El moscovio es un elemento químico sintético con el símbolo Mc y número atómico 115. Fue sintetizado por primera vez en 2003 por un equipo conjunto de científicos rusos y estadounidenses en el Instituto Conjunto de Investigación Nuclear (JINR) en Dubna , Rusia. En diciembre de 2015, fue reconocido como uno de los cuatro nuevos elementos por el Grupo de Trabajo Conjunto de organismos científicos internacionales IUPAC e IUPAP . El 28 de noviembre de 2016, recibió oficialmente el nombre de la provincia de Moscú , en la que se encuentra el JINR. [6] [7] [8]
El moscovio es un elemento extremadamente radiactivo : su isótopo más estable conocido, el moscovio 290, tiene una vida media de solo 0,65 segundos. [9] En la tabla periódica , es un elemento transactínido de bloque p . Es un miembro del séptimo período y se coloca en el grupo 15 como el pnictógeno más pesado , aunque no se ha confirmado que se comporte como un homólogo más pesado del pnictógeno bismuto. Se calcula que el moscovio tiene algunas propiedades similares a sus homólogos más ligeros, nitrógeno , fósforo , arsénico , antimonio y bismuto , y que es un metal de postransición , aunque también debería mostrar varias diferencias importantes con respecto a ellos. En particular, el moscovio también debería tener similitudes significativas con el talio , ya que ambos tienen un electrón unido de forma bastante suelta fuera de una capa casi cerrada . Hasta la fecha se han observado alrededor de 100 átomos de moscovio, y se ha demostrado que todos tienen números de masa de 287 a 290.
Introducción
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Visualización de una fusión nuclear fallida, basada en cálculos de la Universidad Nacional de Australia [10] |
Los núcleos atómicos más pesados [a] se crean en reacciones nucleares que combinan otros dos núcleos de tamaño desigual [b] en uno; aproximadamente, cuanto más desiguales son los dos núcleos en términos de masa, mayor es la posibilidad de que reaccionen. [16] El material hecho de los núcleos más pesados se convierte en un objetivo, que luego es bombardeado por el haz de núcleos más ligeros. Dos núcleos solo pueden fusionarse en uno si se acercan lo suficiente; normalmente, los núcleos (todos cargados positivamente) se repelen entre sí debido a la repulsión electrostática . La interacción fuerte puede superar esta repulsión, pero solo a una distancia muy corta de un núcleo; Por tanto, los núcleos de los haces se aceleran enormemente para hacer que dicha repulsión sea insignificante en comparación con la velocidad del núcleo del haz. [17] Acercarse por sí solo no es suficiente para que dos núcleos se fusionen: cuando dos núcleos se acercan entre sí, generalmente permanecen juntos durante aproximadamente 10-20 segundos y luego se separan (no necesariamente en la misma composición que antes de la reacción) en lugar de Forman un solo núcleo. [17] [18] Si se produce la fusión, la fusión temporal, denominada núcleo compuesto, es un estado excitado . Para perder su energía de excitación y alcanzar un estado más estable, un núcleo compuesto se fisiona o expulsa uno o varios neutrones , [c] que se llevan la energía. Esto ocurre aproximadamente entre 10 y 16 segundos después de la colisión inicial. [19] [d]
El rayo atraviesa el objetivo y llega a la siguiente cámara, el separador; si se produce un nuevo núcleo, se transporta con este rayo. [22] En el separador, el núcleo recién producido se separa de otros nucleidos (el del haz original y cualquier otro producto de reacción) [e] y se transfiere a un detector de barrera de superficie , que detiene el núcleo. Se marca la ubicación exacta del próximo impacto en el detector; también están marcadas su energía y la hora de la llegada. [22] La transferencia tarda entre 10 y 6 segundos; para ser detectado, el núcleo debe sobrevivir tanto tiempo. [25] El núcleo se registra de nuevo una vez que se registra su desintegración, y se miden la ubicación, la energía y el tiempo de desintegración. [22]
