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'''コペルニシウム'''（Copernicium {{IPA-en|ˌkoʊpərˈnɪsiəm|lang}}）は、[[元素記号]]Cn、[[原子番号]]112の[[合成元素]]である。既知の[[同位体]]は[[放射性]]が非常に高く、研究室内でしか作られない。最も安定な同位体は[[コペルニシウム285]]で、[[半減期]]は約28秒である。1996年に[[ドイツ]]・[[ダルムシュタット]]近郊の[[重イオン研究所]]で初めて合成され、[[天文学者]]の[[ニコラウス・コペルニクス]]に因んで命名された。
[[周期表]]上では、[[dブロック元素|dブロック]]の[[遷移元素]]であり、[[第12族元素]]である。[[金]]との反応では、非常に揮発性が高い様子が見られ<ref name="07Ei01">
{{cite journal
|last1=Eichler |first1=R.
|year=2007
|title=Chemical Characterization of Element 112
|journal=Nature
|volume=447 |issue=7140 |pages=72-75
|bibcode=2007Natur.447...72E
|doi=10.1038/nature05761
|pmid=17476264
|s2cid=4347419
|display-authors=etal}}</ref>、そのため、[[標準状態]]では液体と見られる（揮発性）
第12族元素のより軽い[[ホモログ]]である[[亜鉛]]、[[カドミウム]]、[[水銀]]と比べると、[[相対論効果]]のため、いくつかの性質がかなり異なっていると計算されている。7s軌道の[[電子]]の代わりに6d軌道の電子を失いやすく、第12族元素よりも、[[ラドン]]等の[[希ガス]]により性質が近いと考えられる。計算により、+4の[[酸化状態]]が示されるが、これは水銀ではその存在が議論されている1つの化合物だけが持つ値であり、亜鉛やカドミウムはこの状態を示さない。また、他の第12族元素と比べ、中性状態からの酸化がより難しいと計算される。予測は、コペルニシウムの固体が[[金属]]か、[[半導体]]か、[[絶縁体]]であるかにより変わる。化学的性質が実験的に調べられている中で、最も重い元素の一つである。
==導入==
[[ファイル:Deuterium-tritium fusion.svg|upright=1.00|alt=A graphic depiction of a nuclear fusion reaction|thumb|left|核融合反応の図示。2つの原子核が1つに融合し、1つの中性子を放出する。]]
重い{{efn|核物理学では、原子番号の大きい元素は、「重い」元素と呼ばれる。原子番号82の鉛は、重い元素の一例である。「超重元素」という用語は、通常、原子番号103番以降の元素を指す（ただし、原子番号100<ref>{{Cite web|url=https://www.chemistryworld.com/news/explainer-superheavy-elements/1010345.article|title=Explainer: superheavy elements|last=Kramer|first=K.|date=2016|website=Chemistry World|accessdate=2020-03-15}}</ref>以降とするものや112以降<ref>{{Cite web|archive-url=https://web.archive.org/web/20150911081623/https://pls.llnl.gov/research-and-development/nuclear-science/project-highlights/livermorium/elements-113-and-115|url=https://pls.llnl.gov/research-and-development/nuclear-science/project-highlights/livermorium/elements-113-and-115|title=Discovery of Elements 113 and 115|publisher=Lawrence Livermore National Laboratory|archive-date=2015-09-11|accessdate=2020-03-15}}</ref>とするもの等、いくつかの定義がある。[[超アクチノイド元素]]と同義の言葉として使われることもある<ref>{{cite encyclopedia|last1=Eliav|first1=E.|title=Electronic Structure of the Transactinide Atoms|date=2018|encyclopedia=Encyclopedia of Inorganic and Bioinorganic Chemistry|pages=1-16|editor-last=Scott|editor-first=R. A.|publisher=John Wiley & Sons|doi=10.1002/9781119951438.eibc2632|isbn=978-1-119-95143-8|last2=Kaldor|first2=U.|last3=Borschevsky|first3=A.|s2cid=127060181 }}</ref>）。ある元素における「重い同位体」や「重い核」という言葉は、各々、質量の大きい同位体、質量の大きい核を指す。}}[[原子核]]は、2つの異なる原子核{{Efn|2009年、[[ユーリイ・オガネシアン]]率いるドゥブナ合同原子核研究所のチームは、対称の<sup>136</sup>Xe + <sup>136</sup>Xe反応におけるハッシウム合成の試みの結果について公表した。彼らはこの反応で単原子を観測できず、反応断面積の上限を2.5 pbとした<ref>{{Cite journal|last1=Oganessian|first1=Yu. Ts.|last2=Dmitriev|first2=S. N.|last3=Yeremin|first3=A. V.|last4=Aksenov|first4=N. V.|last5=Bozhikov|first5=G. A.|last6=Chepigin|first6=V. I.|last7=Chelnokov|first7=M. L.|last8=Lebedev|first8=V. Ya.|last9=Malyshev|first9=O. N.|last10=Petrushkin|first10=O. V.|last11=Shishkin|first11=S. V.|display-authors=3|date=2009|title=Attempt to produce the isotopes of element 108 in the fusion reaction <sup>136</sup>Xe + <sup>136</sup>Xe |journal=Physical Review C|volume=79|issue=2|pages=024608|doi=10.1103/PhysRevC.79.024608|issn=0556-2813}}</ref>。対称的に、ハッシウムの発見に繋がった反応である<sup>208</sup>Pb + <sup>58</sup>Feの反応断面積は、発見者らにより19<sup>+19</sup><sub>-11</sub>と推定された<ref name="84Mu01">{{cite journal|last1=Munzenberg|first1=G.|last2=Armbruster|first2=P.|last3=Folger|first3=H.|last4=Hesberger|first4=F. P.|last5=Hofmann|first5=S.|last6=Keller|first6=J.|last7=Poppensieker|first7=K.|last8=Reisdorf|first8=W.|last9=Schmidt|first9=K.-H.|display-authors=3|date=1984|title=The identification of element 108|url=http://www.gsi-heavy-ion-researchcenter.org/forschung/kp/kp2/ship/108-discovery.pdf|url-status=dead|journal=Zeitschrift fur Physik A|volume=317|issue=2|pages=235-236|bibcode=1984ZPhyA.317..235M|doi=10.1007/BF01421260|archive-url=https://web.archive.org/web/20150607124040/http://www.gsi-heavy-ion-researchcenter.org/forschung/kp/kp2/ship/108-discovery.pdf|archive-date=7 June 2015|accessdate=20 October 2012|first10=H.-J.|last10=Schott|first11=M. E.|last11=Leino|first12=R.|last12=Hingmann|s2cid=123288075 }}</ref>。}}の[[核融合反応]]により形成され、おおまかに、2つの原子核の質量の差が大きいほど、反応の可能性は高くなる<ref name="Bloomberg">{{Cite web |last=Subramanian |first=S. |date=2019 |title=Making New Elements Doesn't Pay. Just Ask This Berkeley Scientist |url=https://www.bloomberg.com/news/features/2019-08-28/making-new-elements-doesn-t-pay-just-ask-this-berkeley-scientist |archive-url=https://archive.today/20201114183428/https://www.bloomberg.com/news/features/2019-08-28/making-new-elements-doesn-t-pay-just-ask-this-berkeley-scientist |archive-date=November 14, 2020 |url-status=live |accessdate=2020-01-18 |website=Bloomberg Businessweek}}</ref>。重い方の原子核を持つ物質を標的とし、軽い原子核の粒子線を照射することで、2つの原子核が十分に接近すると、1つの原子核への融合が起こりうる。通常、陽電荷を持つ2つの原子核は、[[クーロンの法則]]により互いに反発する。原子核同士が非常に近づくときのみ、[[強い相互作用]]がこの反発力に打ち克つ。そのため、粒子線となる原子核の速度を、この反発力が無視できる程度まで、[[加速器]]で加速する必要がある。ただし、2つの原子核が融合するためには、2つの原子核が単に近づくだけでは不十分である。2つの原子核が近づいただけでは、通常、1つの原子核に融合するのではなく、10<sup>−20</sup>秒間だけ一緒に留まった後、離れていく（この時、反応前と同じ構成とは限らない）<ref name="n+1">{{Cite web|url=https://nplus1.ru/material/2019/03/25/120-element|title=Сверхтяжелые шаги в неизвестное|last=Ivanov|first=D.|date=2019|website=nplus1.ru|language=ru|trans-title=Superheavy steps into the unknown|access-date=2020-02-02}}</ref><ref>{{Cite web|url=http://theconversation.com/something-new-and-superheavy-at-the-periodic-table-26286|title=Something new and superheavy at the periodic table|last=Hinde|first=D.