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モスコビウムは合成化学元素で、記号 はMc、原子番号は115です。2003年にロシアのドゥブナにある合同原子核研究所（JINR）で、ロシアとアメリカの科学者の合同チームによって初めて合成されました。2015年12月、国際科学機関IUPACとIUPAPの合同作業部会によって4つの新元素の1つとして認められました。2016年11月28日、 JINRが所在するモスクワ州にちなんで正式に命名されました。 [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]
モスコビウムは極めて放射性の強い元素です。最も安定な既知の同位体であるモスコビウム-290の半減期はわずか0.65秒です。[ 7 ]周期表では、 pブロックの超アクチノイド元素です。第7周期に属し、最も重いpnictogenとして15族に配置されています。モスコビウムは、より軽い同族元素である窒素、リン、ヒ素、アンチモン、ビスマスと類似した性質を持ち、遷移後金属であると計算されていますが、それらとはいくつかの大きな違いも示すはずです。特に、モスコビウムはタリウムとも大きな類似性を持つはずです。どちらも準閉殻の外側に比較的緩く結合した電子を1つ持っています。単原子の化学実験により、モスコビウムはより軽い同族元素であるビスマスよりも反応性が低いという理論的予測が確認されています。現在までに100個以上のモスコビウム原子が観測されており、それらはすべて質量数が286から290の範囲にあることが示されている。
超重原子核[ a ] は、大きさが異なる2つの原子核[ b ]が1つに結合する核反応で生成されます。おおよそ、2つの原子核の質量の差が大きいほど、2つの原子核が反応する可能性が高くなります。[ 17 ]より重い原子核でできた物質が標的となり、そこに軽い原子核のビームが照射されます。2つの原子核は、互いに十分近い場合にのみ融合して1つになります。通常、原子核（すべて正に帯電）は静電反発により互いに反発します。強い相互作用はこの反発を克服できますが、原子核から非常に短い距離に限られます。そのため、ビーム原子核は、ビーム原子核の速度に比べてこのような反発が無視できるほど小さくなるように、大きく加速されます。[ 18 ]ビーム核を加速するために加えられるエネルギーは、ビーム核を光速の10分の1もの速度にまで達させる可能性がある。しかし、加えられるエネルギーが多すぎると、ビーム核は崩壊する可能性がある。[ 18 ]
十分に近づくだけでは、2 つの原子核が融合するには不十分です。2 つの原子核が互いに近づくと、通常は 10 − 20 秒ほど一緒に留まり、その後、単一の原子核を形成するのではなく、分離します (必ずしも反応前と同じ構成ではありません)。[ 18 ] [ 19 ]これは、単一の原子核の形成を試みる際に、静電反発によって形成中の原子核が引き裂かれるためです。[ 18 ]標的とビームの各ペアは、その断面積によって特徴付けられます。これは、融合が起こるために入射粒子が衝突しなければならない横断面積で表された、2 つの原子核が互いに近づく場合に融合が起こる確率です。[ c ]この融合は、原子核が静電反発をトンネル効果で通過できる量子効果の結果として起こる可能性があります。2 つの原子核がその段階を超えて近くに留まることができる場合、複数の核相互作用によってエネルギーの再分配とエネルギー平衡がもたらされます。[ 18 ]
結果として生じる合体は励起状態[ 22 ] （複合核と呼ばれる）であり、非常に不安定である[ 18 ] 。より安定した状態に達するために、一時的な合体はより安定した核を形成せずに核分裂を起こす可能性がある[ 23 ] 。あるいは、複合核は励起エネルギーを運び去る中性子を少数放出する可能性がある。後者が中性子放出に十分でない場合、合体はガンマ線を生成する。これは最初の核衝突から約10⁻¹⁶秒後に起こり、より安定した核が生成される[23]。IUPAC / IUPAP合同作業部会（JWP）の定義では、化学元素は、その原子核が10⁻¹⁴秒以内に崩壊していない場合にのみ発見されたと認識できるとされている。この値は、原子核が電子を獲得して化学的性質を示すのにかかる時間の推定値として選ばれた。[ 24 ] [ d ]