La estabilidad del núcleo es proporcionada por la interacción fuerte. Sin embargo, su alcance es muy corto; a medida que los núcleos se hacen más grandes, su influencia sobre los nucleones más externos ( protones y neutrones) se debilita. Al mismo tiempo, el núcleo se rompe por la repulsión electrostática entre protones, ya que tiene un alcance ilimitado. [26] Los núcleos de los elementos más pesados se predicen teóricamente [27] y hasta ahora se ha observado [28] que se desintegran principalmente a través de modos de desintegración que son causados por dicha repulsión: desintegración alfa y fisión espontánea ; [f] estos modos son predominantes para núcleos de elementos superpesados . Las desintegraciones alfa son registradas por las partículas alfa emitidas , y los productos de la desintegración son fáciles de determinar antes de la desintegración real; si tal desintegración o una serie de desintegraciones consecutivas produce un núcleo conocido, el producto original de una reacción se puede determinar aritméticamente. [g] Sin embargo, la fisión espontánea produce varios núcleos como productos, por lo que el nucleido original no puede determinarse a partir de sus hijas. [h]
La información disponible para los físicos que pretenden sintetizar uno de los elementos más pesados es, por lo tanto, la información recopilada en los detectores: ubicación, energía y tiempo de llegada de una partícula al detector y los de su desintegración. Los físicos analizan estos datos y buscan concluir que efectivamente fue causado por un nuevo elemento y no pudo haber sido causado por un nucleido diferente al que se afirma. A menudo, los datos proporcionados son insuficientes para llegar a la conclusión de que definitivamente se creó un nuevo elemento y no hay otra explicación para los efectos observados; Se han cometido errores en la interpretación de los datos. [I]
Historia
Descubrimiento
La primera síntesis exitosa de moscovio fue realizada por un equipo conjunto de científicos rusos y estadounidenses en agosto de 2003 en el Instituto Conjunto de Investigación Nuclear (JINR) en Dubna , Rusia. Encabezado por el físico nuclear ruso Yuri Oganessian , el equipo incluía a científicos estadounidenses del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore . El 2 de febrero de 2004, los investigadores declararon en Physical Review C que bombardearon americio -243 con iones de calcio-48 para producir cuatro átomos de moscovio. Estos átomos se desintegraron por emisión de partículas alfa a nihonium en aproximadamente 100 milisegundos. [40] [41]
95Soy
+ 48
20California
→ 287 115Mc + 4 1
0norte
→ 283 113Nueva Hampshire +
α
La colaboración Dubna-Livermore reforzó su afirmación de los descubrimientos de moscovium y nihonium mediante la realización de experimentos químicos en el producto de desintegración final 268 Db. Ninguno de los nucleidos en esta cadena de desintegración se conocía previamente, por lo que los datos experimentales existentes no estaban disponibles para respaldar su afirmación. En junio de 2004 y diciembre de 2005, se confirmó la presencia de un isótopo de dubnio extrayendo los productos finales de desintegración, midiendo las actividades de fisión espontánea (SF) y utilizando técnicas de identificación química para confirmar que se comportan como un elemento del grupo 5 (como se conoce al dubnio). estar en el grupo 5 de la tabla periódica). [1] [42] Tanto la vida media como el modo de desintegración se confirmaron para los 268 Db propuestos , lo que respalda la asignación del núcleo principal al moscovio. [42] [43] Sin embargo, en 2011, el Grupo de Trabajo Conjunto IUPAC / IUPAP (JWP) no reconoció los dos elementos como descubiertos, porque la teoría actual no podía distinguir las propiedades químicas de los elementos del grupo 4 y del grupo 5 con suficiente confianza. [44] Además, las propiedades de desintegración de todos los núcleos de la cadena de desintegración del moscovio no habían sido previamente caracterizadas antes de los experimentos de Dubna, una situación que el JWP generalmente considera "problemática, pero no necesariamente exclusiva". [44]
Camino a la confirmación