|date=2014|website=The Conversation|accessdate=2020-01-30}}</ref>。核融合が起こる場合、[[複合核]]と呼ばれる一時的な融合状態が[[励起状態]]となる。励起エネルギーを失い、より安定な状態に達すると、複合核は核分裂反応を起こすか、1つまたはいくつかの原子核の核破砕反応を起こして、エネルギーを持ち去る{{Efn|励起エネルギーが大きくなるほど、より多くの中性子が放出される。励起エネルギーが、各々の中性子を残りの核子に結び付けるエネルギーより低い場合、中性子は放出されない。その代わり、複合核は[[ガンマ線]]を放出して脱励起する<ref name=CzechNuclear/>。}}。この事象は、最初の衝突の約10<sup>-16</sup>秒後に起こる<ref name="CzechNuclear">{{cite web|url=http://pdfs.semanticscholar.org/ba08/30dcab221b45ca5bcc3cfa8ae82558d624e7.pdf|archive-url=https://web.archive.org/web/20190303183952/http://pdfs.semanticscholar.org/ba08/30dcab221b45ca5bcc3cfa8ae82558d624e7.pdf|url-status=dead|archive-date=2019-03-03|title=Neutron Sources for ADS|last=Krasa|first=A.|date=2010|publisher=Czech Technical University in Prague|pages=4-8|s2cid=28796927 |accessdate=October 20, 2019}}</ref>{{efn|共同作業部会による定義では、その核が10<sup>-14</sup>秒にわたり崩壊しない場合にのみ、発見として認定される。この値は、原子核が外側の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択された<ref>{{Cite journal|last=Wapstra|first=A. H.|date=1991|title=Criteria that must be satisfied for the discovery of a new chemical element to be recognized|url=http://publications.iupac.org/pac/pdf/1991/pdf/6306x0879.pdf|journal=Pure and Applied Chemistry|volume=63|issue=6|page=883|doi=10.1351/pac199163060879|s2cid=95737691 |issn=1365-3075|accessdate=2020-08-28}}</ref>。また、一般的に考えられる複合核の寿命の上限値を示すものでもある<ref name=BerkeleyNoSF/>。}}。
粒子線が標的を通り過ぎると、次のチェンバーであるセパレーターに移送される。新しい原子核ができていると、この粒子線により運ばれる<ref name="SHEhowvideo">{{Cite web|url=https://www.scientificamerican.com/article/how-to-make-superheavy-elements-and-finish-the-periodic-table-video/|title=How to Make Superheavy Elements and Finish the Periodic Table [Video]|author=Chemistry World|date=2016|website=Scientific American|accessdate=2020-01-27}}</ref>。セパレーターでは、生成した原子核は他の原子核（粒子線の原子核やその他の反応生成物）から分離され{{Efn|この分離は、生成した原子核が未反応の粒子線の原子核よりも、標的の上をよりゆっくり通り過ぎることに基づく。セパレーター内には、特定の粒子速度で移動する粒子への影響が相殺される電磁場がある{{sfn|Hoffman|Ghiorso|Seaborg|2000|p=334}}。このような分離は、[[飛行時間型質量分析計]]や反跳エネルギー測定でも用いられ、この2つを組み合わせて、原子核の質量を推定することが可能となる{{sfn|Hoffman|Ghiorso|Seaborg|2000|p=335}}。}}、表面障壁型[[半導体検出器]]に運ばれる。粒子はそこで停止し、検出器上での正確な衝突位置とそのエネルギー、到達時間が記録される<ref name="SHEhowvideo" />。移送には約10<sup>-6</sup>秒を必要とし、検出までに原子核はこの長時間を生き残る必要がある{{sfn|Zagrebaev|Karpov|Greiner|2013|page=3}}。崩壊が起こると、原子核の位置、エネルギー、崩壊時間が再度記録される<ref name="SHEhowvideo" />。
原子核の安定性は、強い相互作用によってもたらされる。しかし、原子核が大きくなるほど、最外殻の核子（[[陽子]]と[[中性子]]）の影響が弱くなるため、その距離は非常に短くなる。同時に、陽子間の静電反発により原子核は引き裂かれ、これには範囲の制約はない{{sfn|Beiser|2003|p=432}}。そのため、重元素の原子核は理論的には予測されており<ref>{{Cite journal|last1=Staszczak|first1=A.|last2=Baran|first2=A.|last3=Nazarewicz|first3=W.|date=2013|title=Spontaneous fission modes and lifetimes of superheavy elements in the nuclear density functional theory|journal=Physical Review C|volume=87|issue=2|pages=024320-1|doi=10.1103/physrevc.87.024320|arxiv=1208.1215|bibcode=2013PhRvC..87b4320S|s2cid=118134429 |issn=0556-2813}}</ref>、これまでは主にこのような反発による[[アルファ崩壊]]や[[自発核分裂]]{{efn|全ての崩壊モードが静電反発を原因とするのではなく、例えば、[[ベータ崩壊]]の原因は[[弱い相互作用]]である{{sfn|Beiser|2003|p=439}}。}}として観測されてきた{{sfn|Audi|Kondev|Wang|Huang|2017|pp=030001-128-030001-138}}。このような崩壊モードは、超重元素の原子核には支配的なものである。アルファ崩壊は、放出されたアルファ粒子により記録され、崩壊生成物は実際の崩壊前に容易に決定できる。一度の崩壊や連続した崩壊により既知の原子核が生成されると、計算により反応の出発点となる原子核が決定できる{{efn|原子核の質量は直接測定されず、ほかの原子核の値から計算され、このような方法を間接的と呼ぶ。直接測定も可能であるが、ほとんどの場合にはできない<ref>{{Cite journal|last1=Oganessian|first1=Yu. Ts.|last2=Rykaczewski|first2=K. P.|date=2015|title=A beachhead on the island of stability|journal=Physics Today|volume=68|issue=8|pages=32-38|doi=10.1063/PT.3.2880|bibcode=2015PhT....68h..32O|osti=1337838|s2cid=119531411 |issn=0031-9228|url=https://www.osti.gov/biblio/1337838}}</ref>。超重元素の質量の直接測定は、2018年に[[ローレンス・バークレー国立研究所]]により初めて報告された<ref>{{Cite journal|last=Grant |first=A.|date=2018|title=Weighing the heaviest elements|journal=Physics Today|doi=10.1063/PT.6.1.20181113a|s2cid=239775403 }}</ref>。}}。しかし、自発核分裂では生成物として様々な原子核が生じ、そのため、娘核からは、出発点となる原子核が決定できない{{efn|自発核分裂は、ドゥブナ合同原子核研究所を率いていた[[ゲオルギー・フリョロフ]]により発見され<ref name=Distillations>{{Cite journal|last=Robinson|first=A. E.|url=https://www.sciencehistory.org/distillations/the-transfermium-wars-scientific-brawling-and-name-calling-during-the-cold-war|title=The Transfermium Wars: Scientific Brawling and Name-Calling during the Cold War|date=2019|journal=Distillations|accessdate=2020-02-22}}</ref>、この研究所の得意分野となった<ref name="coldfusion77">{{Cite web|url=http://n-t.ru/ri/ps/pb106.htm|title=Популярная библиотека химических элементов. Сиборгий (экавольфрам)|trans-title=Popular library of chemical elements. Seaborgium (eka-tungsten)|language=ru|website=n-t.ru|accessdate=2020-01-07}} Reprinted from {{cite book|author=<!--none-->|date=1977|title=Популярная библиотека химических элементов. Серебро - Нильсборий и далее|chapter=Экавольфрам|trans-title=Popular library of chemical elements. Silver through nielsbohrium and beyond|trans-chapter=Eka-tungsten|language=ru|publisher=Nauka}}</ref>。対称的に、ローレンス・バークレー国立研究所の科学者は、自発核分裂から得られる情報は新元素の合成を裏付けるのに不十分であると信じていた。これは、複合核が中性子だけを放出し、陽子やアルファ粒子のような荷電粒子を放出しないことを立証するのは困難なためである<ref name=BerkeleyNoSF>{{Cite journal|last1=Hyde|first1=E. K.|last2=Hoffman|first2=D. C.|last3=Keller|first3=O. L.|date=1987|title=A History and Analysis of the Discovery of Elements 104 and 105|journal=Radiochimica Acta|volume=42|issue=2|doi=10.1524/ract.1987.42.2.57|issn=2193-3405|pages=67-68|s2cid=99193729 |url=http://www.escholarship.org/uc/item/05x8w9h7}}</ref>。そのため彼らは、連続的なアルファ崩壊により、新しい同位体を既知の同位体と結び付ける方法を好んだ<ref name=Distillations/>。}}。