ビームはターゲットを通過して次のチャンバーである分離器に到達します。新しい原子核が生成された場合、それはこのビームとともに運ばれます。[ 26 ]分離器では、新しく生成された原子核は他の核種（元のビームの核種と他の反応生成物）[ e ]から分離され、表面障壁検出器に移送され、そこで原子核が停止します。検出器への衝突の正確な位置がマークされ、そのエネルギーと到着時間もマークされます。[ 26 ]移送には約10⁻⁶秒かかります。 検出されるためには、原子核はこの時間生存する必要があります。[ 29 ]原子核の崩壊が記録されると、原子核は再び記録され、崩壊の位置、エネルギー、および時間が測定されます。[ 26 ]
原子核の安定性は強い相互作用によってもたらされます。しかし、その範囲は非常に短く、原子核が大きくなるにつれて、最外殻核子（陽子と中性子）への影響は弱まります。同時に、原子核は陽子間の静電反発によって引き裂かれ、その範囲は制限されません。[ 30 ]強い相互作用によってもたらされる全結合エネルギーは核子の数に比例して増加しますが、静電反発は原子番号の二乗に比例して増加するため、後者はより速く増加し、重原子核や超重原子核ではますます重要になります。[ 31 ] [ 32 ]したがって、超重原子核は理論的に予測されており[ 33 ]、これまでのところ、主にそのような反発によって引き起こされる崩壊モード、すなわちアルファ崩壊と自発的核分裂によって崩壊することが観測されています[ 34 ]。[ f ]アルファ放出核種のほとんどは210個以上の核子を持ち、[ 36 ]自発核分裂を主として起こす最も軽い核種は238個である。[ 37 ]どちらの崩壊モードでも、原子核はそれぞれのモードに対応するエネルギー障壁によって崩壊が抑制されるが、トンネル効果によって通過することができる。[ 31 ] [ 32 ]
アルファ粒子は、核子あたりのアルファ粒子の質量が小さいため、アルファ粒子が運動エネルギーとして原子核から離れるためのエネルギーが残ることから、放射性崩壊でよく生成されます。[ 39 ]自発核分裂は、静電反発によって原子核が引き裂かれることで起こり、同じ原子核が分裂するさまざまな場合にさまざまな原子核が生成されます。[ 32 ]原子番号が増加するにつれて、自発核分裂の重要性が急速に高まります。自発核分裂の部分半減期は、ウラン（元素番号92）からノーベリウム（元素番号102）まで23 桁減少し、[ 40 ]トリウム（元素番号90）からフェルミウム（元素番号100）まで30桁減少します。 [ 41 ]初期の液滴モデルでは、約 280 個の核子を持つ原子核では核分裂障壁が消失するため、自発的核分裂がほぼ瞬時に起こると示唆されていた。[ 32 ] [ 42 ]後期の核殻モデルでは、約 300 個の核子を持つ原子核は安定の島を形成し、その中で原子核は自発的核分裂に対してより抵抗力があり、半減期が長いアルファ崩壊を主に起こすと示唆されていた。[ 32 ] [ 42 ]その後の発見では、予測された島は当初予想されていたよりも遠い可能性があることが示唆され、また、長寿命のアクチニドと予測された島の中間の原子核は変形しており、殻効果によって追加の安定性を得ることも示された。[ 43 ]より軽い超重核、[ 44 ]および予想されるアイランドに近いもの、[ 40 ]に関する実験では、自発核分裂に対する安定性がこれまで予想されていたよりも大きいことが示されており、原子核に対する殻効果の重要性が示されています。[ g ]
アルファ崩壊は放出されるアルファ粒子によって記録され、崩壊生成物は実際の崩壊前に容易に決定できます。このような崩壊または連続する一連の崩壊によって既知の原子核が生成された場合、反応の元の生成物を容易に決定できます。[ h ]（崩壊連鎖内のすべての崩壊が実際に互いに関連していることは、これらの崩壊の位置によって確立されます。崩壊は同じ場所でなければなりません。）[ 26 ]既知の原子核は、崩壊エネルギー（より具体的には、放出される粒子の運動エネルギー）など、それが受ける崩壊の特定の特性によって認識できます。 [ i ]しかし、自発核分裂はさまざまな原子核を生成物として生成するため、元の核種をその娘核から決定することはできません。[ j ]