En 2009-2010 se descubrieron dos isótopos más pesados de moscovio, 289 Mc y 290 Mc, como hijas de los isótopos tennessine 293 Ts y 294 Ts; el isótopo 289 Mc también se sintetizó más tarde directamente y se confirmó que tenía las mismas propiedades que se encontraron en los experimentos de tennessine. [5]
En 2011, el Grupo de Trabajo Conjunto de organismos científicos internacionales Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC) y Unión Internacional de Física Pura y Aplicada (IUPAP) evaluó los experimentos de Dubna de 2004 y 2007 y concluyó que no cumplían los criterios para descubrimiento. En los próximos años se llevó a cabo otra evaluación de experimentos más recientes, y Dubna volvió a presentar una afirmación sobre el descubrimiento del moscovio. [44] En agosto de 2013, un equipo de investigadores de la Universidad de Lund y de Gesellschaft für Schwerionenforschung (GSI) en Darmstadt , Alemania , anunció que habían repetido el experimento de 2004, confirmando los hallazgos de Dubna. [45] [46] Simultáneamente, el experimento de 2004 se había repetido en Dubna, ahora también creando el isótopo 289 Mc que podría servir como un bombardeo cruzado para confirmar el descubrimiento del isótopo tennessine 293 Ts en 2010. [47] Más La confirmación fue publicada por el equipo del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley en 2015. [48]
En diciembre de 2015, el Grupo de Trabajo Conjunto IUPAC / IUPAP reconoció el descubrimiento del elemento y asignó la prioridad a la colaboración Dubna-Livermore de 2009-2010, dándoles el derecho de sugerir un nombre permanente para él. [49] Si bien no reconocieron los experimentos que sintetizan 287 Mc y 288 Mc como persuasivos debido a la falta de una identificación convincente del número atómico a través de reacciones cruzadas, reconocieron los experimentos 293 Ts como persuasivos porque su hija 289 Mc había sido producida. de forma independiente y se encontró que exhibe las mismas propiedades. [47]
En mayo de 2016, la Universidad de Lund ( Lund , Scania , Suecia) y GSI arrojaron algunas dudas sobre la síntesis de moscovio y tennessina. Las cadenas de desintegración asignadas a 289 Mc, el isótopo instrumental en la confirmación de las síntesis de moscovio y tennessina, se encontró con base en un nuevo método estadístico que eran demasiado diferentes para pertenecer al mismo nucleido con una probabilidad razonablemente alta. Se encontró que las cadenas de desintegración de 293 Ts reportadas aprobadas como tales por el JWP requerían dividirse en conjuntos de datos individuales asignados a diferentes isótopos de tennessina. También se encontró que el vínculo reivindicado entre las cadenas de desintegración notificadas como 293 Ts y 289 Mc probablemente no existía. (Por otro lado, se encontró que las cadenas del isótopo no aprobado 294 Ts eran congruentes .) La multiplicidad de estados que se encuentran cuando los nucleidos que no son pares, ni siquiera experimentan desintegración alfa, no es inesperada y contribuye a la falta de claridad en las reacciones cruzadas. Este estudio criticó el informe del JWP por pasar por alto las sutilezas asociadas con este tema y consideró "problemático" que el único argumento para la aceptación de los descubrimientos de moscovium y tennessine fuera un vínculo que consideraban dudoso. [50] [51]
El 8 de junio de 2017, dos miembros del equipo de Dubna publicaron un artículo de revista respondiendo a estas críticas, analizando sus datos sobre los nucleidos 293 Ts y 289 Mc con métodos estadísticos ampliamente aceptados, notaron que los estudios de 2016 que indicaban no congruencia produjeron resultados problemáticos cuando aplicado a la desintegración radiactiva: excluyeron del intervalo de confianza del 90% los tiempos de desintegración promedio y extremo, y las cadenas de desintegración que se excluirían del intervalo de confianza del 90% que eligieron tenían más probabilidades de ser observadas que las que se incluirían. El reanálisis de 2017 concluyó que las cadenas de desintegración observadas de 293 Ts y 289 Mc eran consistentes con la suposición de que solo un nucleido estaba presente en cada paso de la cadena, aunque sería deseable poder medir directamente el número de masa del origen. núcleo de cada cadena, así como la función de excitación de la reacción de 243 Am + 48 Ca. [52]
