Tableau périodique étendu

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Modèle:Voir homonymes

Tableau périodique étendu proposé par P. Pyykkö[1].

Un tableau périodique étendu est un tableau périodique comportant des éléments chimiques au-delà de la [[Période 7 du tableau périodique|Modèle:7e]], éléments hypothétiques de numéro atomique supérieur à 118 (correspondant à l'oganesson) classés en fonction de leurs configurations électroniques calculées.

Le premier tableau périodique étendu a été théorisé par Glenn Seaborg en 1969[2] : il prévoyait une [[Période 8 du tableau périodique|Modèle:8e]] contenant Modèle:Unité du bloc g et une nouvelle famille d'éléments chimiques dite des « superactinides ». D'autres tableaux étendus ont été publiés par la suite, répartissant les éléments sur parfois [[Période 9 du tableau périodique|Modèle:Unité]], comme celui proposé en 1971 par Fricke Modèle:Et al.[3] ou celui proposé en 2011 par Pekka Pyykkö[1].

Limite du tableau périodique

Rien ne permet de préciser le nombre maximum de protons et d'électrons qu'un même atome peut contenir. La limite d'observabilité pratique est généralement estimée à au plus Modèle:Nobr[4], dans la mesure où l'existence des atomes superlourds se heurte à la limite de stabilité des noyaux[5]. Cela place la fin du tableau périodique peu après l'une des valeurs proposées pour le dernier îlot de stabilité, centré dans ce cas autour de Modèle:Nobr.

Richard Feynman releva en 1948 qu'une interprétation simple de l'équation de Dirac semi-relativiste aboutit à l'impossibilité de représenter les orbitales atomiques lorsque le numéro atomique Z est supérieur à Modèle:Nobr, où α est la constante de structure fine : de tels atomes ne pourraient avoir d'orbitale électronique stable pour plus de Modèle:Unité, ce qui rendrait impossible l'existence d'atomes électriquement neutres au-delà de Modèle:Unité ; l'Modèle:Nobr est depuis lors parfois surnommé « feynmanium »[6].

Le modèle de Bohr donne par ailleurs une vitesse vModèle:Ind supérieure à la vitesse de la lumière c pour les électrons de la sous-couche 1s dans le cas où Modèle:Nobr :

v1s=cαZ≈c137.036Z.

Une étude plus poussée, prenant notamment en compte la taille non nulle du noyau, montre cependant que le nombre critique de protons pour lequel l'énergie de liaison électron-noyau devient supérieure à 2mModèle:IndcModèle:Exp, où mModèle:Ind représente la masse au repos d'un électron ou d'un positron, vaut Modèle:Nobr : dans ce cas, si la sous-couche 1s n'est pas pleine, le champ électrostatique du noyau y crée une paire électron-positron[7]Modèle:,[8], d'où l'émission d'un positron[9] ; si ce résultat n'écarte pas complètement la possibilité d'observer un jour des atomes comprenant plus de Modèle:Unité, il met en lumière un facteur supplémentaire d'instabilité les concernant.

Conjectures au-delà de la Modèle:7e

Modèle:8e

Modèle:Article détaillé

Au-delà des sept périodes standard, une huitième période est envisagée pour classer les atomes — à ce jour inobservés — ayant plus de Modèle:Unité. Cette huitième période serait la première à posséder des éléments du bloc g, caractérisés à l'état fondamental par des électrons sur une orbitale g. Néanmoins, compte tenu des limites à la périodicité aux confins du tableau — effets relativistes sur les électrons des très gros atomes — qui deviennent significatifs dès le dernier tiers de la [[Période 7 du tableau périodique|Modèle:7e]], il est peu probable que la configuration électronique de tels atomes obéisse aux règles observées tout au long des six premières périodes. Il est en particulier délicat d'établir le nombre d'éléments contenus dans ce Modèle:Nobr : la règle de Klechkowski en prédit 18, mais la méthode de Hartree-Fock en prédit 22.

Le tableau périodique étendu à la huitième période avec Modèle:Unité dans le Modèle:Nobr pourrait ainsi présenter l'aspect suivant :

