115 Mc モスコビウム 288*
ポスト遷移金属 p-block Period 7 Group 15 Radioactive Synthetic

モスコビウム

Mc · Element 115 · Pnictogens

Its decay chain provided crucial confirming evidence for the discovery of nihonium.

20°Cでの状態 固体~
原子量 288 u
ELECTRON CONFIGURATION [Rn] 5f¹⁴ 6d¹⁰ 7s² 7p³

構造

モスコビウム原子

環の上の点を示す図ではありません。占有された各副殻の実際の確率密度|ψ|²をモンテカルロ法でサンプリングしたものです。ドラッグして回転できます。青と紫は波動関数の反対の符号を示しており、それによって結合が可能になります。

軌道雲

測定値

性質一覧

各バーは、その性質についてモスコビウムが118元素の中でどこに位置するかを示しています。

物理的

密度 13.5 g/cm³~ 77%
融点 670 K~ 34%
沸点 1100 K~ 27%
比熱
熱伝導率

原子

原子半径 247 pm~ 85%
共有結合半径 162 pm~
ファンデルワールス半径 247 pm~

電子

電気陰性度
イオン化エネルギー 521 kJ/mol~ 9%
電子親和力 35.3 kJ/mol~ 32%

存在

地殻中の存在度 0 mg/kg 0%

同定

元素記号Mc
原子番号115
原子量288 u
分類ポスト遷移金属
ブロックp
結晶構造unknown
酸化数-1, +1, +3, +5
発見年2003
発見者JINR Dubna & Livermore

出典:IUPAC 2021標準原子量 · CRC Handbook of Chemistry and Physics · NIST。~が付いた値は、測定値ではなく予測値です。

縮尺どおりの大きさ

How big is a モスコビウム atom?

Radius 247 pm — that is 0.247 nm, so about 2024 million of them side by side would span a millimetre.

熱範囲

Solid, liquid, gas — and when

モスコビウム is liquid over a 430 K window, from 670 K to 1100 K.

位置

表での位置

モスコビウム sits in period 7, group 15. Everything in group 15 shares the same outer-electron count, which is why they behave so similarly.

OTHER ポスト遷移金属

All ポスト遷移金属

物語

モスコビウムとは何か、そしてどのように発見されたか

Its decay chain provided crucial confirming evidence for the discovery of nihonium.

The discovery of モスコビウム

Joint Institute for Nuclear Research(JINR)、ロシア & Oak Ridge National Laboratory、米国(2003-2013)

国際協力の成功:モスコビウムの発見は、ロシアと米国の科学者による前例のない協力の成果であり、科学協力が政治的な境界を越えて基礎研究における目覚ましい成果を達成できることを示しました。

10年にわたる体系的研究:モスコビウムの発見には、2003年から2013年までの10年間にわたる慎重な実験が必要でした。再現性のある結果を得るため、合成技術、標的調製法、粒子検出システムを継続的に改良しました。

JINRの指導:ロシアのドゥブナにあるJoint Institute for Nuclear ResearchでYuri Oganessianが率いた発見チームは、重イオン物理学におけるロシアの専門知識と、標的物質の調製および分析技術における米国の能力を結集しました。

Oak Ridgeの貢献:Oak Ridge National Laboratoryは、重要なアメリシウム243標的物質と分析支援を提供し、超重元素合成の目標を達成するには専門施設間の協力が必要であることを示しました。

技術革新:モスコビウムの生成には、新しいイオンビーム最適化技術、改良された標的冷却システム、より高感度な粒子検出法の開発が必要であり、核物理学研究の分野全体を発展させました。

IUPACによる認定:International Union of Pure and Applied Chemistryは2015年にこの発見を正式に認定し、発見チームに命名権を与えました。「Moscovium」は、JINRの所在地であるモスクワ地域にちなむ名称です。

科学的遺産:モスコビウムの発見は、超重元素合成に関する理論的予測を重要な形で検証し、安定の島に到達する探究の中で、さらに重い元素を生成する新たな道を開きました。

用途

モスコビウムの用途

高度な核研究

超重元素合成経路:モスコビウムは、特に元素117および118など、さらに重い元素を生成する際の重要な中間体として機能します。カルシウム48でアメリシウム243を照射して生成することで、周期表の限界をさらに広げるための最適な反応条件について知見が得られます。