Nombrar
Usando la nomenclatura de Mendeleev para los elementos sin nombre y sin descubrir , moscovium se conoce a veces como eka- bismuto . En 1979, la IUPAC recomendó que se utilizara el nombre de elemento sistemático marcador de posición ununpentium (con el símbolo correspondiente de Uup ) [53] hasta que se confirme el descubrimiento del elemento y se decida un nombre permanente. Aunque se usa ampliamente en la comunidad química en todos los niveles, desde las aulas de química hasta los libros de texto avanzados, las recomendaciones fueron ignoradas en su mayoría por los científicos en el campo, quienes lo llamaron " elemento 115 ", con el símbolo de E115 , (115) o incluso simplemente 115. . [1]
El 30 de diciembre de 2015, el descubrimiento del elemento fue reconocido por la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC). [54] De acuerdo con las recomendaciones de la IUPAC, el o los descubridores de un nuevo elemento tienen derecho a sugerir un nombre. [55] Un nombre sugerido fue langevinium , en honor a Paul Langevin . [56] Más tarde, el equipo de Dubna mencionó el nombre moscovium varias veces como una de las muchas posibilidades, refiriéndose al Óblast de Moscú donde se encuentra Dubna. [57] [58]
En junio de 2016, la IUPAC aprobó la última propuesta para que fuera aceptada formalmente antes de fin de año, que fue el 28 de noviembre de 2016. [8] La ceremonia de nombramiento de moscovium, tennessine y oganesson se llevó a cabo el 2 de marzo de 2017 en la Federación de Rusia. Academia de Ciencias de Moscú . [59]
Propiedades previstas
Aparte de las propiedades nucleares, no se han medido propiedades del moscovio o sus compuestos; esto se debe a su producción extremadamente limitada y cara [16] y al hecho de que se deteriora muy rápidamente. Las propiedades del moscovio siguen siendo desconocidas y solo se dispone de predicciones.
Estabilidad nuclear e isótopos
Se espera que Moscovium esté dentro de una isla de estabilidad centrada en copernicium (elemento 112) y flerovium (elemento 114). [60] [61] Debido a las altas barreras de fisión esperadas, cualquier núcleo dentro de esta isla de estabilidad se desintegra exclusivamente por desintegración alfa y quizás algo de captura de electrones y desintegración beta . [2] Aunque los isótopos conocidos del moscovio en realidad no tienen suficientes neutrones para estar en la isla de estabilidad, se puede ver que se acercan a la isla ya que, en general, los isótopos más pesados son los de vida más larga. [5] [42]
El isótopo hipotético 291 Mc es un caso especialmente interesante, ya que solo tiene un neutrón más que el isótopo de moscovio más pesado conocido, 290 Mc. Se podría sintetizar plausiblemente como la hija de 295 Ts, que a su vez podría obtenerse a partir de la reacción 249 Bk ( 48 Ca, 2n) 295 Ts . [60] Los cálculos muestran que puede tener una captura de electrones significativa o un modo de decaimiento de emisión de positrones además de decaimiento alfa y también tener una vida media relativamente larga de varios segundos. Esto produciría 291 Fl , 291 Nh y finalmente 291 Cn, que se espera que esté en el medio de la isla de estabilidad y tenga una vida media de aproximadamente 1200 años, lo que brinda la esperanza más probable de llegar al centro de la isla utilizando tecnología actual. Los posibles inconvenientes son que se espera que la sección transversal de la reacción de producción de 295 Ts sea baja y las propiedades de desintegración de núcleos superpesados tan cerca de la línea de estabilidad beta están en gran parte inexploradas. [60]
