Moskovij je sintetični kemični element s simbolom Mc in atomskim številom 115. Prvič ga je sintetizirala skupina ruskih in ameriških znanstvenikov na Združenem inštitutu za jedrske raziskave (JINR) v Dubni v Rusiji. Decembra 2015 ga je Skupna delovna skupina IUPAC-a in IUPAP-a priznala kot enega od štirih novih elementov. 28. novembra 2016 je bil uradno poimenovan po Moskovski oblasti, v kateri je JINR.
Moskovij je izredno radioaktiven element: njegov najstabilnejši znani izotop, moskovij-290, ima razpolovno dobo le 0,65 sekund. V periodnem sistemu je transaktinoidni element v p-bloku. Nahaja se v 7. periodi in je uvrščen v skupino 15 kot najtežji pniktogen, čeprav ni potrjeno, da bi se obnašal kot težji homolog bizmuta. Moskovij naj bi imel nekatere lastnosti, podobne lažjim homologom, dušiku, fosforju, arzenu, antimonu in bizmutu, in šibkim kovinam, čeprav bi moral pokazati tudi več bistvenih razlik. Moskovij bi moral imeti tudi velike podobnosti s talijem, saj imata oba en precej slabo vezan elektron zunaj kvazizaprte lupine. Do danes je bilo zabeleženih približno 100 atomov moskovija, pri čemer je bilo dokazano, da imajo vsi masno število med 287 in 290.
Uvod
Zgodovina levo|sličica| Pogled na znameniti Rdeči trg v Moskvi. Odkritelji so regijo okoli mesta počastili kot "starodavno rusko deželo, ki je dom Skupnega inštituta za jedrske raziskave" in je postala izvor imena moskovija.
Odkritje Prvo uspešno sintezo moskovija je izvedla skupina ruskih in ameriških znanstvenikov avgusta 2003 na Združenem inštitutu za jedrske raziskave (JINR) v Dubni v Rusiji. V ekipi, ki jo je vodil ruski jedrski fizik Yuri Oganessian, so bili tudi ameriški znanstveniki iz Narodnega laboratorija Lawrence Livermore. Raziskovalci so 2. februarja 2004 v Physical Review-u C navedli, da so bombardirali americij-243 z ioni kalcija-48, da so ustvarili štiri atome moskovija. Ti atomi so razpadli z emisijo alfa delcev v nihonij po približno 100 milisekundah.
243Am + 48Ca → 288Mc + 3 1Nt → 284Nh + ɑ
243Am + 48Ca → 287Mc + 4 1Nt → 283Nh + ɑ
Sodelovanje med Dubno in Livermorom je pozneje okrepilo svojo trditev glede odkritij moskovija in nihonija z izvajanjem kemijskih poskusov na končnem produktu razpada, 268Db. Noben od nuklidov v tej razpadni verigi ni bil prej znan, zato obstoječi eksperimentalni podatki niso bili na voljo v podporo njihovi trditvi. Junija 2004 in decembra 2005 je bila prisotnost izotopa dubnija potrjena z ekstrahiranjem končnih produktov razpada, merjenjem aktivnosti spontane cepitve (SF) in uporabo kemijskih identifikacijskih tehnik, da se potrdi, da se obnaša kot element 5. skupine (dubnij je namreč v 5. skupini periodnega sistema). Tako razpolovna doba kot način razpada sta bila potrjena za predlagan 268Db, kar je podprlo dodelitev izvirnega jedra moskoviju."Results of the experiment on chemical identification of Db as a decay product of element 115" , Oganessian et al., JINR preprints, 2004. Retrieved on 3 March 2008 Kljub temu v letu 2011 Skupna delovna skupina IUPAC/IUPAP (JWP) ni prepoznala obeh elementov kot odkritih, saj tedanja teorija kemijskih lastnosti elementov skupine 4 in skupine 5 ni mogla ločiti z zadostno verjetnostjo. Poleg tega lastnosti razpada vseh jeder v razpadajoči verigi moskovija pred eksperimenti v Dubni še niso bile opredeljene, kar je po mnenju JWP na splošno "težavno, vendar ne nujno izključno".
Pot do potrditve Dva težja izotopa moskovija, 289Mc in 290Mc, sta bila odkrita v letih 2009 in 2010 kot produkta izotopov tenesa 293Ts in 294Ts; izotop 289Mc so kasneje tudi sintetizirali neposredno in potrdili, da ima enake lastnosti, kot so jih našli v poskusih tenesa.