1  style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | H     style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | He
2  style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Li style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Be   style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" width="3%" | B style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" width="3%" | C style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" width="3%" | N style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" width="3%" | O style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" width="3%" | F style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" width="3%" | Ne
3  style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Na style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Mg   style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Al style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Si style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | P style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | S style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Cl style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Ar
4  style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | K style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Ca   style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Sc style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Ti style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | V style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Cr style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Mn style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Fe style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Co style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Ni style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Cu style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Zn style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Ga style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Ge style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | As style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Se style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Br style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Kr
5  style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Rb style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Sr   style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Y style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Zr style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Nb style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Mo style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Tc style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Ru style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Rh style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Pd style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Ag style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Cd style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | In style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Sn style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Sb style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Te style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | I style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Xe
6  style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Cs style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Ba   style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | La style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Ce style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Pr style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Nd style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Pm style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Sm style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Eu style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Gd style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Tb style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Dy style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Ho style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Er style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Tm style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Yb style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Lu style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Hf style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Ta style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | W style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Re style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Os style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Ir style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Pt style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Au style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Hg style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Tl style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Pb style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Bi style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Po style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | At style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Rn
7  style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Fr style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Ra   style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Ac style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Th style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Pa style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | U style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Np style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Pu style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Am style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Cm style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Bk style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Cf style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Es style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Fm style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Md style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | No style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Lr style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Rf style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Db style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Sg style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Bh style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Hs style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Mt style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Ds style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Rg style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Cn style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Nh style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Fl style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Mc style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Lv style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Ts style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Og
8  style="font-size: 85%;border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | 119 style="font-size: 85%;border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | 120 * style="font-size: 85%;border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | 143 style="font-size: 85%;border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | 144 style="font-size: 85%;border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | 145 style="font-size: 85%;border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | 146 style="font-size: 85%;border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | 147 style="font-size: 85%;border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | 148 style="font-size: 85%;border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | 149 style="font-size: 85%;border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | 150 style="font-size: 85%;border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | 151 style="font-size: 85%;border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | 152 style="font-size: 85%;border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | 153 style="font-size: 85%;border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | 154 style="font-size: 85%;border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | 155 style="font-size: 85%;border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | 156 style="font-size: 85%;border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172
  ↓    
  * style="font-size: 85%;border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | 121 style="font-size: 85%;border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | 122 style="font-size: 85%;border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | 123 style="font-size: 85%;border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | 124 style="font-size: 85%;border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | 125 style="font-size: 85%;border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | 126 style="font-size: 85%;border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | 127 style="font-size: 85%;border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | 128 style="font-size: 85%;border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | 129 style="font-size: 85%;border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | 130 style="font-size: 85%;border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | 131 style="font-size: 85%;border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | 132 style="font-size: 85%;border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | 133 style="font-size: 85%;border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | 134 style="font-size: 85%;border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | 135 style="font-size: 85%;border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | 136 style="font-size: 85%;border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | 137 style="font-size: 85%;border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | 138 style="font-size: 85%;border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | 139 style="font-size: 85%;border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | 140 style="font-size: 85%;border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | 141 style="font-size: 85%;border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | 142  

Modèle:9e

Modèle:Article détaillé

Une neuvième période est parfois évoquée, mais, compte tenu de l'incertitude réelle quant à la possibilité d'observer à terme plus d'une dizaine d'éléments nouveaux sur la huitième période, tous les éléments de numéro atomique supérieur à 130 relèvent a priori de la pure extrapolation mathématique. À noter qu'une variante de la table ci-dessus, proposée par Fricke Modèle:Et al. en 1971[3] et revue par Pekka Pyykkö en 2011[1], répartit les Modèle:Unité éléments sur Modèle:Unité, et non 8, en les distribuant de manière non périodique : les éléments 139 et 140 sont ainsi placés entre les éléments 164 et 169, dans le [[Bloc p du tableau périodique|Modèle:Nobr]] et non plus dans le [[Bloc g du tableau périodique|Modèle:Nobr]], tandis que les éléments 165 à 168 sont placés sur une Modèle:9e dans les Modèle:Nobr et p :

1  style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | H     style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | He
2  style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Li style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Be   style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" width="3%" | B style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" width="3%" | C style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" width="3%" | N style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" width="3%" | O style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" width="3%" | F style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" width="3%" | Ne
3  style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Na style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Mg   style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Al style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Si style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | P style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | S style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Cl style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Ar
4  style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | K style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Ca   style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Sc style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Ti style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | V style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Cr style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Mn style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Fe style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Co style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Ni style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Cu style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Zn style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Ga style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Ge style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | As style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Se style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Br style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Kr
5  style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Rb style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Sr   style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Y style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Zr style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Nb style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Mo style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Tc style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Ru style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Rh style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Pd style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Ag style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Cd style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | In style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Sn style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Sb style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Te style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | I style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Xe
6  style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Cs style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Ba   style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | La style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Ce style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Pr style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Nd style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Pm style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Sm style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Eu style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Gd style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Tb style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Dy style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Ho style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Er style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Tm style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Yb style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Lu style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Hf style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Ta style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | W style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Re style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Os style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Ir style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Pt style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Au style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Hg style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Tl style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Pb style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Bi style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Po style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | At style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Rn
7  style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Fr style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Ra   style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Ac style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Th style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Pa style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | U style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Np style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Pu style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Am style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Cm style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Bk style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Cf style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Es style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Fm style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Md style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | No style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Lr style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Rf style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Db style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Sg style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Bh style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Hs style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Mt style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Ds style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Rg style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Cn style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Nh style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Fl style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Mc style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Lv style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Ts style="border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | Og
8  style="font-size: 85%;border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | 119 style="font-size: 85%;border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | 120 * style="font-size: 85%;border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | 141 style="font-size: 85%;border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | 142 style="font-size: 85%;border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | 143 style="font-size: 85%;border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | 144 style="font-size: 85%;border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | 145 style="font-size: 85%;border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | 146 style="font-size: 85%;border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | 147 style="font-size: 85%;border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | 148 style="font-size: 85%;border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | 149 style="font-size: 85%;border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | 150 style="font-size: 85%;border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | 151 style="font-size: 85%;border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | 152 style="font-size: 85%;border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | 153 style="font-size: 85%;border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | 154 style="font-size: 85%;border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 139 140 169 170 171 172
9  165 166 ↓     167 168  
  * style="font-size: 85%;border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | 121 style="font-size: 85%;border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | 122 style="font-size: 85%;border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | 123 style="font-size: 85%;border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | 124 style="font-size: 85%;border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | 125 style="font-size: 85%;border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | 126 style="font-size: 85%;border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | 127 style="font-size: 85%;border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | 128 style="font-size: 85%;border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | 129 style="font-size: 85%;border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | 130 style="font-size: 85%;border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | 131 style="font-size: 85%;border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | 132 style="font-size: 85%;border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | 133 style="font-size: 85%;border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | 134 style="font-size: 85%;border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | 135 style="font-size: 85%;border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | 136 style="font-size: 85%;border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | 137 style="font-size: 85%;border:1px solid #aaaaaa;background-color:#Modèle:Couleur élément chimique" | 138      

