मॉस्कोव्हियमची ओळख
मॉस्कोव्हियम (Mc) हे अणुक्रमांक 115 असलेले एक कृत्रिम अतिजड मूलद्रव्य आहे. ते आवर्त सारणीच्या गट 15, आवर्त 7 मध्ये, बिस्मथच्या थेट खाली स्थित आहे. एक अतिजड मूलद्रव्य असल्याने, ते पृथ्वीवर नैसर्गिकरित्या आढळत नाही आणि केवळ अत्यंत विशेष प्रयोगशाळांमध्ये अणुसंलयन अभिक्रियेद्वारे तयार केले जाते.
शोध आणि संश्लेषण
मॉस्कोव्हियमचे प्रारंभिक संश्लेषण 2003 मध्ये रशियातील डबना येथील जॉइंट इन्स्टिट्यूट फॉर न्यूक्लियर रिसर्च (JINR) मधील रशियन आणि अमेरिकन शास्त्रज्ञांच्या सहयोगी संघाने नोंदवले होते. अॅमरीशियम-243 च्या लक्ष्यावर कॅल्शियम-48 आयनांचा मारा करून हे मूलद्रव्य तयार केले गेले. या प्रक्रियेमुळे मॉस्कोव्हियम समस्थानिकांची निर्मिती झाली, जे नंतर अल्फा क्षय (alpha decays) च्या मालिकेतून गेले. सध्या ओळखले गेलेले सर्वात जास्त काळ टिकणारे समस्थानिक, मॉस्कोव्हियम-289, चे अर्धायुष्य अंदाजे 220 मिलिसेकंद आहे.
अंदाजित रासायनिक गुणधर्म
त्याच्या अत्यंत कमी अर्धायुष्यामुळे आणि आजपर्यंत तयार झालेल्या अणूंच्या कमी संख्येमुळे (सामान्यतः एका वेळी काही डझन), मॉस्कोव्हियमचे स्थूल रासायनिक गुणधर्म (macroscopic chemical properties) थेट निरीक्षण किंवा प्रयोगातून अभ्यासले गेलेले नाहीत. त्याचे रासायनिक वर्तन मुख्यत्वे आवर्त प्रवृत्ती (periodic trends) आणि प्रगत सैद्धांतिक गणितांवर आधारित आहे, जे अतिजड मूलद्रव्यांसाठी अद्वितीय असलेल्या सापेक्षतावादी प्रभावांचा (relativistic effects) कठोरपणे विचार करतात.
हवा आणि पाण्यासोबतची प्रतिक्रियाशीलता
मॉस्कोव्हियममध्ये धातूसारखे गुणधर्म असण्याची अपेक्षा आहे. तथापि, त्याच्या अत्यंत अस्थिरतेमुळे आणि ते सेकंदाच्या काही अंशांमध्ये क्षय पावल्यामुळे, हवा किंवा पाण्यासोबतच्या त्याच्या प्रतिक्रियेचे स्थूल स्वरूपात (macroscopic sense) निरीक्षण करणे शक्य नाही. जर ते मोठ्या प्रमाणात अस्तित्वात असते, तर सैद्धांतिक अंदाजांनुसार ते त्याच्या हलक्या समूहातील सदस्य बिस्मथच्या तुलनेत कमी प्रतिक्रियाशीलता दर्शवेल. ही कमी प्रतिक्रियाशीलता सापेक्षतावादी प्रभावांमुळे (relativistic effects) आहे, जे त्याच्या सर्वात बाहेरील इलेक्ट्रॉनना स्थिर करतात, ज्यामुळे ते रासायनिक बंधासाठी कमी उपलब्ध होतात. परिणामी, अत्यंत प्रतिक्रियाशील धातूंच्या वैशिष्ट्यपूर्ण असलेल्या हवा किंवा पाण्यासारख्या सामान्य पदार्थांसोबत तीव्र प्रतिक्रिया अपेक्षित नाहीत.
ऑक्सिडेशन अवस्था
सैद्धांतिक मॉडेलनुसार, मॉस्कोव्हियममध्ये +1 आणि +3 ऑक्सिडेशन अवस्था असण्याची अपेक्षा आहे. +1 ऑक्सिडेशन अवस्था मॉस्कोव्हियमसाठी असामान्यपणे स्थिर असण्याची शक्यता आहे, कदाचित +3 अवस्थेपेक्षाही जास्त. हे हलक्या गट 15 च्या मूलद्रव्यांमध्ये (नायट्रोजन, फॉस्फरस, आर्सेनिक, अँटिमनी, बिस्मथ) आढळणाऱ्या प्रवृत्तींपासून एक महत्त्वाचे विचलन दर्शवते, जे प्रामुख्याने +3 आणि +5 ऑक्सिडेशन अवस्था दर्शवतात. मॉस्कोव्हियममधील +1 अवस्थेची अंदाजित स्थिरता त्याच्या संयोजी इलेक्ट्रॉनच्या बंधनकारक उर्जेवर (binding energy) परिणाम करणाऱ्या सापेक्षतावादी प्रभावांमुळे आहे.