アルファ崩壊系列の研究:モスコビウムの研究では、核の安定性パターンに関する情報を明らかにする複雑な崩壊系列の理解に重点が置かれています。崩壊するモスコビウム原子は一つ一つ、超重元素の挙動を支配する核力について貴重なデータをもたらします。

相対論的効果の調査:元素115であるモスコビウムは、相対論的な電子軌道効果が超重元素の化学結合にどのような影響を与えるかを研究する、独自の機会を提供します。理論的予測によれば、これらの量子力学的効果により、モスコビウムは予想外の化学的性質を示す可能性があります。

核殻模型の検証:モスコビウムの研究では、特定の陽子数と中性子数を持つ原子核の安定性が高まると予測する理論模型を検証します。これらの「魔法数」を理解することで、より長寿命の超重元素の発見を導ける可能性があります。

高度な検出技術:モスコビウムの生成と同定には、利用可能な中で最も高度な粒子検出システムが必要です。これにより、医療画像から宇宙探査まで、複数の科学分野に役立つ核計測機器の革新が促進されます。

国際研究の連携:モスコビウムの実験は、世界的な科学協力の好例です。ロシア、米国、その他の国々の研究チームが資源と専門知識を共有し、基礎核物理学における共通の目標の達成に取り組んでいます。

将来の応用に向けた基盤:現在は研究に限られていますが、モスコビウムの研究は、現在では想像もつかない方法で技術に革命をもたらす可能性のある、安定した超重元素の発見という長期的な科学目標に貢献しています。

核物理学の研究に限定

粒子加速器実験:モスコビウムは、カルシウム48イオンを極めて高いエネルギーまで加速できる強力なサイクロトロンを備えた、非常に専門的な研究施設内にのみ存在します。モスコビウムの生成には、わずか数個の原子を作るために数か月間の連続運転が必要です。

核反応機構の研究:科学者はモスコビウムの合成を利用して、クーロン障壁に近いエネルギーにおける重イオン融合過程と核反応の動力学を理解し、核物理学の基礎に関する理論的知識を発展させています。

計算模型の検証:モスコビウムは、原子構造に関する量子力学的計算、特に極めて大きな核電荷と相対論的条件下での電子の挙動に関する理論を検証するための実験データを提供します。

高度な計測機器の開発:モスコビウムの検出は、粒子同定システム、タイミング電子機器、データ取得手法の革新を促進し、材料科学や医療物理学を含む、より広範な科学研究に役立っています。

大学院生の訓練:モスコビウムの実験は、核物理学を学ぶ学生やキャリア初期の研究者に貴重な訓練の機会を提供し、超重元素科学と核計測技術における人材の専門性を高めています。

国際的な科学交流:モスコビウムの研究は、世界を代表する核物理学研究所間の協力を促進し、国境を越えた知識共有と技術発展を育んでいます。

由来

天然での存在

0 mg/kg of Earth's crust · more abundant than 0% of elements

完全な人工元素

天然には存在しない:モスコビウムは、宇宙で起こるいかなる自然の核過程によっても生成できません。陽子115個を持つ原子核は、現在の宇宙条件下では恒星環境、超新星、または中性子星合体に存在するには重すぎ、また不安定すぎます。

実験室でのみ生成:すべてのモスコビウム原子は、粒子加速器内の核融合反応によって人工的に生成されています。その過程では、アメリシウム243の標的にカルシウム48イオンを照射し、成功率は週に数個の原子にすぎません。

宇宙には存在しない:最も極端な天体物理学的環境でさえ、モスコビウムの原子核を生成して保持するために必要な正確な条件はありません。モスコビウムの短い半減期により、仮に生成されたとしても検出前に崩壊してしまいます。