重い元素を合成しようとする物理学者が得られる情報は、このように検出器により収集される、粒子が検出器に衝突した距離、エネルギー、時間と、崩壊の際の同様の情報となる。物理学者はこのデータを分析し、これが新元素によって引き起こされたものであり、他の核種により引き起こされたものではないと結論付けようとする。しばしば、得られたデータは、新元素の生成を確定するには不十分なものであったり、解釈の誤りの元となりうる{{Efn|例えば、1957年にスウェーデンの[[ノーベル物理学研究所]]は、102番元素を誤同定した<ref name=RSC>{{Cite web|url=https://www.rsc.org/periodic-table/element/102/nobelium|title=Nobelium - Element information, properties and uses {{!}} Periodic Table|publisher=Royal Society of Chemistry|accessdate=2020-03-01}}</ref>。これ以前にこの元素の合成に関する決定的な主張はなく、発見者により、[[ノーベリウム]]と命名されたが、後に、この同定は誤りであったことが分かった{{sfn|Kragh|2018|pp=38-39}}。翌年、ローレンス・バークレー国立研究所は、ノーベル物理学研究所による結果は再現性がなく、代わりに彼ら自身がこの元素を合成したと発表したが、この主張も後に誤りであったことが判明した{{sfn|Kragh|2018|pp=38-39}}。ドゥブナ合同原子核研究所は、彼らこそがこの元素を最初に合成したと主張し、ジョリオチウムと命名したが{{sfn|Kragh|2018|p=40}}、この名前も認定されなかった（ドゥブナ合同原子核研究所は、のちに、102番元素の命名は「性急」であったと述べた）<ref name="1993 responses">{{Cite journal|year=1993|title=Responses on the report 'Discovery of the Transfermium elements' followed by reply to the responses by Transfermium Working Group|url=https://www.iupac.org/publications/pac/1993/pdf/6508x1815.pdf|url-status=live|journal=Pure and Applied Chemistry|volume=65|issue=8|pages=1815-1824|doi=10.1351/pac199365081815|archive-url=https://web.archive.org/web/20131125223512/http://www.iupac.org/publications/pac/1993/pdf/6508x1815.pdf|archive-date=25 November 2013|accessdate=7 September 2016|last1=Ghiorso|first1=A.|last2=Seaborg|first2=G. T.|last3=Oganessian|first3=Yu. Ts.|last4=Zvara|first4=I|last5=Armbruster|first5=P|last6=Hessberger|first6=F. P|last7=Hofmann|first7=S|last8=Leino|first8=M|last9=Munzenberg|first9=G|last10=Reisdorf|first10=W|last11=Schmidt|first11=K.-H|s2cid=95069384 |display-authors=3}}</ref>。「ノーベリウム」という名前は、広く使われていたため、変更されなかった<ref name=IUPAC97>{{Cite journal|doi=10.1351/pac199769122471|title=Names and symbols of transfermium elements (IUPAC Recommendations 1997)|date=1997|journal=Pure and Applied Chemistry|volume=69|pages=2471-2474|issue=12|author=Commission on Nomenclature of Inorganic Chemistry|url=http://publications.iupac.org/pac/pdf/1997/pdf/6912x2471.pdf}}</ref>。}}。
==歴史==
===発見===
コペルニシウムは、1996年2月9日に、ドイツの重イオン研究所において、[[シグルド・ホフマン]]、[[ヴィクトル・ニノフ]]らによって[[化学元素発見の年表|初めて合成]]された<ref name="96Ho01" />。これは、粒子加速器により、[[鉛208]]原子核を標的として、加速した[[亜鉛70]]原子核を衝突させることで、[[質量数]]277のコペルニシウムの単原子が合成された（当初、2つめの発見も報告されたが、後にヴィクトル・ニノフにより捏造されたデータに基づいていたことが明らかとなったため、撤回された）<ref name="96Ho01">
{{cite journal
|last1=Hofmann |first1=S.
|year=1996
|title=The new element 112
|journal=Zeitschrift fur Physik A
|volume=354 |issue=1 |pages=229-230
|bibcode=1996ZPhyA.354..229H
|doi=10.1007/BF02769517
|s2cid=119975957
|display-authors=etal}}</ref>。
:{{su|p=208|b=82|a=r}}Pb + {{su|p=70|b=30}}Zn → {{su|p=278|b=112}}Cn* → {{su|p=277|b=112}}Cn + {{su|p=1|b=0}}n
2000年5月、重イオン研究所は、<sup>277</sup>Cn以降の原子を合成する追試に成功した<ref>{{cite journal
|last1 = Hofmann
|first1 = S.
|year = 2000
|title = New Results on Element 111 and 112
|journal = European Physical Journal A
|volume = 14
|issue = 2
|pages = 147-157
|url = https://www.gsi.de/informationen/wti/library/scientificreport2000/Nuc_St/7/ar-2000-z111-z112.pdf
|publisher = Gesellschaft fur Schwerionenforschung
|display-authors = etal
|accessdate = March 2, 2008
|archive-url = https://web.archive.org/web/20080227134031/https://www.gsi.de/informationen/wti/library/scientificreport2000/Nuc_St/7/ar-2000-z111-z112.pdf
|archive-date = February 27, 2008
|url-status = dead
|bibcode = 2002EPJA...14..147H
|doi = 10.1140/epja/i2001-10119-x
|s2cid = 8773326
}}</ref>。この反応は、2004年及び2013年にガス充填型反跳イオン分離器を用いた[[理化学研究所]]によっても追試され、さらに3つの原子が合成されて、重イオン研究所のチームにより報告された崩壊データが確認された<ref name="japan">
{{cite conference
|last1=Morita |first1=K.
|year=2004
|title=Decay of an Isotope <sup>277</sup>112 produced by <sup>208</sup>Pb + <sup>70</sup>Zn reaction
|editor1-last=Penionzhkevich |editor1-first=Yu. E.
|editor2-last=Cherepanov |editor2-first=E. A.
|book-title=Exotic Nuclei: Proceedings of the International Symposium
|pages=188-191
|publisher=World Scientific
|doi=10.1142/9789812701749_0027
}}</ref><ref>{{Cite journal | doi=10.7566/JPSJ.82.024202|title = New Result on the Production of277Cn by the208Pb +70Zn Reaction| journal=Journal of the Physical Society of Japan| volume=82| issue=2| pages=024202|year = 2013|last1 = Sumita|first1 = Takayuki| last2=Morimoto| first2=Kouji| last3=Kaji| first3=Daiya| last4=Haba| first4=Hiromitsu| last5=Ozeki| first5=Kazutaka| last6=Sakai| first6=Ryutaro| last7=Yoneda| first7=Akira| last8=Yoshida| first8=Atsushi| last9=Hasebe| first9=Hiroo| last10=Katori| first10=Kenji| last11=Sato| first11=Nozomi| last12=Wakabayashi| first12=Yasuo| last13=Mitsuoka| first13=Shin-Ichi| last14=Goto| first14=Shin-Ichi| last15=Murakami| first15=Masashi| last16=Kariya| first16=Yoshiki| last17=Tokanai| first17=Fuyuki| last18=Mayama| first18=Keita| last19=Takeyama| first19=Mirei| last20=Moriya| first20=Toru| last21=Ideguchi| first21=Eiji| last22=Yamaguchi| first22=Takayuki| last23=Kikunaga| first23=Hidetoshi| last24=Chiba| first24=Junsei| last25=Morita| first25=Kosuke|bibcode = 2013JPSJ...82b4202S}}</ref>。またこの反応は、かつて1971年に<sup>276</sup>Cnの合成を目的に[[ロシア]]の[[ドゥブナ合同原子核研究所]]でも試みられたが、成功しなかった<ref>{{cite web |url=https://newuc.jinr.ru/img_sections/file/Practice2016/EU/2016-07%20AGP_SHE.pdf |title=Synthesis of superheavy elements |last=Popeko |first=Andrey G. |date=2016 |website=jinr.ru |publisher=Joint Institute for Nuclear Research |accessdate=4 February 2018 |archive-url=https://web.archive.org/web/20180204124109/https://newuc.jinr.ru/img_sections/file/Practice2016/EU/2016-07%20AGP_SHE.pdf |archive-date=February 4, 2018 |url-status=dead }}</ref>。
[[IUPAC/IUPAP共同作業部会]]は、重イオン研究所のチームによるコペルニシウム発見についての2001年<ref>{{cite journal
|last1=Karol
|first1=P. J.
