靶，並在分離115號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號元素的同位素，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號元素的工作是在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Dirk Rudolph領導的團隊通過將鈣同位素粉碎成鎇的方法合成了115號元素。科學家通過檢測阿爾法粒子和X射線的釋放以記錄衰變產物。

2011年，命名新元素的國際純粹與套用化學聯合會（IUPAC）認為，該結果只是初步的，不足以稱得上是一項發現，儘管杜布納核反應Flerov實驗室是鈇和𫟷的共同發現者之一。

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，位於鉍之下。這一族的最高氧化態為+5，但穩定性各異。氮的+5態很難形成，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態特性，鉍卻很難達到該氧化態，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，並只會具有+3和+1氧化態。氮（I）H和鉍（I）也存在，但較罕見，而Mc（I）很可能會有一些獨特的屬性。由於自旋軌道耦合作用，Fl可能會有完整的軌域，並具有類似惰性氣體的屬性。的話，Mc可能只有一顆價電子，因為Mc離子會和Fl有相同的電子排布。

鏌的簡介

名稱	符號	序數	族	周期	元素分區
鏌	Mc	115	VA族	7	p

命名

2016年6月8日，總部位於瑞士蘇黎世的國際純粹與套用化學聯合會宣布，將第115號元素Moscovium（Mc）提名為化學新元素。115號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，他們將該元素命名為以“莫斯科”英文地名拼寫為開頭的Moscovium（縮寫Mc），中文漢字推測為鏌。

元素Mc將接受為期5個月的公眾評議。按計畫，該組織理事會將在2016年11月初正式批准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號、115號、117號、118號元素中文定名會。經過參會專家熱烈討論和投票表決，形成了113號、115號、117號、118號元素中文定名方案，其中第115號元素Moscovium的中文名正式被定為鏌，需經上報教育部批准後正式公布。

意義

鿭（Nh）、鏌（Mc）、鿬（Ts）、鿫（Og）這4種新元素將完成元素周期表中第七周期元素的排列，並為尋找元素“穩定島”提供證據。元素周期表只有七行，其中第七行中原子序數在93號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”，島內元素原子的質子和中子數量超越元素周期表內的元素，但十分穩定。