Otras posibilidades para sintetizar núcleos en la isla de estabilidad incluyen la cuasifisión (fusión parcial seguida de fisión) de un núcleo masivo. [62] Tales núcleos tienden a la fisión, expulsando fragmentos doblemente mágicos o casi doblemente mágicos como calcio-40 , estaño-132 , plomo-208 o bismuto-209 . [63] Recientemente se ha demostrado que las reacciones de transferencia de múltiples nucleones en colisiones de núcleos de actínidos (como uranio y curio ) podrían usarse para sintetizar los núcleos superpesados ricos en neutrones ubicados en la isla de estabilidad , [62] aunque la formación de los elementos más ligeros, el nobelio o el seaborgio son los más favorecidos. [60] Una última posibilidad para sintetizar isótopos cerca de la isla es utilizar explosiones nucleares controladas para crear un flujo de neutrones lo suficientemente alto como para evitar las brechas de inestabilidad en 258-260 Fm y en el número de masa 275 (números atómicos 104 a 108 ), imitando el proceso r en el que los actínidos se produjeron por primera vez en la naturaleza y se evitó la brecha de inestabilidad alrededor del radón . [60] Algunos de estos isótopos (especialmente 291 Cn y 293 Cn) pueden incluso haber sido sintetizados en la naturaleza, pero se habrían desintegrado demasiado rápido (con vidas medias de solo miles de años) y se producirían en cantidades demasiado pequeñas ( aproximadamente 10-12 la abundancia de plomo ) para ser detectables como nucleidos primordiales hoy fuera de los rayos cósmicos . [60]
Físico y atómico
En la tabla periódica , el moscovio es un miembro del grupo 15, los pnictógenos. Aparece debajo del nitrógeno , fósforo , arsénico , antimonio y bismuto. Cada pictógeno anterior tiene cinco electrones en su capa de valencia, formando una configuración de electrones de valencia de ns 2 np 3 . En el caso de moscovium, la tendencia debe continuar y se predice que la configuración del electrón de valencia será 7s 2 7p 3 ; [1] por lo tanto, el moscovio se comportará de manera similar a sus congéneres más ligeros en muchos aspectos. Sin embargo, es probable que surjan diferencias notables; un efecto que contribuye en gran medida es la interacción espín-órbita (SO) , la interacción mutua entre el movimiento y el espín de los electrones . Es especialmente fuerte para los elementos superpesados, porque sus electrones se mueven mucho más rápido que en los átomos más ligeros, a velocidades comparables a la velocidad de la luz . [64] En relación con los átomos de moscovio, reduce los niveles de energía de los electrones 7s y 7p (estabilizando los electrones correspondientes), pero dos de los niveles de energía de los electrones 7p se estabilizan más que los otros cuatro. [65] La estabilización de los electrones 7s se denomina efecto de par inerte , y el efecto de "desgarro" de la subcapa 7p en las partes más estabilizadas y menos estabilizadas se denomina división de la subcapa. Los químicos de computación ven la división como un cambio del segundo número cuántico ( azimutal ) l de 1 a 1 ⁄ 2 y 3 ⁄ 2 para las partes más estabilizadas y menos estabilizadas de la subcapa 7p, respectivamente. [64] [j] Para muchos propósitos teóricos, la configuración del electrón de valencia se puede representar para reflejar la división de la subcapa 7p como 7s2
7p2
1/27p1
3/2. [1] Estos efectos hacen que la química del moscovio sea algo diferente a la de sus congéneres más ligeros .
Los electrones de valencia del moscovio se dividen en tres subcapas: 7s (dos electrones), 7p 1/2 (dos electrones) y 7p 3/2 (un electrón). Los dos primeros están estabilizados relativistamente y, por lo tanto, se comportan como pares inertes , mientras que el último está desestabilizado relativistamente y puede participar fácilmente en la química. [1] (Los electrones 6d no están lo suficientemente desestabilizados como para participar químicamente, aunque esto aún puede ser posible en los dos elementos anteriores, nihonium y flerovium.) [2] Por lo tanto, el estado de oxidación +1 debería ser favorecido, como Tl + , y en consonancia con esto, el primer potencial de ionización del moscovio debería rondar los 5,58 eV , continuando la tendencia hacia potenciales de ionización más bajos en los pnictógenos. [1] Tanto el moscovio como el nihonium tienen un electrón fuera de una configuración de capa casi cerrada que puede