|last2=Nakahara
|first2=H.
|last3=Petley
|first3=B. W.
|last4=Vogt
|first4=E.
|year=2001
|title=On the Discovery of the Elements 110-112
|url=https://www.iupac.org/publications/pac/2001/pdf/7306x0959.pdf
|journal=Pure and Applied Chemistry
|volume=73
|issue=6
|pages=959-967
|doi=10.1351/pac200173060959
|s2cid=97615948
|accessdate=January 9, 2008
|archive-url=https://web.archive.org/web/20180309212208/https://www.iupac.org/publications/pac/2001/pdf/7306x0959.pdf
|archive-date=March 9, 2018
|url-status=dead
}}</ref>と2003年<ref>{{cite journal
|last1=Karol
|first1=P. J.
|last2=Nakahara
|first2=H.
|last3=Petley
|first3=B. W.
|last4=Vogt
|first4=E.
|year=2003
|title=On the Claims for Discovery of Elements 110, 111, 112, 114, 116 and 118
|url=https://www.iupac.org/publications/pac/2003/pdf/7510x1601.pdf
|journal=Pure and Applied Chemistry
|volume=75
|issue=10
|pages=1061-1611
|doi=10.1351/pac200375101601
|s2cid=95920517
|accessdate=January 9, 2008
|archive-url=https://web.archive.org/web/20160822073903/https://www.iupac.org/publications/pac/2003/pdf/7510x1601.pdf
|archive-date=August 22, 2016
|url-status=dead
}}</ref>の主張を評価し、どちらの場合も主張を裏付ける十分な証拠がないと判断した。これは主に、既知の<sup>261</sup>Rfの矛盾した崩壊データによるものであった。しかし、2001年から2005年の間に、重イオン研究所のチームは、<sup>248</sup>Cm(<sup>26</sup>Mg,5n)<sup>269</sup>Hsの反応を研究し、<sup>269</sup>Hsと<sup>261</sup>Rfの崩壊データを確定することができた。<sup>261</sup>Rfの既存のデータは[[同位体]]のものであったことが明らかとなり<ref>
{{cite web
|last1=Dressler
|first1=R.
|last2=Turler
|first2=A.
|year=2001
|title=Evidence for Isomeric States in <sup>261</sup>Rf
|url=https://lch.web.psi.ch/files/anrep01/B-02heavies.pdf
|work=Annual Report
|publisher=Paul Scherrer Institute
|url-status=dead
|archive-url=https://web.archive.org/web/20110707001918/https://lch.web.psi.ch/files/anrep01/B-02heavies.pdf
|archive-date=2011-07-07
|accessdate=2022-12-14
}}</ref>、これは現在では、<sup>261m</sup>Rfと名付けられている。
2009年5月、共同作業部会は、112番元素発見の主張を再び受け、重イオン研究所のチームを112番元素の発見者として公式に認定したと報告した<ref name="GSINewElement">{{cite web
|date = 10 June 2009
|title = A New Chemical Element in the Periodic Table
|url = https://www.gsi.de/portrait/Pressemeldungen/10062009_e.html
|publisher = Gesellschaft fur Schwerionenforschung
|accessdate = April 14, 2012
|archive-url = https://web.archive.org/web/20090823022637/https://www.gsi.de/portrait/Pressemeldungen/10062009_e.html
|archive-date = August 23, 2009
|url-status = dead
}}</ref>。この決定は、娘核の崩壊の性質の確定と、理化学研究所による確認実験に基づくものであった<ref name="fusion">
{{cite journal
|last1=Barber |first1=R. C.
|year=2009
|title=Discovery of the element with atomic number 112
|journal=Pure and Applied Chemistry
|volume=81 |issue=7 |page=1331
|doi=10.1351/PAC-REP-08-03-05
|s2cid=95703833
|url=https://pac.iupac.org/publications/pac/pdf/2009/pdf/8107x1331.pdf
|display-authors=etal}}</ref>。
1998年より、ロシアのドゥブナ合同原子核研究所でも、<sup>238</sup>U(<sup>48</sup>Ca,3n)<sup>283</sup>Cnの熱核融合反応により、より重い同位体である<sup>283</sup>Cnの合成に向けた研究が行われた。<sup>279</sup>Dsへのアルファ崩壊も検出されたものの、観測された<sup>283</sup>Cnの大部分は自発核分裂により崩壊した。
実験の当初には、生成原子核を観測された約3分の長い半減期を持つ原子核に割り当てようとしていたが、予想されたような水銀に似たものではないことが分かり（コペルニシウムは周期表上で水銀の下にある）<ref name="fusion" />、実際は長寿命の活性は<sup>283</sup>Cnによるものではなく、これが電子捕獲した娘核である<sup>283</sup>Rgによるものであることが明らかとなった（もう一つの可能性は、[[核異性体]]<sup>283m</sup>Cnである）<ref name="EXON">{{cite conference |title=Remarks on the Fission Barriers of SHN and Search for Element 120 |first1=S. |last1=Hofmann |first2=S. |last2=Heinz |first3=R. |last3=Mann |first4=J. |last4=Maurer |first5=G. |last5=Munzenberg |first6=S. |last6=Antalic |first7=W. |last7=Barth |first8=H. G. |last8=Burkhard |first9=L. |last9=Dahl |first10=K. |last10=Eberhardt |first11=R. |last11=Grzywacz |first12=J. H. |last12=Hamilton |first13=R. A. |last13=Henderson |first14=J. M. |last14=Kenneally |first15=B. |last15=Kindler |first16=I. |last16=Kojouharov |first17=R. |last17=Lang |first18=B. |last18=Lommel |first19=K. |last19=Miernik |first20=D. |last20=Miller |first21=K. J. |last21=Moody |first22=K. |last22=Morita |first23=K. |last23=Nishio |first24=A. G. |last24=Popeko |first25=J. B. |last25=Roberto |first26=J. |last26=Runke |first27=K. P. |last27=Rykaczewski |first28=S. |last28=Saro |first29=C. |last29=Schneidenberger |first30=H. J. |last30=Schott |first31=D. A. |last31=Shaughnessy |first32=M. A. |last32=Stoyer |first33=P. |last33=Thorle-Pospiech |first34=K. |last34=Tinschert |first35=N. |last35=Trautmann |first36=J. |last36=Uusitalo |first37=A. V. |last37=Yeremin |year=2016 |conference=Exotic Nuclei |editor1-first=Yu. E. |editor1-last=Peninozhkevich |editor2-first=Yu. G. |editor2-last=Sobolev |book-title=Exotic Nuclei: EXON-2016 Proceedings of the International Symposium on Exotic Nuclei |pages=155-164 |isbn=9789813226555}}</ref>。後に、<sup>242</sup>Pu + <sup>48</sup>Caと<sup>245</sup>Cm + <sup>48</sup>Caの交差衝撃で、<sup>283</sup>Cnとその親核である<sup>287</sup>Fl、<sup>291</sup>Lvの性質が確定し、これが2011年の共同作業部会による[[フレロビウム]]と[[リバモリウム]]（原子番号114と116）の発見の認定に重要な役割を果たした。この研究は、重イオン研究所により、<sup>277</sup>Cnの研究に続いて開始され、優先権は重イオン研究所に与えられた<ref name="fusion" />。
===命名===
[[ファイル:Nikolaus Kopernikus.jpg|thumb|upright|left|alt=a painted portrait of Copernicus|プトレマイオスによる天動説に代わり、惑星が太陽を公転する地動説を定式化したニコラウス・コペルニクス|185x185px]]
