El moscovio es un elemento químico sintético ; tiene 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 los organismos científicos internacionales IUPAC e IUPAP . El 28 de noviembre de 2016, recibió oficialmente el nombre del Óblast de Moscú , en el que se encuentra el JINR. [10] [11] [12]
El moscovio es un elemento extremadamente radiactivo : su isótopo más estable conocido, el moscovio-290, tiene una vida media de sólo 0,65 segundos. [9] En la tabla periódica , es un elemento transactínido del bloque p . Es miembro del séptimo período y se ubica 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 post-transición , 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 bastante débilmente unido fuera de una capa casi cerrada . Hasta la fecha se han observado más de cien átomos de moscovio, y se ha demostrado que todos tienen números de masa de 286 a 290.
Un núcleo atómico superpesado [b] se crea en una reacción nuclear que combina otros dos núcleos de tamaño desigual [c] en uno; A grandes rasgos, cuanto más desiguales sean los dos núcleos en términos de masa , mayor será la posibilidad de que los dos reaccionen. [18] El material formado por los núcleos más pesados se convierte en un objetivo, que luego es bombardeado por el haz de núcleos más ligeros. Dos núcleos sólo 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 sólo a una distancia muy corta de un núcleo; Por tanto, los núcleos del haz se aceleran mucho para que dicha repulsión sea insignificante en comparación con la velocidad del núcleo del haz. [19] La energía aplicada a los núcleos del haz para acelerarlos puede hacer que alcancen velocidades de hasta una décima parte de la velocidad de la luz . Sin embargo, si se aplica demasiada energía, el núcleo del haz puede desmoronarse. [19]
Acercarse lo suficiente por sí solo no es suficiente para que dos núcleos se fusionen: cuando dos núcleos se acercan, 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 formar un núcleo. núcleo único. [19] [20] Esto sucede porque durante el intento de formación de un solo núcleo, la repulsión electrostática desgarra el núcleo que se está formando. [19] Cada par de un objetivo y un haz se caracteriza por su sección transversal : la probabilidad de que se produzca la fusión si dos núcleos se acercan entre sí expresada en términos del área transversal que la partícula incidente debe chocar para que se produzca la fusión. . [d] Esta fusión puede ocurrir como resultado del efecto cuántico en el que los núcleos pueden hacer túneles a través de la repulsión electrostática. Si los dos núcleos pueden permanecer cerca durante esa fase, múltiples interacciones nucleares dan como resultado una redistribución de la energía y un equilibrio energético. [19]
La fusión resultante es un estado excitado [23] , denominado núcleo compuesto , y por tanto es muy inestable. [19] Para alcanzar un estado más estable, la fusión temporal puede fisionarse sin la formación de un núcleo más estable. [24] Alternativamente, el núcleo compuesto puede expulsar algunos neutrones , lo que se llevaría la energía de excitación; si este último no fuera suficiente para la expulsión de neutrones, la fusión produciría un rayo gamma . Esto sucede aproximadamente 10-16 segundos después de la colisión nuclear inicial y da como resultado la creación de un núcleo más estable. [24] La definición del Grupo de Trabajo Conjunto (JWP) de la IUPAC/IUPAP establece que un elemento químico sólo puede reconocerse como descubierto si un núcleo del mismo no se ha desintegrado en 10 −14 segundos. Este valor se eligió como una estimación de cuánto tiempo le toma a un núcleo adquirir electrones y así mostrar sus propiedades químicas. [25] [mi]
