115 Mc 288*
后过渡金属 p-block Period 7 Group 15 Radioactive Synthetic

Mc · Element 115 · Pnictogens

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

20°C时的状态 固态~
原子量 288 u
ELECTRON CONFIGURATION [Rn] 5f¹⁴ 6d¹⁰ 7s² 7p³

结构

镆 原子

这不是环上点阵的示意图,而是对每个已占据子层实际概率密度|ψ|²进行蒙特卡洛采样的结果。拖动即可旋转。蓝色和紫色表示波函数的相反符号,这正是成键成为可能的原因。

轨道云

测量值

性质表

每个条形图都显示镆在全部118种元素中该性质的排名位置。

物理

密度 13.5 g/cm³~ 77%
熔点 670 K~ 34%
沸点 1100 K~ 27%
比热容
热导率

原子

原子半径 247 pm~ 85%
共价半径 162 pm~
范德华半径 247 pm~

电子

电负性
电离能 521 kJ/mol~ 9%
电子亲和能 35.3 kJ/mol~ 32%

存在

地壳中的丰度 0 mg/kg 0%

身份

符号Mc
原子序数115
原子量288 u
类别后过渡金属
p
晶体结构unknown
氧化态-1, +1, +3, +5
发现时间2003
发现者JINR Dubna & Livermore

来源:IUPAC 2021 标准原子量 ·《CRC 化学与物理手册》· NIST。标有 ~ 的数值是预测值,而非测量值。

按比例显示的大小

How big is a 镆 atom?

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

热范围

Solid, liquid, gas — and when

镆 is liquid over a 430 K window, from 670 K to 1100 K.

所在位置

在表中的位置

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

OTHER 后过渡金属

All 后过渡金属

故事

镆 是什么,以及我们如何发现它

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

The discovery of 镆

Joint Institute for Nuclear Research (JINR), Russia & Oak Ridge National Laboratory, USA (2003-2013)

国际合作的成功:镆的发现源于俄罗斯和美国科学家前所未有的合作,展示了科学合作如何跨越政治边界,在基础研究中取得非凡突破。

十年的系统研究:镆的发现历经2003年至2013年的十年谨慎实验,需要不断改进合成技术、靶材制备方法和粒子探测系统,才能获得可重复的结果。

JINR的领导:发现团队由Yuri Oganessian领导,地点位于Russia的Dubna的Joint Institute for Nuclear Research,将俄罗斯在重离子物理方面的专业知识与美国在靶材制备和分析技术方面的能力结合起来。

Oak Ridge的贡献:Oak Ridge National Laboratory提供了关键的镅-243靶材和分析支持,展示了专业设施之间必须开展合作,才能实现超重元素合成目标。

技术创新:制造镆需要开发新的离子束优化技术、改进的靶材冷却系统以及更灵敏的粒子探测方法,从而推动整个核物理研究领域的发展。

IUPAC认可:International Union of Pure and Applied Chemistry于2015年正式认可了这一发现,并授予发现团队命名权。“Moscovium”以JINR所在地Moscow region命名。

科学遗产:镆的发现为关于超重元素合成的理论预测提供了重要验证,并为制造更重元素开辟了新的途径,助力探索稳定岛。

应用

镆的用途

先进核研究

超重元素合成途径:镆是制造更重元素,尤其是117号和118号元素的重要中间体。通过钙-48轰击镅-243形成镆,为进一步拓展元素周期表边界的最佳反应条件提供了见解。

α衰变链研究:镆研究重点在于理解复杂的衰变链,这些衰变链能够揭示原子核稳定性模式的信息。每个发生衰变的镆原子都会提供有关支配超重元素行为的核力的宝贵数据。

相对论效应研究:作为115号元素,镆为研究相对论性电子轨道效应如何影响超重元素中的化学键提供了独特机会。理论预测表明,由于这些量子力学效应,镆可能表现出意想不到的化学性质。

