Flérovium

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Modèle:Infobox Élément/Flérovium Le flérovium (symbole Fl) est l'élément chimique de numéro atomique 114. Il correspond à l'ununquadium (Uuq) de la dénomination systématique de l'IUPAC, et est encore appelé Modèle:Nobr dans la littérature. Il a été synthétisé pour la première fois en Modèle:Nobr par une réaction Modèle:Nobr au Modèle:Langue (FLNR) de l'Institut unifié de recherches nucléaires (Modèle:Abréviation) situé à Doubna, dans l'oblast de Moscou. L'IUPAC a validé son identification le Modèle:Nobr[1] et lui a donné son nom définitif le Modèle:Nobr[2] en référence au FLNR.

Il s'agit d'un transactinide très radioactif, dont l'isotope le plus stable, le 289Fl, a une période radioactive d'environ Modèle:Unité/2. Il posséderait cependant un isomère nucléaire Modèle:ExpFl dont la demi-vie atteindrait plusieurs dizaines de secondes, ce qui serait la plus longue jamais observée pour un élément superlourd. Selon la théorie MM (Microscopic-Macroscopic) décrivant le noyau atomique, l'isotope 298Fl, avec le « nombre magique » de Modèle:Unité, pourrait être au centre d'un îlot de stabilité prédit par le modèle en couches de la structure nucléaire des atomes.

Le flérovium présenterait des affinités avec la famille des métaux pauvres, bien qu'on ait initialement suspecté un comportement de gaz rare induit par une configuration électronique modifiée par des effets quantiques de couplage spin-orbite et d'électrodynamique quantique[3].

La validation par l'IUPAC de l'observation du flérovium est la suite logique de celle de la caractérisation du copernicium, qui impliquait de facto la validation des données expérimentales relatives au flérovium à travers la chaîne de désintégrations[4] :

291116Lv →18 msα 10,74 MeV 114287Fl →0,48 sα 10,02 MeV 112283Cn.

Synthèse

Une équipe de l'Institut unifié de recherches nucléaires (JINR) à Doubna en Russie a publié[5] en janvier 1999 avoir bombardé une cible de Modèle:Nobr avec des ions Modèle:Nobr, produisant un unique atome identifié comme du 289Fl avec une Modèle:Nobr à Modèle:Unité/2 en Modèle:Unité. Cette observation n'a toutefois pas pu être renouvelée, et on suppose qu'il pourrait s'agir d'un Modèle:Nobr 289mFl.

La même équipe a publié[6] en juillet 1999 avoir remplacé la cible de Modèle:Nobr par du Modèle:Nobr afin de produire d'autres isotopes et obtenu deux atomes de 287Fl avec une Modèle:Nobr à Modèle:Unité en Modèle:Unité. Là encore, l'observation n'a pu être renouvelée, et on l'attribue à un possible isomère métastable 287mFl.

La synthèse à présent confirmée des premiers noyaux de flérovium a été réalisée en juin 1999 lorsque la même équipe a repris l'expérience réalisée avec le Modèle:Nobr : deux atomes de flérovium ont été à nouveau produits, avec une Modèle:Nobr à Modèle:Unité en Modèle:Unité[7]. Cette observation a été attribuée dans un premier temps à du 288Fl en raison des observations précédentes, mais une analyse approfondie a permis de l'attribuer de façon certaine à du 289Fl[4].

Modèle:Nucléide + Modèle:Nucléide ⟶ Modèle:Nucléide ⟶ Modèle:Nucléide + 3 Modèle:Nucléide.

La période radioactive théorique de la désintégration α des isotopes du flérovium est conforme aux observations[8]Modèle:,[9]. L'isotope 298Fl aurait une période radioactive théorique de Modèle:Unité[10]Modèle:,[11].

La synthèse du [[Copernicium|Modèle:ExpCn]], publiée en mai 2009[12], est venue confirmer indirectement les résultats obtenus précédemment sur le 287Fl (ainsi que sur le 291Lv).

Le tableau ci-dessous résume l'état de l'art en matière de production d'isotopes du flérovium :

Ion Cible Isotope Statut de l'expérience
76Ge 208Pb 284Fl Modèle:Non2 Échec[13]
54Cr 232Th 286Fl Réaction non publiée
50Ti 238U 288Fl Réaction non publiée
48Ca 244Pu 292Fl Modèle:Oui2 Succès
48Ca 242Pu 290Fl Modèle:Oui2 Succès
48Ca 239Pu 287Fl Réaction non publiée
40Ar 248Cm 288Fl Réaction non publiée
36S 249Cf 285Fl Réaction non publiée

Propriétés

Des expériences assez complexes d'adsorption de 287Fl sur de l'or ont été réalisées au printemps 2007 par des équipes du Flerov Laboratory for Nuclear Reactions (FLNR, au sein du JINR à Dubna, en Russie) et de l'Institut Paul Scherrer (PSI, dans le canton d'Argovie, en Suisse), qui ont suggéré un comportement en accord avec celui attendu pour un gaz rare volatil[14] ; ces résultats viennent appuyer des études théoriques indiquant que le flérovium pourrait avoir le comportement d'un gaz rare en raison d'effets relativistes dans son cortège électronique qui en modifieraient la configuration[3].