[[ドミトリ・メンデレーエフ]]による未命名・未発見元素の命名規則により、112番元素は、'''エカ水銀'''として知られていた。1979年、[[国際純正・応用化学連合]]は勧告を出し、それにより112番元素は発見が確定し正式に命名されるまでの間、'''ウンウンビウム'''（記号：Uub）と呼ばれることになった<ref name="iupac">{{cite journal|author=Chatt, J.|journal=Pure and Applied Chemistry|date=1979|volume=51|pages=381-384|title=Recommendations for the naming of elements of atomic numbers greater than 100|doi=10.1351/pac197951020381|issue=2}}</ref>。この名前は、化学の授業からより上級の教科書まで、あらゆるレベルの化学コミュニティで広く使われているが、この分野の多くの科学者からはほぼ無視されており、「元素112」と呼ばれたり、''E112''、''(112)''または単に''112''という記号で表される<ref name="Haire" />。
重イオン研究所のチームによる発見の認定後、国際純正・応用化学連合は彼らに112番元素の名前を提案するよう求めた<ref name="fusion" /><ref>
{{cite web
|date=11 June 2009
|url=https://www.sciencedaily.com/releases/2009/06/090611210039.htm
|title=New Chemical Element in the Periodic Table
|website=Science Daily
|accessdate=2022-12-14
}}</ref>。2009年7月14日、「私たちの世界の見方を変えた、顕著な科学者としての業績を称え」て、ニコラウス・コペルニクスの名前に因んだコペルニシウムという名称とCpという記号が提案された<ref>
{{Cite web
|date=14 July 2009
|title=Element 112 shall be named "copernicium"
|url=https://www.gsi.de/portrait/Pressemeldungen/14072009_e.html
|publisher=Gesellschaft fur Schwerionenforschung
|url-status=dead
|archive-url=https://web.archive.org/web/20090718113516/https://www.gsi.de/portrait/Pressemeldungen/14072009_e.html
|archive-date=18 July 2009
|accessdate=2022-12-14
}}</ref>。
標準的な6か月間の、命名についての科学者コミュニティにおける議論の間<ref name="bbc 20090716">
{{Cite web
|date=16 July 2009
|title=New element named 'copernicium'
|url=https://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/8153596.stm
|work=BBC News
|accessdate=2010-02-22
}}</ref><ref>{{Cite web
|date = 20 July 2009
|title = Start of the Name Approval Process for the Element of Atomic Number 112
|url = https://www.iupac.org/news/news-detail/article/start-of-the-name-approval-process-for-the-element-of-atomic-number-112.html
|publisher = IUPAC
|accessdate = April 14, 2012
|archive-url = https://web.archive.org/web/20121127231211/https://www.iupac.org/news/news-detail/article/start-of-the-name-approval-process-for-the-element-of-atomic-number-112.html
|archive-date = November 27, 2012
|url-status = dead
}}</ref>、Cpという記号は、現在[[ルテニウム]]として知られている元素のかつての名前、カシオピウムの記号に割り当てられていたこと、また化合物の[[シクロペンタンジエン]]を表す記号と同じであることが指摘された<ref>
{{Cite journal
|last1=Meija |first1=Juris
|year=2009
|title=The need for a fresh symbol to designate copernicium
|journal=Nature
|volume=461 |issue=7262 |page=341
|bibcode=2009Natur.461..341M
|doi=10.1038/461341c
|pmid=19759598
|doi-access=free
}}</ref><ref>
{{Cite web
|last1=van der Krogt |first1=P.
|title=Lutetium
|url=https://elements.vanderkrogt.net/element.php?sym=Lu
|work=Elementymology & Elements Multidict
|accessdate=2010-02-22
}}</ref>。
この理由から、国際純正・応用化学連合は記号としてCpを用いることを認可せず、代わりにCnを用いることを提案した。コペルニクスの537回目の誕生日に当たる2010年2月19日、国際純正・応用化学連合は、提案された名前と記号を公式に認可した<ref name="bbc 20090716" /><ref>{{cite web
|date = 19 February 2010
|title = IUPAC Element 112 is Named Copernicium
|url = https://stage.iupac.org/web/nt/2010-02-20_112_Copernicium
|publisher = IUPAC
|accessdate = 2012-04-13
|archive-url = https://web.archive.org/web/20160304090404/https://stage.iupac.org/web/nt/2010-02-20_112_Copernicium
|archive-date = March 4, 2016
|url-status = dead
}}</ref>。
==同位体==
{{Main|コペルニシウムの同位体}}
コペルニシウムは、安定同位体や天然に生成する同位体を持たない。いくつかの放射性同位体が、2つの原子核の融合かより重い原子核の崩壊により、研究室内で合成されている。質量数が277と281から286までの7つの同位体が報告されており、質量数285のものの未確定の核異性体が報告されている<ref name="gsi12">{{cite journal | doi=10.1140/epja/i2012-12062-1 | volume=48 | issue=5 | pages=62 | title=The reaction <sup>48</sup>Ca + <sup>248</sup>Cm → <sup>296</sup>116<sup>*</sup> studied at the GSI-SHIP | journal=The European Physical Journal A| year=2012 | last1=Hofmann | first1=S. | last2=Heinz | first2=S. | last3=Mann | first3=R. | last4=Maurer | first4=J. | last5=Khuyagbaatar | first5=J. | last6=Ackermann | first6=D. | last7=Antalic | first7=S. | last8=Barth | first8=W. | last9=Block | first9=M. | last10=Burkhard | first10=H. G. | last11=Comas | first11=V. F. | last12=Dahl | first12=L. | last13=Eberhardt | first13=K. | last14=Gostic | first14=J. | last15=Henderson | first15=R. A. | last16=Heredia | first16=J. A. | last17=Hesberger | first17=F. P. | last18=Kenneally | first18=J. M. | last19=Kindler | first19=B. | last20=Kojouharov | first20=I. | last21=Kratz | first21=J. V. | last22=Lang | first22=R. | last23=Leino | first23=M. | last24=Lommel | first24=B. | last25=Moody | first25=K. J. | last26=Munzenberg | first26=G. | last27=Nelson | first27=S. L. | last28=Nishio | first28=K. | last29=Popeko | first29=A. G. | last30=Runke | first30=J. | display-authors=29 | bibcode=2012EPJA...48...62H| s2cid=121930293 }}</ref>。これらの大部分は主にアルファ崩壊するが、いくつかは自発核分裂も起こし、<sup>283</sup>Cnは電子捕獲もすると考えられる<ref name="nuclidetable">
{{cite book
|last1=Holden
|first1=N. E.
|year=2004
|chapter=Table of the Isotopes
|editor=D. R. Lide
|title=CRC Handbook of Chemistry and Physics
|at=[https://archive.org/details/crchandbookofche81lide/page/ Section 11]
|edition=85th
|publisher=CRC Press
|isbn=978-0-8493-0485-9
}}</ref>。
<sup>283</sup>Cnは、フレロビウム及びリバモリウムの発見に役立った<ref>
{{cite journal
|last1=Barber |first1=R. C.