専門施設が必要:モスコビウムは、ロシアのJoint Institute for Nuclear Researchや米国のOak Ridge National Laboratoryのような高度な核物理学研究所にのみ存在し、人類が持つ最も高度な核研究能力を示しています。

本質的な核不安定性:モスコビウムが人工的にしか存在しないのは、基本的な核物理学の原理によるものです。陽子数が自然界の限界を超えて増加すると、陽子間の電磁反発が、原子核を結びつけている強い核力を上回ります。

将来の生成可能性:加速器技術の向上によりモスコビウムの合成効率が高まる可能性はありますが、本質的な核不安定性と急速な放射性崩壊の傾向により、この元素が人工的なものであり続けることに変わりはありません。

取り扱い

安全性

モスコビウムは放射性です。 It has no stable isotope — every nucleus decays. 取り扱いには適切な遮蔽と許可が必要です。

極めて強い放射性―最大限の安全プロトコル

強いアルファ放出:モスコビウムはミリ秒単位の半減期で急速にアルファ崩壊し、数秒以内に致死量の放射線を与え得る極めて高エネルギーのアルファ粒子を放出します。ごく微量であっても、深刻な健康上の危険があります。

包括的な遮蔽が必要:モスコビウムの研究はすべて、複数の封じ込め障壁、遠隔操作システム、継続的な放射線監視を備えた、厳重に遮蔽された粒子加速器施設内で行われ、危険な被ばくから職員を守っています。

複雑な崩壊系列:モスコビウムの崩壊では複数の放射性娘核種が生成され、それぞれが追加の放射線リスクをもたらします。適切な安全計画と封じ込めシステムの設計には、完全な崩壊系列の分析が不可欠です。

専門訓練を受けた職員のみ:モスコビウムの研究には、放射線安全に関する広範な訓練と、極めて放射性の高い物質を取り扱った長年の経験を持つ核物理学者が必要です。厳格な入退室管理により、研究区域に入れるのは資格を持つ職員だけです。

遠隔操作が必須:モスコビウムの極めて強い放射性により、直接取り扱うことは不可能です。合成、検出、分析はすべて、科学的調査を可能にしながら安全性を最大化するよう設計された高度な遠隔操作システムを通じて行われます。

環境監視:生成される量は極めて少ないにもかかわらず、モスコビウム研究施設では、封じ込めシステムから汚染が漏れ出すのを防ぐため、厳格な環境監視と放射性廃棄物管理のプロトコルを維持しています。

簡単な回答

モスコビウム:よくある質問

What is モスコビウム?

モスコビウム (symbol Mc) is element 115 on the periodic table, a ポスト遷移金属 in period 7, group 15. Its decay chain provided crucial confirming evidence for the discovery of nihonium. At room temperature it is expected to be a solid, and it is radioactive.

What is the electron configuration of モスコビウム?

モスコビウム's ground-state electron configuration is [Rn] 5f¹⁴ 6d¹⁰ 7s² 7p³, giving 7 occupied shells holding 2, 8, 18, 32, 32, 18, 5 electrons respectively. Its outer shell holds 5 electrons, which is what sets its bonding behaviour.

What are the melting and boiling points of モスコビウム?

No sample of モスコビウム has ever been condensed, so both figures are calculated rather than measured: it is predicted to melt at 670 K (396.9 °C) and boil at 1100 K (826.9 °C).

What is the atomic mass of モスコビウム?

モスコビウム has no stable isotope, so it has no standard atomic weight. The figure quoted, 288, is the mass number of its longest-lived known isotope.

How dense is モスコビウム?

モスコビウム is predicted to have a density of about 13.5 g/cm³, though no sample large enough to weigh has ever been made. Water is 1.0 g/cm³ for comparison.

Who discovered モスコビウム, and when?

モスコビウム was discovered in 2003 by JINR Dubna & Livermore. It is named after the Moscow region.

How common is モスコビウム on Earth?

モスコビウム does not occur naturally on Earth in any meaningful quantity — it is made in a reactor or an accelerator.

Is モスコビウム radioactive?

Yes. モスコビウム has no stable isotope — every one of its nuclei decays. It does not occur in usable quantities in nature and must be synthesised.