超重元素の合成を目指す物理学者が利用できる情報は、検出器で収集された情報、すなわち粒子の位置、エネルギー、検出器への到達時刻、およびその崩壊時の情報である。物理学者はこのデータを分析し、それが実際に新しい元素によって引き起こされたものであり、主張されている核種とは異なる核種によって引き起こされたものではないと結論付けようとする。多くの場合、提供されたデータは、新しい元素が確実に生成され、観測された効果に対する他の説明がないと結論付けるには不十分であり、データの解釈に誤りが生じている。[ k ]
モスコビウムの最初の合成成功は、2003年8月にロシアのドゥブナにある合同原子核研究所（JINR）で、ロシアとアメリカの科学者の合同チームによって達成された。ロシアの原子核物理学者ユーリ・オガネシアンが率いるこのチームには、ローレンス・リバモア国立研究所のアメリカ人科学者も参加していた。研究者らは2004年2月2日、Physical Review C誌で、アメリシウム-243にカルシウム-48イオンを照射して4個のモスコビウム原子を生成したと発表した。これらの原子は約100ミリ秒でアルファ粒子を放出してニホニウムに崩壊した。[ 55 ]
ドゥブナ・リバモア共同研究グループは、最終崩壊生成物268 Dbに対する化学実験を実施することで、モスコビウムとニホニウムの発見に関する主張を強化した。この崩壊系列の核種はこれまで知られていなかったため、既存の実験データは彼らの主張を裏付けるために利用できなかった。2004年6月と2005年12月に、最終崩壊生成物を抽出し、自発核分裂（SF）活性を測定し、化学的同定技術を使用して、それらが第5族元素のように振る舞うことを確認することによって、ドブニウム同位体の存在が確認された（ドブニウムは周期表の第5族に属することが知られている）。[ 1 ] [ 56 ]提案された268 Dbの半減期と崩壊モードの両方が確認され、親核がモスコビウムであるという割り当てを裏付けるものとなった。[ 56 ] [ 57 ]しかし、2011年にIUPAC/IUPAP合同作業部会（JWP）は、現在の理論では第4族元素と第5族元素の化学的性質を十分な確信を持って区別できないため、これら2つの元素が発見されたとは認めなかった。 [ 58 ]さらに、モスコビウムの崩壊系列のすべての原子核の崩壊特性は、ドゥブナ実験以前には特性評価されておらず、JWPは一般的にこの状況を「厄介ではあるが、必ずしも排他的ではない」と考えている。[ 58 ]
モスコビウムのより重い同位体である289 Mcと290 Mcは、2009年から2010年にかけて、テネシン同位体293 Tsと294 Tsの娘核種として発見されました。同位体289 Mcは後に直接合成され、テネシン実験で発見されたものと同じ性質を持つことが確認されました。[ 6 ]
2011年、国際科学団体である国際純正・応用化学連合（IUPAC）と国際純正・応用物理学連合（IUPAP）の合同作業部会は、2004年と2007年のドゥブナの実験を評価し、発見の基準を満たしていないと結論付けた。その後数年以内に、より最近の実験の別の評価が行われ、ドゥブナは再びモスコビウムの発見を主張した。[ 58 ] 2013年8月、ドイツのダルムシュタットにあるルンド大学と重イオン研究所（GSI）の研究者チームは、2004年の実験を再現し、ドゥブナの発見を確認したと発表した。[ 59 ] [ 60 ]同時に、2004 年の実験がドゥブナで繰り返され、2010 年に発見されたテネシン同位体293 Tsを確認するためのクロスボンバードメントとして使用できる同位体289 Mc も追加で生成された。 [ 61 ]さらなる確認は、 2015 年にローレンス バークレー国立研究所のチームによって発表された。[ 62 ]
2015年12月、IUPAC/IUPAP合同作業部会は、この元素の発見を認め、2009年から2010年にかけてのダブナ・リバモア共同研究に優先権を与え、恒久的な名称を提案する権利を与えた。[ 63 ] 287 Mcと288 Mcの合成実験は、交差反応による原子番号の確実な同定が欠如していたため説得力があるとは認められなかったが、293 Tsの実験は、その娘核種である289 Mcが独立して生成され、同じ性質を示すことがわかったため説得力があると認められた。[ 61 ]