Leta 2011 je skupna delovna skupina Mednarodne zveze za čisto in uporabno kemijo (IUPAC) in Mednarodne zveze za čisto in uporabno fiziko (IUPAP) ocenila poskusa v Dubni v letih 2004 in 2007 in ugotovila, da ne izpolnjujejo meril za odkritje. V naslednjih nekaj letih je potekalo še eno vrednotenje novejših poskusov, Dubna pa je ponovno priganjala k odkritju. Avgusta 2013 je skupina raziskovalcev z univerze Lund in Gesellschaft für Schwerionenforschung (GSI) v Darmstadtu v Nemčiji sporočila, da je ponovila poskus iz leta 2004 in potrdila ugotovitve Dubne. Istočasno so ponovili poskus iz leta 2004 v Dubni, ki je zdaj dodatno ustvaril tudi izotop 289Mc, ki bi lahko služil kot navzkrižno bombardiranje za potrditev odkritja izotopa tenesa 293Ts leta 2010. Nadaljnjo potrditev je ekipa iz Narodnega laboratorija Lawrence Berkeley objavila leta 2015.
Skupna delovna skupina IUPAC/IUPAP je decembra 2015 prepoznala odkritje elementa in dala prednost sodelovanju Dubna-Livermore v letih 2009–2010, s čimer jim je dala pravico predlagati njegovo stalno ime.Discovery and Assignment of Elements with Atomic Numbers 113, 115, 117 and 118 . IUPAC (2015-12-30) Medtem ko poskusov s sintezo 287Mc in 288Mc niso prepoznali kot prepričljive zaradi pomanjkanja prepričljive identifikacije atomskega števila z navzkrižnimi reakcijami, so eksperimente 293Ts prepoznali kot prepričljive, saj je bil njegov produkt 289Mc proizveden neodvisno in je pokazal enake lastnosti.
Maja 2016 sta Univerza Lund (Lund, Skanija, Švedska) in GSI začeli dvomiti v sintezo elementov 115 in 117. Verige razpada, določene za 289Mc, izotop, ki je ključen za potrditev sintez elementov 115 in 117, so na podlagi nove statistične metode ugotovili, da se preveč razlikujejo in da je velika verjetnost, da ne pripadata istemu nuklidu. Ugotovljeno je bilo, da razpadna veriga 293Ts, ki jo je JWP odobril, zahtevajo razdelitev na posamezne nabore podatkov, dodeljene različnim izotopom tenesa. Ugotovljeno je bilo tudi, da domnevna povezava med razpadnima verigama 293Ts in 289Mc verjetno ne obstaja. (Po drugi strani pa je bilo ugotovljeno, da so verige neodobrenega izotopa 294Ts skladne) Množica stanj, ki jih najdemo, če nuklidi, ki niso sodi-sodi in razpadejo z razpadom alfa, ni nepričakovana in prispeva k nejasnosti navzkrižnih reakcij. Ta študija je kritizirala poročilo JWP, saj po njihovem mnenju spregleda podrobnosti, povezane s tem vprašanjem, in menila, da je "problematično", da je edini argument za sprejemanje odkritij elementov 115 in 117 bila povezava, za katero so menili, da je dvomljiva.
8. junija 2017 sta dva člana Dubna skupine objavila članek v reviji, v katerem sta na te kritike odgovorila in analizirala svoje podatke o nuklidih 293117 in 289Mc s široko sprejetimi statističnimi metodami in ugotovila, da so študije iz leta 2016, ki kažejo na neskladnost, prinesle problematične rezultate pri radioaktivnem razpadu: iz 90-odstotnega intervala verjetnosti so izključili tako povprečni kot skrajni čas razpada ter razpadne verige, ki so bile bolj verjetne, kot tiste, ki so bile vključene. Ponovna analiza leta 2017 je pokazala, da so opažene razpadne verige 293Ts in 289Mc skladne s predvidevanji, da je v vsakem koraku verige prisoten le en nuklid, čeprav bi bilo zaželeno, da bi lahko neposredno izmerili masno število izvornega jedra vsake verige, pa tudi funkcijo vzbujenja reakcije 243Am + 48Ca.
Poimenovanje Z uporabo Mendelejeve nomenklature za neimenovane in neodkrite elemente bi moral biti element 115 poimenovan eka-bizmut. Leta 1979 je IUPAC priporočil, da se sistematično nadomestno ime ununpentij (s simbolom Uup) uporablja do potrditve odkritja elementa in določitve stalnega imena. Čeprav se imena pogosto uporabljajo v kemični skupnosti na vseh ravneh, od kemičnih učilnic do poglobljenih učbenikov, so bila priporočila v glavnem zanemarjena med znanstveniki na tem področju, ki so ga imenovali "element 115", s simbolom E115, (115), ali pa celo samo 115.