deslocalizarse en el estado metálico: por lo tanto, deben tener puntos de fusión y ebullición similares (ambos derritiéndose alrededor de 400 ° C y hirviendo alrededor de 1100 ° C) debido a que la fuerza de sus enlaces metálicos es similar. [2] Además, se espera que el potencial de ionización previsto, el radio iónico (1,5 Å para Mc + ; 1,0 Å para Mc 3+ ) y la polarización de Mc + sean más similares a Tl + que su verdadero congénere Bi 3+ . [2] El moscovio debe ser un metal denso debido a su alto peso atómico , con una densidad de alrededor de 13,5 g / cm 3 . [2] Se espera que el electrón del átomo de moscovio similar al hidrógeno (oxidado de modo que solo tenga un electrón, Mc 114+ ) se mueva tan rápido que tenga una masa 1,82 veces mayor que la de un electrón estacionario, debido a efectos relativistas . A modo de comparación, se espera que las cifras de bismuto y antimonio similares al hidrógeno sean 1,25 y 1,077 respectivamente. [64]
Químico
Se predice que Moscovium es el tercer miembro de la serie 7p de elementos químicos y el miembro más pesado del grupo 15 en la tabla periódica, por debajo del bismuto . A diferencia de los dos elementos 7p anteriores, se espera que el moscovio sea un buen homólogo de su congénere más ligero, en este caso el bismuto. [66] En este grupo, se sabe que cada miembro representa el estado de oxidación del grupo de +5 pero con una estabilidad diferente. Para el nitrógeno, el estado +5 es principalmente una explicación formal de moléculas como N 2 O 5 : es muy difícil tener cinco enlaces covalentes al nitrógeno debido a la incapacidad del pequeño átomo de nitrógeno para acomodar cinco ligandos . El estado +5 está bien representado para los pnictógenos típicos esencialmente no relativistas fósforo , arsénico y antimonio . Sin embargo, para el bismuto se vuelve raro debido a la estabilización relativista de los orbitales 6s conocida como efecto de par inerte , por lo que los electrones 6s son reacios a unirse químicamente. Se espera que el moscovio tenga un efecto de par inerte para los electrones 7s y 7p 1/2 , ya que la energía de enlace del único electrón 7p 3/2 es notablemente menor que la de los electrones 7p 1/2 . El nitrógeno (I) y el bismuto (I) son conocidos pero raros y es probable que el moscovio (I) muestre algunas propiedades únicas, [67] probablemente comportándose más como talio (I) que como bismuto (I). [2] Debido al acoplamiento espín-órbita, el flerovium puede mostrar propiedades de caparazón cerrado o de gas noble; si este es el caso, es probable que el moscovio sea típicamente monovalente como resultado, ya que el catión Mc + tendrá la misma configuración electrónica que el flerovio, quizás dando al moscovio algún carácter de metal alcalino . [2] Los cálculos predicen que el fluoruro y el cloruro de moscovio (I) serían compuestos iónicos, con un radio iónico de aproximadamente 109-114 pm para Mc + , aunque el par solitario 7p 1/2 en el ion Mc + debería ser altamente polarizable . [68] El catión Mc 3+ debería comportarse como su verdadero homólogo Bi 3+ más ligero . [2] Los electrones 7s están demasiado estabilizados para poder contribuir químicamente y, por lo tanto, el estado +5 debería ser imposible y se puede considerar que el moscovio tiene solo tres electrones de valencia. [2] Moscovium sería un metal bastante reactivo, con un potencial de reducción estándar de -1,5 V para el par Mc + / Mc. [2]
La química del moscovio en solución acuosa debe ser esencialmente la de los iones Mc + y Mc 3+ . El primero debe hidrolizarse fácilmente y no formarse complejos con haluros , cianuro y amoníaco . [2] El hidróxido de moscovio (I) (McOH), el carbonato (Mc 2 CO 3 ), el oxalato (Mc 2 C 2 O 4 ) y el fluoruro (McF) deben ser solubles en agua; el sulfuro (Mc 2 S) debe ser insoluble; y el cloruro (McCl), bromuro (McBr), yoduro (McI) y tiocianato (McSCN) deben ser solo ligeramente solubles, de modo que la adición de un exceso de ácido clorhídrico no afectaría notablemente la solubilidad del cloruro de moscovio (I). [2] Mc 3+ debería ser tan estable como Tl 3+ y, por tanto, también