|year=2011
|title=Discovery of the elements with atomic numbers greater than or equal to 113
|url=https://pac.iupac.org/publications/pac/pdf/2011/pdf/8307x1485.pdf
|journal=Pure and Applied Chemistry
|volume=83 |issue=7 |pages=5-7
|doi=10.1351/PAC-REP-10-05-01
|s2cid=98065999
|display-authors=etal}}</ref>。
===半減期===
既知の全ての同位体は非常に不安定で放射性を持つ。一般的には重い同位体ほど安定である。既知の最も安定な同位体は<sup>285</sup>Cnで、半減期は29秒である。
<sup>283</sup>Cnの半減期は4秒、未確定の<sup>285m</sup>Cn、<sup>286</sup>Cnの半減期は、各々約15秒、8.45秒である。他の同位体の半減期は1秒よりも短い。<sup>281</sup>Cnと<sup>284</sup>Cnの半減期は数百ミリ秒で、その他2つの同位体の半減期は1ミリ秒より短い<ref name="nuclidetable" />。<sup>291</sup>Cnと<sup>293</sup>Cnは、[[安定の島]]の内側にあり、半減期は数十年より長いと予測される。[[R過程]]で生成すると考えられ、鉛の約10-12倍豊富に存在するが、[[宇宙線]]から検出される{{sfn|Zagrebaev|Karpov|Greiner|2013|pp=1-15}}。
軽い同位体は、崩壊生成物であることが知られていない<sup>277</sup>Cnを除き、2つの原子核の融合かより重い原子核の崩壊により生成される。一方、重い同位体は、重い原子核の崩壊による生成のみが知られる。2つの原子核の融合により生成する最も重い同位体は、<sup>283</sup>Cnで、これより重い3つの同位体は、より重い原子核の崩壊生成物としてのみ知られる<ref name="nuclidetable" />。
1999年、[[カリフォルニア大学バークレー校]]の科学者が3原子の<sup>293</sup>Ogの合成に成功したと発表した<ref name="Ninov1999">
{{cite journal
|last1=Ninov |first1=V.
|year=1999
|title=Observation of Superheavy Nuclei Produced in the Reaction of {{SimpleNuclide|Krypton|86}} with {{SimpleNuclide|Lead|208}}
|journal=Physical Review Letters
|volume=83 |issue=6 |pages=1104-1107
|doi=10.1103/PhysRevLett.83.1104
|bibcode=1999PhRvL..83.1104N
|display-authors=etal|url=https://zenodo.org/record/1233919}}</ref>。これらの親核は、3つのアルファ粒子を連続して放出してコペルニシウム281核となり、これはさらに崩壊エネルギー10.68 MeV、半減期0.90ミリ秒でアルファ崩壊すると報告された。しかし、これらはニノフが捏造したデータに基づいたもので<ref name="NYT20021015">[https://www.nytimes.com/2002/10/15/science/at-lawrence-berkeley-physicists-say-a-colleague-took-them-for-a-ride.html?scp=2&sq=victor%20ninov&st=cse&pagewanted=1 At Lawrence Berkeley, Physicists Say a Colleague Took Them for a Ride] George Johnson, The New York Times, 15 October 2002</ref>、2001年に撤回された<ref>{{Cite news
|author = Public Affairs Department
|date = 21 July 2001
|title = Results of element 118 experiment retracted
|url = https://enews.lbl.gov/Science-Articles/Archive/118-retraction.html
|publisher = Berkeley Lab
|accessdate = 2008-01-18
|archive-url = https://web.archive.org/web/20080129191344/https://enews.lbl.gov/Science-Articles/Archive/118-retraction.html
|archive-date = January 29, 2008
|url-status = dead
}}</ref>。
この同位体は、2010年に同じチームによって、実際に合成された。新しいデータは、以前の捏造されたデータとは矛盾するものであった<ref name="281Cn">
{{Cite news
|author=Public Affairs Department
|date=26 October 2010
|title=Six New Isotopes of the Superheavy Elements Discovered: Moving Closer to Understanding the Island of Stability
|url=https://newscenter.lbl.gov/news-releases/2010/10/26/six-new-isotopes
|publisher=Berkeley Lab
|accessdate=2011-04-25
}}</ref>。
==予測される性質==
コペルニシウムまたはその化合物で実測されている性質は非常に少ない。これは、生産が非常に限られておりまた高価であること<ref name="Bloomberg-Copernicium">{{Cite news|url=https://www.bloomberg.com/news/features/2019-08-28/making-new-elements-doesn-t-pay-just-ask-this-berkeley-scientist|title=Making New Elements Doesn't Pay. Just Ask This Berkeley Scientist|last=Subramanian|first=S.|website=Bloomberg Businessweek|date=August 28, 2019 |accessdate=2020-01-18}}</ref>や、非常に早く崩壊するためである。沸点等、いくつかの化学的性質は実測されているが、金属コペルニシウムの性質の多くは不明であり、予測値のみが利用可能である。
===化学的性質===
コペルニシウムは、10番目で最後のdブロック元素であり、最も重い第12族元素である。周期表上では、亜鉛、カドミウム、水銀の下に位置するが、より軽い他の第12族元素とは性質がかなり異なることが予測されている。第12族元素と[[第7周期元素]]の最外殻のs-[[電子殻#小軌道|小軌道]]は、コペルニシウムにおいて、相対論的に最も強く収縮すると予測される。このこととコペルニシウムが[[閉殻]]であることにより、コペルニシウムは、[[貴金属]]としての性質が強くなる。Cn<sup>2+</sup>/Cnに対しては、[[標準還元電位]]として+2.1 Vが予測される。[[イオン化エネルギー|第一イオン化エネルギー]]として予測される1155 kJ/molは、[[希ガス]]の[[キセノン]]の値である1170.4 kJ/molとよく一致している<ref name="Haire">{{cite book| title=The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements| editor1-last=Morss|editor2-first=Norman M.| editor2-last=Edelstein| editor3-last=Fuger|editor3-first=Jean| last1=Hoffman|first1=Darleane C. |last2=Lee |first2=Diana M. |last3=Pershina |first3=Valeria |chapter=Transactinides and the future elements| publisher= [[Springer Science+Business Media]]| year=2006| isbn=1-4020-3555-1| location=Dordrecht, The Netherlands| edition=3rd}}</ref>。コペルニシウムの[[金属結合]]は非常に弱く、希ガスのように揮発性が非常に高い可能性があり、室温で気体になりうる<ref name="Haire" /><ref name="NS1975">"Chemistry on the islands of stability", ''New Scientist'', 11 September 1975, p. 574, ISSN 1032-1233</ref>。しかし、[[銅]]、[[パラジウム]]、[[白金]]、[[銀]]、金との間で金属-金属結合を形成でき、これらの結合は、[[水銀]]における同様の結合よりも弱い約15-20 kJ/molと予測される<ref name="Haire" />。初期の提案に反して<ref name="Eliav1995">{{cite journal |last1=Pitzer |first1=K. S. |title=Are elements 112, 114, and 118 relatively inert gases? |journal=The Journal of Chemical Physics |volume=63 |issue=2 |pages=1032-1033 |year=1975 |doi=10.1063/1.431398 |url=https://escholarship.org/uc/item/2qw742ss}}</ref>、高精度の''[[ab initio]]''計算によると<ref name="Mosyagin2006">{{cite journal |last1=Mosyagin |first1=N. S. |last2=Isaev |first2=T. A. |last3=Titov |first3=A. V. |title=Is E112 a relatively inert element? Benchmark relativistic correlation study of spectroscopic constants in E112H and its cation |journal=The Journal of Chemical Physics |volume=124 |issue=22 |pages=224302 |year=2006 |doi=10.1063/1.2206189 |pmid=16784269 |bibcode=2006JChPh.124v4302M |arxiv=physics/0508024|s2cid=119339584 }}</ref>、1価のコペルニシウムの化学的性質は、希ガスよりも水銀に近いことが予測された。後者の結果は、コペルニシウムの空の7p<sub>1/2</sub>状態のエネルギーを大幅に低下させる、巨大な[[スピン軌道相互作用]]によって説明できる。