30. decembra 2015 je Mednarodna zveza za čisto in uporabno kemijo (IUPAC) priznala odkritje elementa. V skladu s priporočili IUPAC ima odkritelj oz. odkritelji novega elementa pravico predlagati ime. Predlagano ime je bilo langevinij, po Paulu Langevinu. Kasneje je ekipa iz Dubne ime moskovij večkrat omenila kot eno izmed številnih možnosti, pri čemer se je nanašala na Moskovsko oblast, kjer je Dubna.
Junija 2016 je IUPAC potrdil, da bo slednji predlog uradno sprejet do konca leta, kar se je zgodilo 28. novembra 2016. Slovesnost poimenovanja moskovija, tenesa in oganesona je bila 2. marca 2017 v Ruski akademiji znanosti v Moskvi.
Predvidene lastnosti Z izjemo jedrskih lastnosti niso bile izmerjene nobene lastnosti moskovija ali njegovih spojin; to je posledica izjemno omejene in drage proizvodnje ter dejstva, da zelo hitro propada. Lastnosti moskovija tako ostajajo neznane in na voljo so le napovedi.
Jedrska stabilnost in izotopi desno|sličica| Pričakovana lokacija otoka stabilnosti. Črtkana črta je črta beta stabilnosti.|421x421_pik Predvideva se, da je moskovij znotraj otoka stabilnosti, usredinjenega pri Koperniciju (element 112) in fleroviju (element 114). Zaradi pričakovanih visokih ovir pri cepitvi katero koli jedro v tem otoku stabilnosti razpada izključno z alfa razpadom in morda nekaj z zajetjem elektronov ali beta razpadom. Čeprav znani izotopi moskovija nimajo dovolj nevtronov, da bi bili na otoku stabilnosti, je videti, da se otoku približujejo, saj so na splošno težji izotopi dolgotrajnejši.
Hipotetični izotop 291Mc je še posebej zanimiv primer, saj ima le en nevtron več kot najtežji znani izotop moskovja, 290Mc. Verjetno bi ga lahko sintetizirali kot produkt 295Ts, kar pa bi lahko nastalo iz reakcije . Izračuni kažejo, da ima lahko poleg alfa razpada tudi velik delež razpada z zajetjem elektronov ali emisijo pozitrona in ima tudi relativno dolgo razpolovno dobo – nekaj sekund. To bi proizvedlo 291Fl, 291Nh in nazadnje 291Cn, ki naj bi bil sredi otoka stabilnosti in imel razpolovni čas približno 1200 let, kar nam daje najboljše upanje, da bomo s sedanjo tehnologijo dosegli sredino otoka. Možne pomanjkljivosti so, da naj bi bil prerez produkcijske reakcije 295Ts majhen, lastnosti razpada supertežkih jeder, ki so blizu linije beta stabilnosti, pa so v veliki meri neraziskane.
Druge možnosti za sintezo jeder na otoku stabilnosti vključujejo kvazifisijo (delna fuzija, kateri sledi cepitev) masivnega jedra. Takšna jedra se navadno cepijo in izženejo dvojno magične ali skoraj dvojno magične nuklide, kot so kalcij-40, kositer-132, svinec-208 ali bizmut-209. V zadnjem času se je izkazalo, da bi lahko reakcije prenosa več nukleonov v trkih jeder aktinoidov (kot sta uran in kirij) uporabili za sintezo nevtronsko bogatih supertežkih jeder, ki se nahajajo na otoku stabilnosti, čeprav je nastanek lažjih elementov, kot sta nobelij ali siborgij bolj priljubljen. Zadnja možnost za sintezo izotopov v bližini otoka je uporaba nadzorovanih jedrskih eksplozij za ustvarjanje nevtronskega toka, ki je dovolj visok, da obide vrzeli nestabilnosti pri 258–260Fm in pri masnem številu 275 (atomska števila od 104 do 108 ), posnemajoč r-postopek, v katerem so bili aktinoidi prvič proizvedeni v naravi, in je vrzel nestabilnosti okoli radona bila obidena. Nekateri takšni izotopi (zlasti 291Cn in 293Cn) so bili morda celo sintetizirani v naravi, vendar bi že prehitro propadli (z razpolovnimi časi le tisoče let) in nastali v premajhnih količinah (približno 10−12-krat toliko kot svinca), da bi jih bilo danes mogoče zaznati kot prvotne nuklide zunaj kozmičnih žarkov.
Fizične in atomske