debería ser una parte importante de la química del moscovio, aunque su homólogo más cercano entre los elementos debería ser su congénere más ligero Bi 3+ . [2] El fluoruro de moscovio (III) (McF 3 ) y el tiozonuro (McS 3 ) deben ser insolubles en agua, similar a los compuestos de bismuto correspondientes, mientras que el cloruro de moscovio (III) (McCl 3 ), bromuro (McBr 3 ) y yoduro (McI 3 ) debe ser fácilmente soluble y fácilmente hidrolizado para formar oxihaluros como McOCl y McOBr, de nuevo análogos al bismuto. [2] Tanto el moscovio (I) como el moscovio (III) deberían ser estados de oxidación comunes y su estabilidad relativa debería depender en gran medida de con qué forman complejos y de la probabilidad de hidrólisis. [2]
Al igual que sus homólogos más ligeros , amoníaco , fosfina , arsina , estibina y bismutina , se espera que la moscovina (McH 3 ) tenga una geometría molecular piramidal trigonal , con una longitud de enlace Mc-H de 195,4 pm y un ángulo de enlace H-Mc-H de 91,8 ° (la bismutina tiene una longitud de enlace de 181,7 pm y un ángulo de enlace de 91,9 °; la estibina tiene una longitud de enlace de 172,3 pm y un ángulo de enlace de 92,0 °). [69] En el planar pentagonal aromático predicho Mc-
5racimo, análogo al pentazolato ( N-
5), se espera que la longitud del enlace Mc-Mc aumente del valor extrapolado de 156-158 pm a 329 pm debido a los efectos de acoplamiento espín-órbita. [70]
Química experimental
Aún no se ha establecido una determinación inequívoca de las características químicas del moscovio. [71] [72] En 2011, se realizaron experimentos para crear nihonium , flerovium , y los isótopos moscovium en las reacciones entre el calcio-48 proyectiles y objetivos de americio-243 y plutonio-244 . Sin embargo, los objetivos incluían impurezas de plomo y bismuto y, por lo tanto, se generaron algunos isótopos de bismuto y polonio en reacciones de transferencia de nucleones. Esto, mientras que una complicación imprevista, podría dar información que pueda ayudar en el futuro la investigación química de los homólogos más pesadas de bismuto y el polonio, que son, respectivamente, y moscovium livermorium . [72] Los núclidos bismuto-213 y polonio-212m producidos se transportaron como los hidruros 213 BiH 3 y 212m PoH 2 a 850 ° C a través de una unidad de filtro de lana de cuarzo mantenida con tántalo , lo que demuestra que estos hidruros eran sorprendentemente térmicamente estables, aunque su Se esperaría que los congéneres más pesados McH 3 y LvH 2 fueran menos estables térmicamente a partir de una simple extrapolación de las tendencias periódicas en el bloque p. [72] Se necesitan más cálculos sobre la estabilidad y la estructura electrónica de BiH 3 , McH 3 , PoH 2 y LvH 2 antes de que se lleven a cabo las investigaciones químicas. Sin embargo, se espera que el moscovio y el hígado sean lo suficientemente volátiles como elementos puros para que puedan ser investigados químicamente en un futuro próximo. Los isótopos de moscovio 288 Mc, 289 Mc y 290 Mc pueden investigarse químicamente con los métodos actuales, aunque su corta vida media haría que esto fuera un desafío. [72] Moscovium es el elemento más pesado que ha conocido isótopos que son lo suficientemente longevos para la experimentación química. [73]
Ver también
- La ciencia de los materiales en la ciencia ficción § Moscovium
Notas
- ^ En física nuclear , un elemento se llama pesado si su número atómico es alto; el plomo (elemento 82) es un ejemplo de un elemento tan pesado. El término "elementos superpesados" se refiere típicamente a elementos con número atómico mayor que 103 (aunque existen otras definiciones, como número atómico mayor que 100 [11] o 112 ; [12] a veces, el término se presenta como equivalente al término "transactínido", que pone un límite superior antes del comienzo de laseriehipotética de superactínidos ). [13] Los términos "isótopos pesados" (de un elemento dado) y "núcleos pesados" significan lo que podría entenderse en el lenguaje común: isótopos de gran masa (para el elemento dado) y núcleos de gran masa, respectivamente.