コペルニシウムがイオン化すると、その化学的性質は、亜鉛、カドミウム、水銀のものといくらか異なるものとなる。相対論効果による7s電子軌道の安定化と6d電子軌道の不安定化のため、Cn<sup>2+</sup>は[Rn]5f<sup>14</sup>6d<sup>8</sup>7s<sup>2</sup>の電子配置を取ると考えられ、ホモログとは異なり7s軌道の前に6d軌道が埋まることになる。6d電子が化学結合に関与しやすくなることは、コペルニシウムがイオン化すると、特に+4の酸化状態が可能になる等、より軽いホモログと比べて遷移金属に近い振る舞いをすると考えられる。水溶液中では、+2、あるいは+4の酸化状態を取ると考えられる<ref name="Haire" />。水銀が+1の酸化状態を取る2原子イオンHg<sup>2+</sup><sub>2</sub>はよく知られているが、Cn<sub>2</sub><sup>2+</sup>イオンは不安定であるか、存在しないことが予測されている<ref name="Haire" />。[[フッ化コペルニシウム(II)]](CnF<sub>2</sub>)は、アナログである[[フッ化水銀(II)]](HgF<sub>2</sub>)と比べて不安定であり、自発的に構成元素に分解する。最も[[電気陰性]]な反応元素である[[フッ素]]は、コペルニシウムを+4、さらに+6まで酸化できる唯一の元素であり、各々CnF<sub>4</sub>及びCnF<sub>6</sub>を生成する。後者は、議論されている[[フッ化水銀(IV)]](HgF<sub>4</sub>)の検出のように、検出のために[[マトリックス分離法]]を必要とする可能性がある。[[フッ化コペルニシウム(IV)]](CnF<sub>4</sub>)は、フッ化コペルニシウム(II)よりも安定である。[[極性溶媒]]中では、中性フッ化物であるCnF<sub>4</sub>及びCnF<sub>2</sub>よりも、CnF<sub>5</sub><sup>-</sup>やCnF<sub>3</sub><sup>-</sup>を優先的に形成すると予測される。ただし、アナログの[[臭化物イオン]]や[[ヨウ化物イオン]]は水溶液中での[[加水分解]]に対してより安定であると考えられる。CnCl<sub>4</sub><sup>2-</sup>陰イオンやCnBr<sub>4</sub><sup>2-</sup>陰イオンも、水溶液中で存在しうる<ref name="Haire" />。熱力学的に安定なCnF<sub>2</sub>やCnF<sub>4</sub>の形成は、キセノンの化学的性質に類似している<ref name="CRNL">{{cite journal |last=Mewes |first=J.-M. |last2=Smits |first2=O. R. |last3=Kresse |first3=G. |last4=Schwerdtfeger |first4=P. |title=Copernicium is a Relativistic Noble Liquid |journal=Angewandte Chemie International Edition |date=2019 |doi=10.1002/anie.201906966 |url=https://www.researchgate.net/publication/336389017}}</ref>。[[シアン化水銀(II)]](Hg(CN)<sub>2</sub>)のように、安定な[[シアン化物]]である[[シアン化コペルニシウム(II)]](Cn(CN)<sub>2</sub>)を形成すると考えられる<ref>{{cite journal |last1=Demissie |first1=Taye B. |last2=Ruud |first2=Kenneth |date=25 February 2017 |title=Darmstadtium, roentgenium, and copernicium form strong bonds with cyanide |journal=International Journal of Quantum Chemistry |volume=2017 |pages=e25393 |doi=10.1002/qua.25393|hdl=10037/13632|hdl-access=free }}</ref>。
===物理学的性質===
コペルニシウムは密な金属で、300K、液体状態での密度は14.0 g/cm<sup>3</sup>である。これは、水銀の密度である13.534 g/cm<sup>3</sup>と近い（同じ温度での固体コペルニシウムは、より高密度の14.7 g/cm<sup>3</sup>と考えられる）。この結果は、水銀と比べたコペルニシウムの原子量の高さが原子間距離の長さを補っているためである<ref name="CRNL" />。ある計算では、閉殻電子配置のためにコペルニシウムが室温で気体であると予測し<ref name="Kratz">Kratz, Jens Volker. [https://tan11.jinr.ru/pdf/06_Sep/S_1/02_Kratz.pdf The Impact of Superheavy Elements on the Chemical and Physical Sciences]. 4th International Conference on the Chemistry and Physics of the Transactinide Elements, 5 - 11 September 2011, Sochi, Russia</ref>、周期表上、最初の気体金属としている<ref name="Haire" /><ref name="NS1975" />。2019年の計算でも、相対論効果によりこの予測と合致し、標準状態において、[[ロンドン分散力]]により結合する揮発性液体になるとしている。融点は283±11 K、沸点は340±10 Kと予測され、後者は実験的に推定された値である357<sup>+112</sup><sub>-108</sub> Kと合致している<ref name="CRNL" />。原子半径は約147 pmと予測される。相対論的な7s軌道の安定性と6d軌道の不安定性のため、Cn<sup>+</sup>イオンとCn<sup>2+</sup>イオンは、7s軌道の代わりに6d軌道の電子を最初に失うと予測され、より軽いホモログの振る舞いとは逆になっている<ref name="Haire" />。
7s小軌道の相対論的収縮と結合に加え、6d<sub>5/2</sub>軌道は、スピン軌道相互作用のために不安定化し、大きさ、形、エネルギーの面で7s軌道と似た振る舞いをする。[[バンド構造]]の予測については、計算により異なる。2007年の計算では、バンドギャップが約0.2 eV<ref name="hcp">{{cite journal |last1=Gaston |first1=Nicola |last2=Opahle |first2=Ingo |last3=Gaggeler |first3=Heinz W. |last4=Schwerdtfeger |first4=Peter |date=2007 |title=Is eka-mercury (element 112) a group 12 metal? |url=https://www.researchgate.net/publication/51380328 |journal=Angewandte Chemie |volume=46 |issue=10 |pages=1663-6 |doi=10.1002/anie.200604262 |pmid=17397075 |accessdate=5 November 2013}}</ref>の半導体で<ref name="Eichler">{{cite journal |last1=Eichler |first1=R. |last2=Aksenov |first2=N. V. |last3=Belozerov |first3=A. V. |last4=Bozhikov |first4=G. A. |last5=Chepigin |first5=V. I. |last6=Dmitriev |first6=S. N. |last7=Dressler |first7=R. |last8=Gaggeler |first8=H. W. |last9=Gorshkov |first9=A. V. | display-authors=8 |date=2008 |title=Thermochemical and physical properties of element 112 |journal=Angewandte Chemie |volume=47 |issue=17 |pages=3262-6 |doi=10.1002/anie.200705019 |pmid=18338360}}</ref>、[[六方最密充填]]構造に結晶化すると予測された<ref name="hcp" />。しかし、2017年及び2018年の計算では、コペルニシウムは標準状態でバンドギャップを持たず[[体心立方格子]]の結晶構造を取る貴金属であり、これは水銀と同様であるが、[[フェルミ準位]]状態の密度は、コペルニシウムの方が水銀よりも低いと予測された<ref name="bcc">{{cite journal |last1=Gyanchandani |first1=Jyoti |last2=Mishra |first2=Vinayak |first3=G. K. |last3=Dey |first4=S. K. |last4=Sikka |date=January 2018 |title=Super heavy element Copernicium: Cohesive and electronic properties revisited |url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0038109817303344 |journal=Solid State Communications |volume=269 |pages=16-22 |doi=10.1016/j.ssc.2017.10.009 |bibcode=2018SSCom.269...16G |accessdate=28 March 2018}}</ref><ref>{{cite journal |last1=?en?arikova |first1=Hana |last2=Legut |first2=Dominik |year=2018 |title=The effect of relativity on stability of Copernicium phases, their electronic structure and mechanical properties |journal=Physica B |volume=536 |pages=576-582 |doi=10.1016/j.physb.2017.11.035 |bibcode=2018PhyB..536..576C |arxiv=1810.01955|s2cid=119100368 }}</ref>。2019年の計算では、コペルニシウムは希ガスのラドン（7.1 eV）に匹敵する6.4 ± 0.2 eVという大きなバンドギャップを持つ絶縁体であると予測された。これらの計算では、コペルニシウムは、希ガスのように主にロンドン分散力により結合していると予測される<ref name="CRNL" />。水銀、ラドン、フレロビウムと同様に、また[[オガネソン]]とは異なり、コペルニシウムは[[電子親和力]]は持たないと計算される<ref>{{cite web |url=https://www.kernchemie.uni-mainz.de/downloads/che_7/presentations/borschevsky.pdf |title=Fully relativistic ''ab initio'' studies of superheavy elements |last1=Borschevsky |first1=Anastasia |first2=Valeria |last2=Pershina |first3=Uzi |last3=Kaldor |first4=Ephraim |last4=Eliav |website=www.kernchemie.uni-mainz.de |publisher=Johannes Gutenberg University Mainz |accessdate=15 January 2018 |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20180115184921/https://www.kernchemie.uni-mainz.de/downloads/che_7/presentations/borschevsky.pdf |archive-date=January 15, 2018}}</ref>。
