フレロビウム
周期表を支配する化学的周期性の物理的基礎は、各貴ガスの閉殻にある。閉殻構造はかなり安定しているため、電子がさらに新しい殻に入るにはより高いエネルギーを持つ必要がある。このため貴ガス(原子番号2、10、18、36、54、86、118)は不活性である。陽子と中性子もこれら自体が閉じた殻に配置することが知られ、特定の核子数の時に同じ効果が原子核に起こる。既知の魔法数は、陽子と中性子が2、8、20、28、50、82個の場合とされに中性子が126個の場合である。ヘリウム4、酸素16、カルシウム48、鉛208等の陽子数と中性子数がともに魔法数の原子核は「二重魔法数」と呼ばれ、崩壊に対して非常に安定である。このような原子核の安定性は、超重元素にとって非常に重要である。この安定性がなければ、狭い距離で原子核を繋ぎ留めていた強い力を陽子間に働く静電斥力が上回るため、110番元素(ダームスタチウム)になると、これらの半減期は数ナノ秒になってしまう。次の閉殻は安定の島の中心にあると考えられ、ここではアルファ崩壊や自発核分裂の半減期が再び長くなる。
当初、中性子の魔法数126からの類推で、次の陽子の殻は126番元素にあると考えられていた。1966年に発表された、周期表のこの領域のスピン軌道相互作用の新しい値はこれと矛盾し、次の陽子の殻は114番元素にあり、この領域の原子核は鉛208等の重い原子核と同等に自発核分裂に対して安定性があることが予測された。
未発見元素に対するメンデレーエフの命名法を用いて、フレロビウムは「エカ鉛」と呼ばれることもある。1979年、IUPACは、この元素が発見されて名前が決定するまで、元素の系統名を用いて「ウンウンクアジウム」(記号:Uuq)という仮名で呼ぶことを勧告した。この分野の多くの科学者は、「元素114」と読んだり、E114、(114)または単に114と書いたりする。
IUPACの勧告によると、新しい元素の発見者は名前を提案する権利を持つ。フレロビウムとリバモリウムの発見が2011年6月1日にIUPACにより認定されると、IUPACはJINRの発見チームにこれら2つの元素の名前を提案するよう求めた。チームは、114番元素にソビエト連邦の物理学者ゲオルギー・フリョロフの名前に由来するフリョロフ原子核反応研究所に因んで、フレロビウム(記号:Fl)を選んだ。初期の報告では、この元素はフリョロフを称えて、その名前から取られたと言われていた。発見者からの提案に基づき、IUPACはフリョロフ自身ではなくフリョロフ原子核反応研究所の名前から、公式にフレロビウムと命名した。フリョロフは、ヨシフ・スターリン宛ての1942年4月の書簡で、アメリカ合衆国、イギリス、ドイツの核分裂の分野の科学論文が途絶えていることを指摘したことで知られている。フリョロフは、これらの国でこの研究が秘密情報になっているはずだと推測した。フリョロフの研究と要請は、ソ連独自の原子爆弾プロジェクトの発展につながった。彼はまたw:Konstantin Petrzhakとともに、自発的核分裂の発見者としても知られている。フレロビウムとリバモリウムの命名記念式典は、2012年10月24日にモスクワで行われた。
この中性状態の安定化のため、フレロビウムと貴ガスのラドンの振舞いに類似性をもたらす。フレロビウムは比較的不活性であると考えられるため、FlHやFlF等の二原子分子は、鉛のPbHやPbFと比べ、解離エネルギーが低い。フレロビウム(IV)は、鉛(IV)よりも電気陰性度が高い。ポーリングの尺度で、鉛(IV)の値は2.33、鉛(II)はわずか1.87である。
フレロビウム(II)は鉛(II)よりも安定でありFlX、FlX2、FlX3、FlX4(X = Cl, Br, I)等のポリハロゲン化物やイオンは容易に形成される。フッ化物は、水溶液中で強い加水分解を受ける。全ての二ハロゲン化フレロビウムは安定で、二フッ化物は水に可溶である。スピン軌道効果はFlH2を約2.6 eV不安定化する。水溶液中では、プランバイトに相当するオキソアニオンを形成する。硫酸塩(FlSO4)や硫化物(FlS)は水に非常に溶けにくく、酢酸塩(FlC2H3O2)や硝酸塩(Fl(NO3)2)は水に溶けやすい。Flイオンから金属フレロビウムへの還元の標準電極電位は、約0.9Vと予測され、中性状態でいた方が安定性が増す。一般的に、7p1/2スピノールの相対論的な安定化のため、FlはPbより軽い同族体であるHgとCdの中間の性質を持つと推測される。
島に近づくには電子捕獲が必要であるが、核図表のこの領域で電子捕獲が主な崩壊モードであるかどうかは分かっていない。
2000年から2004年の間にフリョロフ原子核反応研究所で、Fl複合核の分裂の性質を研究するために、Puに加速したCaイオンを衝突させる実験が何度か行われた。複合核は、まだ殻に配列していない核子のゆるい結合である。内部構造を持たず、ターゲット原子核と発射原子核の衝突力のみで形を保っている。その結果は、このような原子核がどのようにして、主にCa、Sn、Pb、Bi等の二重魔法数やそれに近い断片を放出して分裂するかを明らかにした。また、CaとFeを用いた際の分裂-分裂経路が似ていることが明らかとなり、将来的にFeを発射原子核とする可能性が示された。 さらに、中性子の多いフレロビウム同位体が重い原子核の準核分裂で形成されうることが示唆された。 最近では、ウランやキュリウム等のアクチノイド原子核の衝突による多核子移行反応が安定の島内の中性子の多い超重元素の合成に利用できることが示された。中性子の多いノーベリウムやシーボーギウムの原子核の合成が最も可能性が高いと考えられている。
フレロビウム同位体のアルファ崩壊半減期の理論的評価は、実験データを支持した。Flは、長い間二重魔法数であると考えられ、アルファ崩壊半減期は約17日であると予測される。