核壳层模型验证:镆研究检验了有关特定质子数和中子数的原子核具有增强稳定性的理论模型。理解这些“幻数”可能有助于指导寿命更长的超重元素的发现。

先进探测技术:镆的制造和鉴定需要现有最先进的粒子探测系统,推动核仪器领域创新,并惠及从医学成像到太空探索的多个科学领域。

国际研究协调:镆实验体现了全球科学合作,来自Russia、United States和其他国家的团队共享资源和专业知识,共同实现基础核物理领域的目标。

未来应用基础:虽然目前仅限于研究,但镆研究有助于实现发现稳定超重元素这一长期科学目标,而这些元素可能以目前难以想象的方式彻底改变技术领域。

仅限于核物理研究

粒子加速器实验:镆只存在于配备强大回旋加速器的高度专业化研究设施中,这些回旋加速器能够将钙-48离子加速到极高能量。制造镆需要连续运行数月才能产生寥寥几个原子。

核反应机制研究:科学家利用镆合成研究重离子聚变过程,以及接近库仑势垒能量下的核反应动力学,推进对核物理基础理论的认识。

计算模型测试:镆为验证原子结构量子力学计算提供实验数据,尤其有助于检验关于极高核电荷和相对论条件下电子行为的理论。

先进仪器开发:镆探测推动了粒子鉴别系统、计时电子学和数据采集方法的创新,并惠及包括材料科学和医学物理在内的更广泛科学研究。

研究生培训:镆实验为核物理学生和职业生涯早期研究人员提供了宝贵的培训机会,推进超重元素科学和核仪器技术方面的人才培养。

国际科学交流:镆研究促进了世界领先核物理实验室之间的合作,推动跨国界的知识共享和技术进步。

来源

自然存在

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

完全人工合成的元素

不存在于自然界:镆无法通过宇宙中发生的任何自然核过程形成。在当前宇宙条件下,其含有115个质子的原子核过重且极不稳定,无法存在于恒星环境、超新星或中子星并合过程中。

只能在实验室制造:每个镆原子都是通过粒子加速器中的核聚变反应人工制造的。该过程需要用钙-48离子轰击镅-243靶材,每周成功产生的原子仅有几个。

宇宙中不存在:即使是最极端的天体物理环境,也缺乏制造并保存镆原子核所需的精确条件。该元素的半衰期很短,因此任何假设形成的镆都会在被探测到之前发生衰变。

需要专业设施:镆只存在于先进的核物理实验室中,例如Russia的Joint Institute for Nuclear Research和United States的Oak Ridge National Laboratory,这代表了人类最先进的核研究能力。

根本性的核不稳定性:镆的人工合成性质源于基本核物理原理。当质子数超过自然界限时,质子之间的电磁斥力会压倒维系原子核的强核力。

未来生产潜力:虽然改进的加速器技术可能提高镆的合成效率,但由于其固有的核不稳定性以及迅速发生放射性衰变的倾向,该元素始终只能是人工合成的。

处理

安全

镆 具有放射性。 It has no stable isotope — every nucleus decays. 处理时需要适当的屏蔽和许可。

极强放射性——最高级别安全规程

强烈的α辐射:镆会迅速发生α衰变,半衰期以毫秒计,并释放能量极高的α粒子,能够在数秒内造成致命辐射剂量。即使是微量镆也会造成严重健康危害。

必须进行全面屏蔽:所有镆研究都在具有严密屏蔽的粒子加速器设施内进行,这些设施配备多重隔离屏障、远程操作系统和持续辐射监测,以保护人员免受危险暴露。

复杂的衰变链:镆衰变会产生多个放射性子核,每个子核都会带来额外的辐射风险。完整分析衰变链对于制定适当的安全计划和设计隔离系统至关重要。

仅限专业人员:镆研究要求核物理学家具备全面的辐射安全培训,并具有多年处理极强放射性物质的经验。严格的访问控制确保只有合格人员才能进入研究区域。

必须远程操作:镆的极强放射性使直接操作成为不可能。所有合成、探测和分析都通过先进的远程控制系统完成,在开展科学研究的同时最大限度地保障安全。

环境监测:尽管镆的产量极少,镆研究设施仍执行严格的环境监测和放射性废物管理规程,以防止任何污染物逸出隔离系统。

快速回答

镆:常见问题

What is 镆?

镆 (symbol Mc) is element 115 on the periodic table, a 后过渡金属 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 镆?

镆'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 镆?

No sample of 镆 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 镆?

镆 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 镆?

镆 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 镆, and when?

镆 was discovered in 2003 by JINR Dubna & Livermore. It is named after the Moscow region.

How common is 镆 on Earth?

镆 does not occur naturally on Earth in any meaningful quantity — it is made in a reactor or an accelerator.

Is 镆 radioactive?

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