El rayo atraviesa el objetivo y llega a la siguiente cámara, el separador; si se produce un nuevo núcleo, este es transportado con este haz. [27] En el separador, el núcleo recién producido se separa de otros nucleidos (el del haz original y cualquier otro producto de reacción) [f] 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 el momento de la llegada. [27] La transferencia tarda unos 10 −6 segundos; Para ser detectado, el núcleo debe sobrevivir tanto tiempo. [30] El núcleo se registra nuevamente una vez registrada su desintegración, y se miden la ubicación, la energía y el tiempo de la desintegración. [27]
La estabilidad de un núcleo es proporcionada por la interacción fuerte. Sin embargo, su alcance es muy corto; A medida que los núcleos crecen, su influencia sobre los nucleones más externos ( protones y neutrones) se debilita. Al mismo tiempo, el núcleo se desgarra por la repulsión electrostática entre protones y su alcance no está limitado. [31] La energía de enlace total proporcionada por la interacción fuerte aumenta linealmente con el número de nucleones, mientras que la repulsión electrostática aumenta con el cuadrado del número atómico, es decir, este último crece más rápido y se vuelve cada vez más importante para los núcleos pesados y superpesados. [32] [33] Por lo tanto, los núcleos superpesados se predicen teóricamente [34] y hasta ahora se ha observado [35] que se desintegran predominantemente a través de modos de desintegración causados por dicha repulsión: desintegración alfa y fisión espontánea . [g] Casi todos los emisores alfa tienen más de 210 nucleones, [37] y el nucleido más ligero que sufre principalmente fisión espontánea tiene 238. [38] En ambos modos de desintegración, las barreras de energía correspondientes para cada modo inhiben la desintegración de los núcleos , pero pueden ser atravesado por un túnel. [32] [33]
Las partículas alfa se producen comúnmente en desintegraciones radiactivas porque la masa de una partícula alfa por nucleón es lo suficientemente pequeña como para dejar algo de energía para que la partícula alfa se use como energía cinética para salir del núcleo. [40] La fisión espontánea es causada por la repulsión electrostática que desgarra el núcleo y produce varios núcleos en diferentes casos de fisión de núcleos idénticos. [33] A medida que aumenta el número atómico, la fisión espontánea rápidamente se vuelve más importante: las vidas medias parciales de la fisión espontánea disminuyen en 23 órdenes de magnitud desde el uranio (elemento 92) al nobelio (elemento 102), [41] y en 30 órdenes de magnitud del torio (elemento 90) al fermio (elemento 100). [42] El modelo anterior de gota de líquido sugería así que la fisión espontánea se produciría casi instantáneamente debido a la desaparición de la barrera de fisión para los núcleos con aproximadamente 280 nucleones. [33] [43] El modelo de capa nuclear posterior sugirió que los núcleos con alrededor de 300 nucleones formarían una isla de estabilidad en la que los núcleos serían más resistentes a la fisión espontánea y sufrirían principalmente desintegración alfa con vidas medias más largas. [33] [43] Descubrimientos posteriores sugirieron que la isla prevista podría estar más lejos de lo previsto originalmente; También demostraron que los núcleos intermedios entre los actínidos de larga vida y la isla predicha se deforman y obtienen estabilidad adicional debido a los efectos de las capas. [44] Los experimentos con núcleos superpesados más ligeros, [45] así como con aquellos más cercanos a la isla esperada, [41] han demostrado una estabilidad mayor de la prevista anteriormente contra la fisión espontánea, lo que muestra la importancia de los efectos de las capas en los núcleos. [h]
Las desintegraciones alfa son registradas por las partículas alfa emitidas, y los productos de 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 puede determinarse fácilmente. [i] (Que todas las desintegraciones dentro de una cadena de desintegración estuvieran realmente relacionadas entre sí se establece por la ubicación de estas desintegraciones, que deben estar en el mismo lugar). [27] El núcleo conocido puede reconocerse por las características específicas de la desintegración sufre como energía de desintegración (o más específicamente, la energía cinética de la partícula emitida). [j] Sin embargo, la fisión espontánea produce varios núcleos como productos, por lo que el nucleido original no puede determinarse a partir de sus hijos. [k]