- ^ En 2009, un equipo de JINR dirigido por Oganessian publicó los resultados de su intento de crear hassium en unareacciónsimétrica 136 Xe + 136 Xe. No pudieron observar un solo átomo en tal reacción, poniendo el límite superior en la sección transversal, la medida de probabilidad de una reacción nuclear, como 2.5 pb . [14] En comparación, la reacción que resultó en el descubrimiento de hassio, 208 Pb + 58 Fe, tenía una sección transversal de ~ 20 pb (más específicamente, 19+19
−11 pb), según lo estimado por los descubridores. [15] - ^ Cuanto mayor es la energía de excitación, más neutrones se expulsan. Si la energía de excitación es menor que la energía que une cada neutrón al resto del núcleo, no se emiten neutrones; en cambio, el núcleo compuesto se desexcita emitiendo un rayo gamma . [19]
- ^ La definición del Grupo de Trabajo Conjunto IUPAC / IUPAP establece que un elemento químico solo puede reconocerse como descubierto si un núcleo del mismo no se ha descompuesto en 10-14 segundos. Este valor se eligió como una estimación del tiempo que tarda un núcleo en adquirir sus electrones externosy mostrar así sus propiedades químicas. [20] Esta cifra también marca el límite superior generalmente aceptado para la vida útil de un núcleo compuesto. [21]
- ^ Esta separación se basa en que los núcleos resultantes se mueven más allá del objetivo más lentamente que los núcleos del haz sin reaccionar. El separador contiene campos eléctricos y magnéticos cuyos efectos sobre una partícula en movimiento se cancelan para una velocidad específica de una partícula. [23] Dicha separación también puede ser ayudada por una medición del tiempo de vuelo y una medición de la energía de retroceso; una combinación de los dos puede permitir estimar la masa de un núcleo. [24]
- ^ No todos los modos de desintegración son causados por repulsión electrostática. Por ejemplo, la desintegración beta es causada por la interacción débil . [29]
- ^ Dado que la masa de un núcleo no se mide directamente, sino que se calcula a partir de la de otro núcleo, dicha medición se denomina indirecta. Las mediciones directas también son posibles, pero en su mayor parte no han estado disponibles para los núcleos más pesados. [30] La primera medición directa de la masa de un núcleo superpesado se informó en 2018 en LBNL. [31] La masa se determinó a partir de la ubicación de un núcleo después de la transferencia (la ubicación ayuda a determinar su trayectoria, que está vinculada a la relación masa-carga del núcleo, ya que la transferencia se realizó en presencia de un imán). [32]
- ↑ La fisión espontánea fue descubierta por el físico soviético Georgy Flerov , [33] un destacado científico del JINR, y por lo tanto fue un "caballo de batalla" para la instalación. [34] Por el contrario, los científicos de LBL creían que la información de fisión no era suficiente para afirmar la síntesis de un elemento. Creían que la fisión espontánea no se había estudiado lo suficiente como para usarla para la identificación de un nuevo elemento, ya que existía la dificultad de establecer que un núcleo compuesto solo había expulsado neutrones y no partículas cargadas como protones o partículas alfa. [21] Por lo tanto, prefirieron vincular nuevos isótopos a los ya conocidos mediante sucesivas desintegraciones alfa. [33]
- ↑ Por ejemplo, el elemento 102 se identificó erróneamente en 1957 en el Instituto Nobel de Física de Estocolmo , condado de Estocolmo , Suecia . [35] No hubo afirmaciones definitivas anteriores sobre la creación de este elemento, y sus descubridores suecos, estadounidenses y británicos, nobelium , le asignaron un nombre. Más tarde se demostró que la identificación era incorrecta. [36] Al año siguiente, LBNL no pudo reproducir los resultados suecos y, en cambio, anunció su síntesis del elemento; esa afirmación también fue refutada más tarde. [36] JINR insistió en que fueron los primeros en crear el elemento y sugirió un nombre propio para el nuevo elemento, joliotium ; [37] el nombre soviético tampoco fue aceptado (JINR luego se refirió al nombre del elemento 102 como "apresurado"). [38] El nombre "nobelio" se mantuvo sin cambios debido a su uso generalizado. [39]
- ^ El número cuántico corresponde a la letra del nombre del orbital del electrón: 0 as, 1 ap, 2 ad, etc. Consulte el número cuántico azimutal para obtener más información.
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enlaces externos
- Medios relacionados con Moscovium en Wikimedia Commons
- Uut y Uup suman su masa atómica a la tabla periódica
- Elementos superpesados
- Historia y etimología
- Moscovium en la tabla periódica de videos (Universidad de Nottingham)