2016年5月、ルンド大学（スウェーデン、スコーネ地方、ルンド）とGSIは、モスコビウムとテネシンの合成に疑問を呈した。モスコビウムとテネシンの合成確認に重要な役割を果たした同位体289 Mcに割り当てられた崩壊系列は、新しい統計的手法に基づくと、同じ核種に属する可能性がかなり高いほど異なっていることが判明した。JWPによって承認された報告済みの293 Ts崩壊系列は、異なるテネシン同位体に割り当てられた個別のデータセットに分割する必要があることが判明した。また、 293 Tsと289 Mcから報告された崩壊系列間の関連性は、おそらく存在しないことも判明した。 （一方、非承認同位体294Tsの連鎖は一致していることが判明した。）偶偶でない核種がアルファ崩壊を起こすときに見られる状態の多重性は予想外ではなく、交差反応の不明瞭さの一因となっている。この研究は、この問題に関連する微妙な点を見落としたとしてJWPレポートを批判し、モスコビウムとテネシンの発見を受け入れる唯一の論拠が、疑わしいと彼らが考えたリンクであったことを「問題」とみなした。[ 64 ] [ 65 ]
2017年6月8日、ドゥブナチームの2名が、これらの批判に答える論文を発表し、広く受け入れられている統計的手法を用いて核種293Tsと289Mcに関するデータを分析した結果、2016年の研究では不一致が示されていたが、放射性崩壊に適用すると問題のある結果が生じると指摘した。すなわち、平均崩壊時間と極端な崩壊時間の両方が90%信頼区間から除外され、彼らが選択した90%信頼区間から除外される崩壊連鎖は、含まれる崩壊連鎖よりも観測される可能性が高いという結果である。2017年の再分析では、293Tsと289Mcの観測された崩壊連鎖は、連鎖の各段階で1つの核種のみが存在するという仮定と一致していると結論付けたが、各連鎖の起源となる原子核の質量数と243Am + 48Ca反応の励起関数を直接測定できることが望ましいとしている。[ 66 ]
メンデレーエフの命名法では、名前のない未発見の元素にはモスコビウムはエカビスマスと呼ばれることもあります。1979年、IUPACは、元素の発見が確認され、正式な名前が決定されるまで、仮の系統的元素名としてウンウンペンチウム（対応する記号はUup）[ 67 ]を使用することを推奨しました。化学教室から高度な教科書まで、あらゆるレベルの化学コミュニティで広く使用されているにもかかわらず、この推奨は、この分野の専門家（そもそもこの推奨は彼らのために作られたものではない）の間ではほとんど無視され、彼らはこれを「元素115」と呼び、記号はE115、(115)、あるいは単に115と呼んでいました。[ 1 ]
2015 年 12 月 30 日、この元素の発見は国際純正・応用化学連合(IUPAC) によって認められた。[ 68 ] IUPAC の勧告によれば、新元素の発見者には名前を提案する権利がある。[ 69 ]提案された名前は、ポール・ランジュバンにちなんでランジュビニウムであった。[ 70 ]その後、ドゥブナチームは、ドゥブナがあるモスクワ州にちなんで、多くの可能性の 1 つとしてモスコビウムという名前を何度か言及した。 [ 71 ] [ 72 ]この名前は以前、JINR によって元素 116 に検討されていたが、その元素はリバモリウムと命名されることに決定された。[ 73 ]
2016年6月、IUPACは後者の提案を年末までに正式に承認することを承認し、2016年11月28日に承認された。[ 10 ]モスコビウム、テネシン、オガネソンの命名式は、2017年3月2日にモスクワのロシア科学アカデミーで開催された。[ 74 ]
2024年、JINRのチームは、元素119と120の合成試みに備えて中性子不足のリバモリウム同位体をさらに生成することを目的として、242Puと50Tiの反応を研究中に、289Mcの崩壊連鎖の1つを観測したと報告した。これは、アクチニド標的と原子番号20以上の入射粒子との間の高温核融合反応において、荷電粒子出口チャネル（複合核が基底状態に脱励起される際に、中性子だけでなく陽子と2つの中性子が蒸発する）が初めて成功した報告であった。 [ 75 ]このような反応は、既知のものより数個多くの中性子を持つ、まだ発見されていない超重元素の同位体の新しい合成経路として提案されており、それらは理論上の安定性の島により近く、半減期が長い可能性がある。特に、同位体291 Mc –293 Mcは、現在の検出限界内でこれらのタイプの反応で到達可能である可能性がある。[ 76 ] [ 77 ]
モスコビウムやその化合物の特性は、極めて限られた生産量と高コスト[ 17 ]、そして非常に急速に崩壊するという事実のために、ほとんど測定されていません。いくつかの特異な特性は測定されていますが、大部分のモスコビウムの特性は不明のままであり、予測しか得られていません。