La información de que disponen los físicos que desean sintetizar un elemento superpesado es, por tanto, la información recogida en los detectores: ubicación, energía y tiempo de llegada de una partícula al detector, así como de su desintegración. Los físicos analizan estos datos y tratan de concluir que efectivamente fue causado por un nuevo elemento y no podría haber sido causado por un nucleido diferente al afirmado. 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. [l].jpg/1280px-RedSquare_(pixinn.net).jpg)
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. Dirigido por el físico nuclear ruso Yuri Oganessian , el equipo incluía científicos estadounidenses del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore . Los investigadores declararon el 2 de febrero de 2004 en Physical Review C que bombardearon americio -243 con iones calcio-48 para producir cuatro átomos de moscovio. Estos átomos se desintegraron mediante la emisión de partículas alfa hasta formar nihonio en unos 100 milisegundos. [56]
La colaboración Dubna-Livermore fortaleció su reivindicación de los descubrimientos de moscovio y nihonio mediante la realización de experimentos químicos en el producto final de desintegración 268 Db. Ninguno de los nucleidos en esta cadena de desintegración se conocía previamente, por lo que no se disponía de datos experimentales existentes 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 su desintegración, midiendo las actividades de fisión espontánea (FS) y utilizando técnicas de identificación química para confirmar que se comportan como un elemento del grupo 5 (como se sabe que hace el dubnio). estar en el grupo 5 de la tabla periódica). [3] [57] Tanto la vida media como el modo de desintegración se confirmaron para el 268 Db propuesto, lo que respalda la asignación del núcleo original al moscovio. [57] [58] Sin embargo, en 2011, el Grupo de Trabajo Conjunto (JWP) de la IUPAC/IUPAP no reconoció que los dos elementos habían sido descubiertos, porque la teoría actual no podía distinguir las propiedades químicas de los elementos del grupo 4 y del grupo 5 con suficiente precisión. confianza. [59] Además, las propiedades de desintegración de todos los núcleos en la cadena de desintegración del moscovio no se habían caracterizado previamente antes de los experimentos de Dubna, una situación que el JWP generalmente considera "problemática, pero no necesariamente exclusiva". [59]
En 2009-2010 se descubrieron dos isótopos más pesados de moscovio, 289 Mc y 290 Mc, como descendientes de los isótopos de tennessina 293 Ts y 294 Ts; Posteriormente, el isótopo 289 Mc también se sintetizó directamente y se confirmó que tenía las mismas propiedades que las encontradas en los experimentos de tennessina. [8]
En 2011, el Grupo de Trabajo Conjunto de organismos científicos internacionales, la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC) y la Unión Internacional de Física Pura y Aplicada (IUPAP), evaluaron los experimentos de Dubna de 2004 y 2007 y concluyeron que no cumplían los criterios para descubrimiento. En los años siguientes se llevó a cabo otra evaluación de experimentos más recientes, y Dubna volvió a presentar la afirmación del descubrimiento del moscovio. [59] En agosto de 2013, un equipo de investigadores de la Universidad de Lund y de la Gesellschaft für Schwerionenforschung (GSI) en Darmstadt , Alemania, anunciaron que habían repetido el experimento de 2004, confirmando los hallazgos de Dubna. [60] [61] Simultáneamente, el experimento de 2004 se repitió en Dubna, creando ahora también el isótopo 289 Mc que podría servir como bombardeo cruzado para confirmar el descubrimiento del isótopo tennessine 293 Ts en 2010. [62] Además la confirmación fue publicada por el equipo del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley en 2015. [63]