Îlot de stabilité : isotope 298 du flérovium

La théorie MM (Microscopic-Macroscopic) décrivant la structure nucléaire suggère de rechercher l'hypothétique « îlot de stabilité » autour du nucléide 298Fl, qui serait « doublement magique » avec Modèle:Unité et Modèle:Unité. Cela pousse à créer des isotopes de flérovium plus riches en neutrons que ceux synthétisés jusqu'à présent, qui demeurent très instables et se désintègrent par fission spontanée (produisant une variété de radionucléides), désintégration α, émission de positron ou capture électronique (donnant de Modèle:Nobr). La difficulté est alors de trouver la combinaison de l'ion lourd et de la cible qui permettra de synthétiser un noyau comportant exactement Modèle:Unité pour Modèle:Unité : il faudrait par exemple utiliser des ions Modèle:Nobr sur une cible Modèle:Nobr pour avoir le compte juste, ce qui n'est pas envisageable compte tenu de l'extrême difficulté à obtenir des quantités suffisantes de 50Ca et surtout de 248Pu. L'idée alternative serait alors de procéder à la quasi-fusion de noyaux massifs, en misant sur le caractère stabilisateur des couches nucléaires saturées qui tendrait à orienter les réactions nucléaires vers la production de noyaux Modèle:Nobr, via par exemple la réaction :

Modèle:Nucléide + Modèle:Nucléide ⟶ Modèle:Nucléide + Modèle:Nucléide + 2 Modèle:Nucléide

dans laquelle les nucléides 298Fl et 40Ca sont « doublement magiques » — du moins si 114 est bien un nombre magique de protons dans un noyau ayant 184 neutrons comme l'affirme la théorie MM.

Notes et références

Modèle:Références

Voir aussi

Modèle:Autres projets

Articles connexes

Liens externes

Modèle:Tableau périodique (navigation) Modèle:Familles d'éléments chimiques (navigation)

Modèle:Portail

  1. ↑ Modèle:En Modèle:Lien brisé « News: Discovery of the Elements with Atomic Number 114 and 116. » Modèle:DOI
  2. ↑ Modèle:En IUPAC International Union of Pure and Applied Chemistry – 30 mai 2012 « Element 114 is Named Flerovium and Element 116 is Named Livermorium »
  3. ↑ 3,0 et 3,1 Modèle:En Gas Phase Chemistry of Superheavy Elements : Conférence de Heinz W. Gäggeler, Novembre 2007 — Page consultée le 07/07/2009.
  4. ↑ 4,0 et 4,1 Modèle:En Oganessian et al., « Measurements of cross sections for the fusion-evaporation reactions 244Pu(48Ca,xn)292−x114 and 245Cm(48Ca,xn)293−x116 » dans Phys. Rev. C, vol. 6, n° 9, 2004, p. 054607. Lien direct consulté le 03/03/2008.
  5. ↑ Modèle:En Oganessian et al., « Synthesis of Superheavy Nuclei in the 48Ca + 244Pu Reaction », dans Phys. Rev. Lett., vol. 83, 1999, p. 3154-3157(4). Lien direct consulté le 3 mars 2008.
  6. ↑ Modèle:En Oganessian et al., « Synthesis of nuclei of the superheavy element 114 in reactions induced by 48Ca », dans Nature, vol. 400, 15/07/1999, p. 242-245(4). Lien direct consulté le 03/03/2008.
  7. ↑ Modèle:En Oganessian et al., Modèle:Nobr dans Phys. Rev. C, vol. 62, 2000, p. 041604. Lien direct consulté le 03/03/2008.
  8. ↑ Modèle:Article
  9. ↑ Modèle:Article
  10. ↑ Modèle:Article
  11. ↑ Modèle:Article
  12. ↑ Modèle:Lien brisé
  13. ↑ Par fusion froide en 2003 au GANIL de Caen, dans le Calvados
  14. ↑ Modèle:En Rapport 2008 du FLNR au JINR : « Chimie des éléments 112 et 114 », p. 87, consulté le 08/07/2009.
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