モスコビウムは、コペルニシウム（元素112）とフレロビウム（元素114）を中心とする安定の島内に存在すると予想されている。 [ 78 ] [ 79 ]高い核分裂障壁が予想されるため、この安定の島内の原子核はアルファ崩壊のみで崩壊し、おそらく電子捕獲とベータ崩壊も起こる。[ 2 ]モスコビウムの既知の同位体は、安定の島に存在するのに十分な中性子を持っていないが、一般的に重い同位体ほど寿命が長いため、島に近づいていると見ることができる。[ 6 ] [ 7 ] [ 56 ]
仮説上の同位体291 Mc は、既知の最も重いモスコビウム同位体290 Mc より中性子が 1 つ多いだけなので、特に興味深いケースです。これは、 249 Bk( 48 Ca,2n) 295 Tsの反応から生成される295 Tsの娘として合成される可能性があります。[ 78 ]計算によると、アルファ崩壊に加えて、重要な電子捕獲または陽電子放出崩壊モードを持ち、数秒という比較的長い半減期を持つ可能性があります。これにより、291 Fl、291 Nh、そして最後に291 Cn が生成されます。291 Cn は安定の島の真ん中に位置し、半減期が約 1200年と予想され、現在の技術を使用して島の真ん中に到達できる可能性が最も高いです。考えられる欠点としては、295 Tsの生成反応の断面積が低いと予想され、ベータ安定線に非常に近い超重核の崩壊特性はほとんど研究されていないことが挙げられる。[ 78 ] 291 Mcから294 Mc までの重同位体は、 245 Cm( 48 Ca,p x n) および248 Cm( 48 Ca,p x n) 反応で荷電粒子蒸発を使用して生成される可能性もある。[ 76 ] [ 77 ]
同位体286 Mcは2021年にドゥブナで243 Am( 48 Ca,5n) 286 Mc反応で発見されました。これは既に知られている282 Nhとその娘核種に崩壊します。[ 80 ]未発見の軽い同位体284 Mcと285 Mcは241 Am+ 48 Ca反応で合成される可能性があります。これらはアルファ崩壊の連鎖を経て、高温核融合では軽すぎて生成できず、低温核融合では重すぎて生成できない超アクチニド同位体で終わると予測されています。[ 78 ]さらに軽い282 Mcと283 Mcは243 Am+ 44 Caで合成される可能性がありますが、断面積はおそらく低くなります。[ 78 ]
安定の島で原子核を合成する他の可能性としては、質量が大きい原子核の準核分裂（部分的な融合に続いて核分裂が起こる）が挙げられる。[ 81 ]このような原子核は核分裂を起こしやすく、カルシウム-40、スズ-132、鉛-208、ビスマス-209などの二重魔法数またはほぼ二重魔法数の断片を放出する。[ 82 ]アクチニド原子核（ウランやキュリウムなど）の衝突における多核子移行反応は、安定の島に位置する中性子過剰の超重原子核を合成するために使用できることが示されているが、[ 81 ]より軽い元素であるノーベリウムやシーボーギウムの形成の方が好ましい。[ 78 ]島の近くで同位体を合成する最後の可能性は、制御された核爆発を使用して、 258～260 Fmと質量数275 (原子番号104～108 )の不安定性のギャップを迂回するのに十分な高い中性子束を生成することです。これは、アクチニドが最初に自然界で生成され、ラドン周辺の不安定性のギャップを迂回したr プロセスを模倣しています。[ 78 ]このような同位体 (特に291 Cn と293 Cn) は自然界で合成された可能性もありますが、非常に速く崩壊し (半減期はわずか数千年)、生成量も非常に少ない (鉛の存在量の約 10 −12倍) ため、今日では宇宙線以外では原始核種として検出できません。[ 78 ]