En diciembre de 2015, el Grupo de Trabajo Conjunto IUPAC/IUPAP reconoció el descubrimiento del elemento y asignó prioridad a la colaboración Dubna-Livermore de 2009-2010, dándoles el derecho de sugerir un nombre permanente para él. [64] Si bien no reconocieron los experimentos que sintetizaban 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 de 293 Ts como persuasivos porque se había producido su hija 289 Mc. de forma independiente y se encontró que exhibían las mismas propiedades. [62]
En mayo de 2016, la Universidad de Lund ( Lund , Scania , Suecia) y GSI arrojaron algunas dudas sobre la síntesis de moscovium y tennessine. Según un nuevo método estadístico, se descubrió que las cadenas de desintegración asignadas a 289 Mc, el isótopo decisivo en la confirmación de las síntesis de moscovio y tennessina, eran demasiado diferentes para pertenecer al mismo nucleido con una probabilidad razonablemente alta. Se descubrió que las cadenas de desintegración de 293 Ts 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 reclamado entre las cadenas de desintegración reportadas a partir de 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 encontrada cuando los nucleidos que no son 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 moscovio y tennessina fuera un vínculo que consideraban dudoso. [65] [66]
El 8 de junio de 2017, dos miembros del equipo de Dubna publicaron un artículo en una revista respondiendo a estas críticas, analizando sus datos sobre los nucleidos 293 Ts y 289 Mc con métodos estadísticos ampliamente aceptados, señalaron que los estudios de 2016 que indicaban no congruencia producían resultados problemáticos cuando aplicado a la desintegración radiactiva: excluyeron del intervalo de confianza del 90% tanto los tiempos de desintegración promedio como los extremos, 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 estaba presente un nucleido en cada paso de la cadena, aunque sería deseable poder medir directamente el número de masa del nucleido originario. núcleo de cada cadena así como la función de excitación de la reacción 243 Am+ 48 Ca. [67]
Utilizando la nomenclatura de Mendeleev para elementos sin nombre y no descubiertos , el moscovio a veces se conoce como ekabismuth . En 1979, la IUPAC recomendó que se utilizara el nombre del elemento sistemático ununpentium ( con el símbolo correspondiente de Uup ) [68] hasta que se confirme el descubrimiento del elemento y se decida un nombre permanente. Aunque ampliamente utilizadas en la comunidad química en todos los niveles, desde las aulas de química hasta los libros de texto avanzados, las recomendaciones fueron en su mayoría ignoradas entre los científicos en el campo, quienes lo llamaron "elemento 115", con el símbolo de E115 , (115) o incluso simplemente 115. . [3]
El 30 de diciembre de 2015, el descubrimiento del elemento fue reconocido por la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC). [69] Según las recomendaciones de la IUPAC, el descubridor de un nuevo elemento tiene derecho a sugerir un nombre. [70] Un nombre sugerido fue langevinium , en honor a Paul Langevin . [71] Más tarde, el equipo de Dubna mencionó el nombre moscovium varias veces como una entre muchas posibilidades, refiriéndose al Óblast de Moscú donde se encuentra Dubna. [72] [73]
En junio de 2016, la IUPAC respaldó la última propuesta para ser aceptada formalmente a finales de año, que fue el 28 de noviembre de 2016. [12] La ceremonia de nombramiento de moscovium, tennessine y oganesson se celebró el 2 de marzo de 2017 en la Universidad Rusa. Academia de Ciencias de Moscú . [74]
Aparte de las propiedades nucleares, no se han medido otras propiedades del moscovio o sus compuestos; esto se debe a su producción extremadamente limitada y costosa [75] y al hecho de que se descompone muy rápidamente. Las propiedades del moscovium siguen siendo desconocidas y sólo se dispone de predicciones.