==コペルニシウムに関する実験==
コペルニシウムの化学的性質への関心は、118種の全ての既知の元素の中で、相対論的効果が最大であるという点から引き起こされた<ref name="Haire" />。
コペルニシウムの[[基底状態]]での電子配置は[Rn] 5f<sup>14</sup> 6d<sup>10</sup> 7s<sup>2</sup>であり、[[構造原理]]によると、周期表の第12族元素に属する。このように、コペルニシウムは水銀の重いホモログとして振舞い、金等の貴金属と強い[[二元化合物]]を形成する。コペルニシウムの反応性を調査する実験では、吸着[[エンタルピー]]を計算するために、さまざまな温度に保持された金の表面への原子の吸着が調べられた。7s電子の相対論的安定化のため、コペルニシウムはラドンに似た性質を示した。また、水銀とラドンの放射性同位体を同時に形成する実験により、吸着特性が比較された<ref name="superheavy" />。
コペルニシウムに関する最初の化学実験は、<sup>238</sup>U(<sup>48</sup>Ca,3n)<sup>283</sup>Cn反応を用いて行われ、半減期が5分間である親同位体の自発的核分裂により検出された。このデータの分析により、コペルニシウムは水銀よりも揮発性が高く、希ガスに近い性質を持つことが示された。しかし、コペルニシウム283の生成を含むこれらの結果を疑問視する声もあった<ref name="superheavy" />。この不確実性を解消するために、2006年4月から5月の間にドゥブナ合同原子核研究所において、フリョロフ原子核反応研究所-ポール・シェラー研究所のチームは、<sup>242</sup>Pu(<sup>48</sup>Ca,3n)<sup>287</sup>Flの反応による娘核としてこの同位体の合成を調査する実験を行った<ref name="superheavy" />（<sup>242</sup>Pu + <sup>48</sup>Caの核融合反応の反応断面積は、<sup>238</sup>U + <sup>48</sup>Caの反応よりも若干大きく、そのため化学実験でコペルニシウムを合成する最適な方法は、一旦フレロビウムを合成して、その娘核として合成することである）<ref name="Moody">{{cite book |chapter=Synthesis of Superheavy Elements |last1=Moody |first1=Ken |editor1-first=Matthias |editor1-last=Schadel |editor2-first=Dawn |editor2-last=Shaughnessy |title=The Chemistry of Superheavy Elements |publisher=Springer Science & Business Media |edition=2nd |pages=24-8 |isbn=9783642374661|date=2013-11-30}}</ref>。この実験では、2つのコペルニシウム283原子が合成されていることが疑問の余地なく示され、吸着特性から、金との弱い金属間結合の形成により、コペルニシウムは水銀よりも揮発性の高いホモログであることが示された<ref name="superheavy" />。このことは、コペルニシウムが水銀と「多かれ少なかれ」ホモログであるという、相対論的計算の一般的な結論と一致している<ref>{{cite web |url=https://tan11.jinr.ru/pdf/07_Sep/S_3/04_Titov.pdf |title=Relativistic DFT and ab initio calculations on the seventh-row superheavy elements: E113 - E114 |last1=Zaitsevskii |first1=A. |first2=C. |last2=van Wullen |first3=A. |last3=Rusakov |first4=A. |last4=Titov |date=September 2007 |website=jinr.ru |accessdate=17 February 2018}}</ref>。しかし、2019年、この結果は、単に強い分散相互作用によるものであることが指摘された<ref name="CRNL" />。
2007年4月、この実験は追試され、さらに3つのコペルニシウム283原子が得られた。吸着特性が確認され、第12族元素で最も重い元素と一致する値が示された<ref name="superheavy">
{{Cite web
|last1=Gaggeler
|first1=H. W.
|year=2007
|title=Gas Phase Chemistry of Superheavy Elements
|url=https://lch.web.psi.ch/files/lectures/TexasA&M/TexasA&M.pdf
|pages=26-28
|publisher=Paul Scherrer Institute
|url-status=dead
|archive-url=https://web.archive.org/web/20120220090755/https://lch.web.psi.ch/files/lectures/TexasA%26M/TexasA%26M.pdf
|archive-date=2012-02-20
|accessdate=2022-12-14
}}</ref>。これらの実験により、沸点が84<sup>+112</sup><sub>-108</sub> ℃であることも初めて推定され、標準状態では気体である可能性があるとされた<ref name="Eichler" />。
第12族のより軽い元素は、しばしば[[第16族元素]]の[[鉱石]]中に産出するため、2015年に[[セレン]]表面上にコペルニシウムを堆積させ、[[セレン化コペルニシウム]](CnSe)を形成する実験が行われた。コペルニシウム原子と[[三方晶]]セレンが[[セレン化物]]を形成する反応が観察され、-ΔH<sub>ads</sub><sup>Cn</sup>(t-Se) > 48 kJ/molであり、セレン化物形成に対する動力学的障害は、水銀よりもコペルニシウムの方が低いことが示された。第12族元素のセレン化物の安定性は、[[セレン化亜鉛]](ZnSe)から[[セレン化水銀]](ZnHg)の方に向かって減少する傾向があるため、この結果は予想外であった<ref name="selenide">{{cite web|authors=Paul Scherrer Institute|year=2015|title=Annual Report 2015: Laboratory of Radiochemistry and Environmental Chemistry|url=https://www.psi.ch/luc/AnnualReportsEN/PSI_LCH_AnnualReport2015.pdf|page=3|publisher=Paul Scherrer Institute|accessdate=2022-12-14}}</ref>。
== 脚注 ==
{{脚注ヘルプ}}
=== 注釈 ===
{{Notelist}}
=== 出典 ===
{{Reflist|colwidth=25em}}
==関連文献==
* {{cite journal |title=The NUBASE2016 evaluation of nuclear properties |doi=10.1088/1674-1137/41/3/030001 |last1=Audi |first1=G. |last2=Kondev |first2=F. G. |last3=Wang |first3=M. |last4=Huang |first4=W. J. |last5=Naimi |first5=S. |journal=Chinese Physics C |volume=41 |issue=3 <!--Citation bot deny--> |at=030001 |year=2017 |bibcode=2017ChPhC..41c0001A |ref=none<!--Cite not needed for SFN. Other obscured cite will work.--> }}<!--for consistency and specific pages, do not replace with {{NUBASE2016}}-->
* {{cite book|last=Beiser|first=A.|title=Concepts of modern physics|date=2003|publisher=McGraw-Hill|isbn=978-0-07-244848-1|edition=6th|oclc=48965418}}
* {{cite book |last1=Hoffman |first1=D. C. |last2=Ghiorso |first2=A. |last3=Seaborg |first3=G. T. |title=The Transuranium People: The Inside Story |year=2000 |publisher=World Scientific |isbn=978-1-78-326244-1 }}
* {{cite book |last=Kragh|first=H.|date=2018|title=From Transuranic to Superheavy Elements: A Story of Dispute and Creation|publisher=Springer Science+Business Media|isbn=978-3-319-75813-8}}
* {{cite conference |last1=Zagrebaev |first1=Valeriy |last2=Karpov |first2=Alexander |last3=Greiner |first3=Walter |year=2013 |title=Future of superheavy element research: Which nuclei could be synthesized within the next few years? |book-title=11th International Conference on Nucleus-Nucleus Collisions (NN2012) |series=Journal of Physics: Conference Series |volume=420 |publisher=IOP Publishing |doi=10.1088/1742-6596/420/1/012001 |doi-access=free |url=https://iopscience.iop.org/1742-6596/420/1/012001/pdf/1742-6596_420_1_012001.pdf |accessdate=20 August 2013}}
==外部リンク==
{{Wiktionary|copernicium}}
{{Commons|copernicium}}
* [https://www.periodicvideos.com/videos/112.htm Copernicium] at ''The Periodic Table of Videos'' (University of Nottingham)
{{元素周期表}}
{{Normdaten}}
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