周期表では、モスコビウムは第15族、プニクトゲンに属します。窒素、リン、ヒ素、アンチモン、ビスマスの下に位置しています。これまでのすべてのプニクトゲンは、価電子殻に5個の電子を持ち、価電子配置はns 2 np 3となります。モスコビウムの場合もこの傾向は続き、価電子配置は7s 2 7p 3と予測されます。[ 1 ]したがって、モスコビウムは多くの点でより軽い同族元素と同様の挙動を示します。しかし、顕著な違いが生じる可能性があります。その主な要因は、スピン軌道相互作用（SO相互作用）です。これは、電子の運動とスピンの間の相互作用です。超重元素では、電子が軽い原子よりもはるかに速く、光速に匹敵する速度で運動するため、この相互作用は特に強くなります。[ 83 ]モスコビウム原子に関して言えば、7sおよび7p電子エネルギー準位を低下させ（対応する電子を安定化させる）、7p電子エネルギー準位のうち2つは他の4つよりも安定化される。[ 84 ] 7s電子の安定化は不活性電子対効果と呼ばれ、7p副殻をより安定化した部分とより不安定な部分に「引き裂く」効果は副殻分裂と呼ばれる。計算化学者は、この分裂を、7p副殻のより安定化した部分とより不安定な部分について、それぞれ第2（方位角）量子数lが1から1/2と3/2に変化することと捉えている。[ 83 ] [ l ]多くの理論的目的のために、価電子配置は7p副殻分裂を反映するように7s²と表されることがある。7p 2 1/2 7p 1 3/2。[ 1 ]これらの影響により、モスコビウムの化学組成は、より軽い同族体の化学組成とは多少異なっています。
モスコビウムの価電子は、7s (2 個の電子)、7p 1/2 (2 個の電子)、および 7p 3/2 (1 個の電子) の 3 つの副殻に分かれています。これらのうち最初の 2 つは相対論的に安定化されているため不活性な電子対として振る舞いますが、最後の 1 つは相対論的に不安定化されているため化学反応に容易に関与できます。[ 1 ] (6d 電子は化学反応に関与するほど不安定化されていません。) [ 2 ]したがって、 Tl +のように+1 の酸化状態が優先されるはずであり、これと一致して、モスコビウムの第一イオン化ポテンシャルは約 5.58 eVであるはずであり、プニクトゲンを下るにつれてイオン化ポテンシャルが低くなる傾向が続きます。[ 1 ]モスコビウムとニホニウムはどちらも準閉殻構造の外側に1つの電子を持ち、金属状態では非局在化することができます。そのため、金属結合の強さが似ていることから、融点と沸点も似ているはずです（どちらも約400 ℃で融解し、約1100 ℃で沸点に達します）。[ 2 ]さらに、予測されるイオン化ポテンシャル、イオン半径（Mc +の場合は1.5 Å 、Mc 3+の場合は1.0 Å ）、およびMc +の分極率は、真の同族元素であるBi 3+よりもTl +に似ていると予想されます。[ 2 ]モスコビウムは原子量が大きいため、密度が約13.5 g/cm 3の高密度金属であるはずです。[ 2 ]水素様モスコビウム原子（電子が1つしかないように酸化された Mc 114+ ）の電子は、相対論的効果により、静止した電子の1.82倍の質量を持つほど速く動くと予想されている。比較のために、水素様ビスマスとアンチモンの数値はそれぞれ1.25と1.077と予想されている。[ 83 ]
モスコビウムは、7p系列の化学元素の3番目のメンバーであり、周期表の15族で最も重いメンバーで、ビスマスより下に位置すると予測されている。これまでの2つの7p元素とは異なり、モスコビウムは、より軽い同族元素、この場合はビスマスとよく似た同族元素であると予想されている。[ 85 ]このグループでは、各メンバーは+5のグループ酸化状態を示すことが知られているが、安定性は異なる。窒素の場合、+5状態は主にN2O5のような分子の形式的な説明である。小さな窒素原子は5つの配位子を収容できないため、窒素に5つの共有結合を持つことは非常に難しい。 + 5状態は、本質的に非相対論的な典型的なプニクトゲンであるリン、ヒ素、アンチモンでよく表されている。しかし、ビスマスでは、不活性電子対効果として知られる 6s 軌道の相対論的安定化により、6s 電子が化学的に結合しにくくなるため、不活性電子対効果は稀になります。 孤立した 7p 3/2 電子の結合エネルギーは 7p 1/2 電子の結合エネルギーよりも著しく低いため、モスコビウムでは 7s および 7p 1/2 電子の両方に不活性電子対効果が生じると予想されます。窒素( I )およびビスマス(I) は知られていますが稀であり、モスコビウム (I) はいくつかの独自の特性を示す可能性が高く、[ 86 ]ビスマス (I) よりもタリウム (I) に似た振る舞いをする可能性が高いです。[ 2 ]スピン軌道結合のため、フレロビウムは閉殻または希ガスのような特性を示す可能性があります。