Se espera que Moscovium esté dentro de una isla de estabilidad centrada en copernicium (elemento 112) y flerovium (elemento 114). [76] [77] 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 . [4] Aunque los isótopos conocidos de 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. [8] [9] [57]
El isótopo hipotético 291 Mc es un caso especialmente interesante ya que tiene sólo un neutrón más que el isótopo de moscovio más pesado conocido, 290 Mc. Podría sintetizarse plausiblemente como hija de 295 Ts, que a su vez podría formarse a partir de la reacción 249 Bk( 48 Ca,2n) 295 Ts . [76] Los cálculos muestran que puede tener un modo de desintegración de emisión de positrones o captura de electrones significativo además de la desintegración 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 usando tecnología actual. Los posibles inconvenientes son que se espera que la sección transversal de la reacción de producción de 295 Ts sea baja y que las propiedades de desintegración de los núcleos superpesados tan cercanos a la línea de estabilidad beta están en gran medida inexploradas. [76] Los isótopos ligeros 284 Mc, 285 Mc y 286 Mc podrían formarse a partir de la reacción 241 Am+ 48 Ca. Sufrirían una cadena de desintegraciones alfa, que terminarían en isótopos transactínidos demasiado ligeros para producirse mediante fusión en caliente y demasiado pesados para producirse mediante fusión en frío. [76] El isótopo 286 Mc fue encontrado en 2021 en Dubna, en la reacción 243 Am( 48 Ca,5n) 286 Mc : se desintegra en el ya conocido 282 Nh y sus hijas. [78]
Otras posibilidades para sintetizar núcleos en la isla de estabilidad incluyen la cuasifisión (fusión parcial seguida de fisión) de un núcleo masivo. [79] Tales núcleos tienden a fisionarse, expulsando fragmentos doblemente mágicos o casi doblemente mágicos, como calcio-40 , estaño-132 , plomo-208 o bismuto-209 . [80] Se ha demostrado que las reacciones de transferencia de múltiples núcleos 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 , [79] aunque la formación de los elementos más ligeros, nobelio o seaborgio, son más favorecidos. [76] Una última posibilidad de 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 se superó el proceso r en el que se produjeron por primera vez los actínidos en la naturaleza y se superó la brecha de inestabilidad en torno al radón . [76] 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 sólo miles de años) y se habrían producido en cantidades demasiado pequeñas ( aproximadamente 10 −12 la abundancia del plomo ) para ser detectables hoy como nucleidos primordiales fuera de los rayos cósmicos . [76]
En la tabla periódica , el moscovio es miembro del grupo 15, los pnictógenos. Aparece debajo del nitrógeno , fósforo , arsénico , antimonio y bismuto. Cada pnictógeno anterior tiene cinco electrones en su capa de valencia, formando una configuración electrónica de valencia de ns 2 np 3 . En el caso de Moscovium, la tendencia debería continuar y se predice que la configuración electrónica de valencia será 7s 2 7p 3 ; [3] 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 de los electrones y el espín . 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 . [81] 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. [82] La estabilización de los electrones 7s se llama efecto del par inerte , y el efecto que "desgarra" la subcapa 7p en las partes más estabilizadas y menos estabilizadas se llama división de la subcapa. Los químicos informáticos 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. [81] [m] Para muchos propósitos teóricos, la configuración electrónica de valencia se puede representar para reflejar la subcapa 7p dividida como 7s. 2
7p2
1/27p1
3/2. [3] Estos efectos hacen que la química del moscovio sea algo diferente de 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 tanto, se comportan como pares inertes , mientras que el último está desestabilizado relativistamente y puede participar fácilmente en la química. [3] (Los electrones 6d no están lo suficientemente desestabilizados como para participar químicamente.) [4] Por lo tanto, se debe favorecer el estado de oxidación +1, como Tl + , y consistente con esto, el primer potencial de ionización del moscovio debe estar alrededor de 5,58 eV . continuando la tendencia hacia potenciales de ionización más bajos en los pnictógenos. [3] Tanto el moscovio como el nihonio tienen un electrón fuera de una configuración de capa casi cerrada que puede deslocalizarse en el estado metálico: por lo tanto, deberían tener puntos de fusión y ebullición similares (ambos fundiéndose alrededor de 400 °C y hirviendo alrededor de 1100 °C) debido a que la fuerza de sus enlaces metálicos sea similar. [4] 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 polarizabilidad de Mc + sean más similares a Tl + que a su verdadero congénere Bi 3+ . [4] El moscovio debería ser un metal denso debido a su alto peso atómico , con una densidad de alrededor de 13,5 g/cm 3 . [4] Se espera que el electrón del átomo de moscovio similar al hidrógeno (oxidado para 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 para el bismuto y el antimonio similares al hidrógeno sean 1,25 y 1,077 respectivamente. [81]