धोक्याचे स्वरूप
मॉस्कोव्हियमसह सर्व अतिजड मूलद्रव्ये, त्यांच्या तीव्र किरणोत्सर्गामुळे (radioactivity) प्रामुख्याने मोठे धोके निर्माण करतात.
किरणोत्सर्गीपणा
मॉस्कोव्हियम स्वाभाविकपणे आणि तीव्रपणे किरणोत्सर्गी आहे. त्याचे सर्व समस्थानिक अस्थिर आहेत आणि प्रामुख्याने अल्फा उत्सर्जनद्वारे (alpha emission) वेगाने किरणोत्सर्गी क्षय (radioactive decay) करतात. या उच्च पातळीच्या किरणोत्सर्गाचा अर्थ असा आहे की जरी ते मोठ्या प्रमाणात तयार केले गेले असते, तरी त्याच्या हाताळणीसाठी किरणोत्सर्ग प्रदर्शनापासून (radiation exposure) कठोर खबरदारी घेणे आवश्यक असते.
विषारीपणा
त्याच्या उच्च किरणोत्सर्गामुळे, मॉस्कोव्हियमला अत्यंत विषारी म्हणून वर्गीकृत केले जाईल. मॉस्कोव्हियमची कोणतीही मात्रा, जर शरीरात शोषली गेली, तर त्याच्या जलद क्षयामुळे ऊती आणि अवयवांना गंभीर किरणोत्सर्ग हानी पोहोचवेल. तथापि, त्याचे अत्यंत कमी अर्धायुष्य हे सुनिश्चित करते की ते जवळजवळ तात्काळ क्षय पावते, ज्यामुळे दीर्घकालीन संचय किंवा व्यावहारिक परिस्थितीत लक्षणीय जैविक संपर्क टाळला जातो. म्हणून, त्याच्या क्षणिक अस्तित्वामुळे विषारीपणाबद्दलची व्यावहारिक चिंता नगण्य आहे.
ज्वलनशीलता
ज्वलनशीलतेची संकल्पना मॉस्कोव्हियमला लागू होत नाही. ज्वलनशीलता म्हणजे एखाद्या सामग्रीची जळण्याची किंवा ज्वलन टिकवून ठेवण्याची क्षमता. मॉस्कोव्हियमची निर्मिती फक्त अणू-अणू स्वरूपात झाली आहे आणि ते क्षय होण्यापूर्वी काही मिलिसेकंदांसाठी अस्तित्वात असते. ते असा कोणताही स्थूल पदार्थ (bulk material) तयार करू शकत नाही जो प्रज्वलित केला जाऊ शकेल किंवा ज्वलन प्रतिक्रियेत भाग घेऊ शकेल.
काल्पनिक रासायनिक आंतरक्रिया उदाहरण
मॉस्कोव्हियममधील एक काल्पनिक रासायनिक आंतरक्रिया म्हणजे +1 ऑक्सिडेशन अवस्थेमध्ये संयुगे (compounds) तयार करण्याची त्याची अंदाजित क्षमता असेल. उदाहरणार्थ, सैद्धांतिकदृष्ट्या, मॉस्कोव्हियम मोनोहॅलाइड संयुग तयार करू शकते, जसे की मॉस्कोव्हियम(I) क्लोराईड (McCl). हे संयुग सापेक्षतावादी प्रभावांमुळे स्थिर होईल जे 7s आणि 7p1/2 ऑर्बिटल्सना स्थिर करतात, ज्यामुळे +3 अवस्थेसाठी तीन इलेक्ट्रॉन काढण्याऐवजी किंवा +5 अवस्थेसाठी पाच इलेक्ट्रॉन काढण्याऐवजी एकच इलेक्ट्रॉन काढणे तुलनेने अनुकूल होते. तथापि, मॉस्कोव्हियमच्या अत्यंत कमी अस्तित्वाशी संबंधित महत्त्वपूर्ण प्रायोगिक आव्हानांमुळे अशी संयुगे संश्लेषित (synthesized) किंवा निरीक्षित (observed) केली गेलेली नाहीत।