この場合、カチオン Mc +はフレロビウムと同じ電子配置を持つため、モスコビウムは結果として通常は一価になる可能性が高く、モスコビウムにアルカリ金属の性質を与えるかもしれない。[ 2 ]計算によると、モスコビウム(I)フッ化物と塩化物はイオン化合物であり、Mc +のイオン半径は約 109〜114 pmであるが、Mc +イオンの7p 1/2孤立電子対は高い分極率を持つはずである。[ 87 ] Mc 3+カチオンは、真のより軽い同族体 Bi 3+のように振る舞うはずである。[ 2 ] 7s電子は安定化しすぎていて化学的に寄与することができないため、+5状態は不可能であり、モスコビウムは3つの価電子しか持たないと考えられる。[ 2 ]モスコビウムは非常に反応性の高い金属であり、Mc + /Mc対の標準還元電位は-1.5Vである。[ 2 ]
水溶液中のモスコビウムの化学は、基本的に Mc + イオンと Mc 3+イオンの化学であるはずです。前者は容易に加水分解され、ハロゲン化物、シアン化物、アンモニアと容易に錯体を形成しないはずです。[ 2 ]水酸化モスコビウム(I) (McOH)、炭酸塩(Mc 2 CO 3 )、シュウ酸塩(Mc 2 C 2 O 4 )、フッ化物(McF) は水に溶けるはずです。硫化物(Mc 2 S) は不溶性であるはずです。塩化物(McCl)、臭化物(McBr)、ヨウ化物(McI)、チオシアン酸塩(McSCN) はわずかにしか溶けないため、過剰の塩酸を加えても塩化モスコビウム(I) の溶解度に目立った影響はありません。[ 2 ] Mc 3+ はTl 3+とほぼ同じくらい安定であるはずなので、モスコビウム化学の重要な部分でもあるはずですが、元素の中で最も近い同族元素は、より軽い同族元素である Bi 3+であるはずです。[ 2 ]モスコビウム(III) フッ化物 (McF 3 ) と硫化物(Mc 2 S 3 ) は、対応するビスマス化合物と同様に水に不溶であるはずですが、モスコビウム(III) 塩化物 (McCl 3 )、臭化物 (McBr 3 )、ヨウ化物 (McI 3 ) は容易に溶解し、容易に加水分解されてMcOCl や McOBr などのオキシハロゲン化物を形成するはずです。これもまたビスマスに類似しています。 [ 2 ]モスコビウム(I) とモスコビウム(III) はどちらも一般的な酸化状態であるはずで、それらの相対的な安定性は、それらが何と錯体を形成しているか、および加水分解の可能性に大きく依存するはずです。[ 2 ]
より軽い同族体であるアンモニア、ホスフィン、アルシン、スチビン、ビスムチンと同様に、モスコビン（McH 3 ）は三角錐型の分子構造を持ち、Mc–H結合長は195.4 pm、H–Mc–H結合角は91.8°であると予想される（ビスムチンは結合長181.7 pm、結合角91.9°、スチビンは結合長172.3 pm、結合角92.0°）。[ 88 ]予測される芳香族五角形平面Mc − 5クラスターは、ペンタゾレート（N − 5 ）に類似しており、スピン軌道結合効果により、Mc–Mc結合長は外挿値の312–316 pmから329 pmに拡張されると予想される 。[ 89 ]
同位体288 Mc、289 Mc、および290 Mcは、化学的調査に十分な半減期を持っています。[ 90 ] 2024年にGSIで行われた実験では、243 Am+ 48 Ca反応によって288 Mcが生成され、ニホニウムとモスコビウムのSiO 2および金表面への吸着が研究されました。SiO 2上のモスコビウムの吸着エンタルピーは、実験的に−Δ H SiO 2 ads (Mc) = 54 +11 −5 kJ/mol (68%信頼区間)と決定されました。モスコビウムは、より軽い同族元素であるビスマスよりもSiO 2表面との反応性が低いものの、閉殻のコペルニシウムおよびフレロビウムよりも反応性が高いことが判明しました。これは、7p 1/2殻の相対論的安定化によるものです。[ 91 ]
{{cite news}}: CS1メンテナンス: アーカイブサービスは非推奨になりました (リンク)В свою очередь, российские физики предлагают свой вариант – ланжевений (Ln) в честь известного французского Єизика-теоретика пролого столетия Ланжевена.