Se predice que el moscovio será el tercer miembro de la serie 7p de elementos químicos y el miembro más pesado del grupo 15 de 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. [83] En este grupo, se sabe que cada miembro presenta el estado de oxidación del grupo de +5 pero con diferente estabilidad. Para el nitrógeno, el estado +5 es principalmente una explicación formal de moléculas como el N 2 O 5 : es muy difícil tener cinco enlaces covalentes con el 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, en el caso del bismuto se vuelve raro debido a la estabilización relativista de los orbitales 6s conocida como efecto del par inerte , de modo que los electrones 6s son reacios a unirse químicamente. Se espera que el moscovio tenga un efecto de par inerte tanto para los electrones 7s como para los 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, [84] probablemente comportándose más como talio (I) que como bismuto (I). [4] Debido al acoplamiento espín-órbita, el flerovium puede mostrar propiedades de capa cerrada o similares a las de un gas noble; Si este es el caso, como resultado, es probable que el moscovio sea típicamente monovalente, ya que el catión Mc + tendrá la misma configuración electrónica que el flerovium, lo que quizás le dé al moscovio cierto carácter de metal alcalino . [4] 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 . [85] El catión Mc 3+ debería comportarse como su verdadero homólogo más ligero Bi 3+ . [4] 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. [4] El moscovio sería un metal bastante reactivo, con un potencial de reducción estándar.de −1,5 V para el par Mc + /Mc. [4]
La química del moscovio en solución acuosa debería ser esencialmente la de los iones Mc + y Mc 3+ . Los primeros deben hidrolizarse fácilmente y no formar complejos fácilmente con haluros , cianuro y amoníaco . [4] 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) debería ser insoluble; y el cloruro (McCl), bromuro (McBr), yoduro (McI) y tiocianato (McSCN) deben ser sólo ligeramente solubles, de modo que agregar un exceso de ácido clorhídrico no afectaría notablemente la solubilidad del cloruro de moscovio (I). [4] Mc 3+ debería ser tan estable como Tl 3+ y, por lo 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+ . [4] El fluoruro de moscovio (III) (McF 3 ) y la tiozonida (McS 3 ) deben ser insolubles en agua, similar a los compuestos de bismuto correspondientes, mientras que el cloruro de moscovio (III) (McCl 3 ), el bromuro (McBr 3 ) y el yoduro (McI 3 ) debe ser fácilmente soluble y fácilmente hidrolizado para formar oxihaluros como McOCl y McOBr, nuevamente análogos al bismuto. [4] 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 están complejados y de la probabilidad de hidrólisis. [4]
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° (el bismuto 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°). [86] En el plano pentagonal aromático previsto Mc−
5grupo, análogo al pentazolato ( norte−
5), se espera que la longitud del enlace Mc-Mc se expanda del valor extrapolado de 156-158 pm a 329 pm debido a los efectos del acoplamiento espín-órbita. [87]
Aún no se ha establecido una determinación inequívoca de las características químicas del moscovio. [88] [89] En 2011, se llevaron a cabo experimentos para crear isótopos de nihonio , flerovium y moscovio en las reacciones entre proyectiles de calcio-48 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, si bien es una complicación imprevista, podría brindar información que ayudaría en la futura investigación química de los homólogos más pesados del bismuto y el polonio, que son respectivamente moscovio y hígado . [89] Los nucleidos producidos bismuto-213 y polonio-212m fueron transportados como los hidruros 213 BiH 3 y 212m PoH 2 a 850 °C a través de una unidad de filtro de lana de cuarzo sostenida con tantalio , lo que demuestra que estos hidruros eran sorprendentemente estables térmicamente, 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 tendencias periódicas en el bloque p. [89] 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 realicen investigaciones químicas. Sin embargo, se espera que el moscovium y ellivermorium sean lo suficientemente volátiles como elementos puros para poder investigarlos químicamente en un futuro próximo. Los isótopos de moscovio 288 Mc, 289 Mc y 290 Mc pueden investigarse químicamente con los métodos actuales, aunque sus cortas vidas medias dificultarían esta tarea. [89] El moscovio es el elemento más pesado del que se conocen isótopos que tienen una vida lo suficientemente larga como para permitir la experimentación química. [90]
В свою очередь, российские физики предлагают свой вариант – ланжевений (Ln) в честь известного французского физика-теоретика про шлого столетия Ланжевена.