Méthodes de synthèse d'éléments superlourds

Synthèses des transactinides de la Modèle:7e
Ion Cible Nucléide Année
Rutherfordium Modèle:Nucléide
Modèle:Nucléide 		Modèle:Nucléide
Modèle:Nucléide 		Modèle:Nucléide
Modèle:Nucléide 		1964
1969
Dubnium Modèle:Nucléide
Modèle:Nucléide 		Modèle:Nucléide
Modèle:Nucléide 		Modèle:Nucléide
Modèle:Nucléide 		1968
1970
Seaborgium Modèle:Nucléide
Modèle:Nucléide 		Modèle:Nucléide
Modèle:Nucléide 		Modèle:Nucléide
Modèle:Nucléide 		1974
Bohrium Modèle:Nucléide Modèle:Nucléide Modèle:Nucléide 1981
Hassium Modèle:Nucléide Modèle:Nucléide Modèle:Nucléide 1984
Meitnérium Modèle:Nucléide Modèle:Nucléide Modèle:Nucléide 1982
Darmstadtium Modèle:Nucléide Modèle:Nucléide Modèle:Nucléide 1994
Roentgenium Modèle:Nucléide Modèle:Nucléide Modèle:Nucléide 1994
Copernicium Modèle:Nucléide Modèle:Nucléide Modèle:Nucléide 1996
Nihonium Modèle:Nucléide Modèle:Nucléide Modèle:Nucléide 2004
Flérovium Modèle:Nucléide Modèle:Nucléide Modèle:Nucléide 2003
Moscovium Modèle:Nucléide Modèle:Nucléide Modèle:Nucléide 2003
Livermorium Modèle:Nucléide Modèle:Nucléide Modèle:Nucléide 2000
Tennesse Modèle:Nucléide Modèle:Nucléide Modèle:Nucléide 2010
Oganesson Modèle:Nucléide Modèle:Nucléide Modèle:Nucléide 2002

La synthèse de nouveaux éléments superlourds passe par la maîtrise des techniques de fusion nucléaire. Celles-ci consistent à projeter des noyaux atomiques les uns contre les autres avec suffisamment d'énergie pour former un état transitoire appelé noyau composé, à partir duquel les nucléons des noyaux incidents peuvent se réorganiser en couches nucléaires correspondant à un noyau unique.

Fusion chaude et fusion froide

On distingue généralement la fusion dite « chaude », qui produit des noyaux composés pourvus d'une énergie d'excitation de l'ordre de Modèle:Unité, de la fusion dite « froide » (qui, dans ce contexte, n'a aucun rapport avec le concept médiatique également appelé « fusion froide »), produisant des noyaux composés à l'énergie d'excitation d'environ Modèle:Unité. Dans le premier cas, la probabilité que les collisions forment des noyaux composés augmente, mais ces noyaux fissionnent le plus souvent, avec une faible probabilité de dissiper leur énergie d'excitation en émettant quelques neutrons (typiquement de 3 à 5) pour former un noyau superlourd unique, dont la désintégration peut être détectée ; dans le second cas, la probabilité de former des noyaux composés est plus faible, mais avec également une probabilité plus faible que les noyaux composés ainsi formés subissent une fission spontanée, ce qui peut favoriser la formation de noyaux superlourds après émission d'un ou deux neutrons.

Cibles et projectiles

En pratique, la fusion chaude consiste à utiliser une cible en actinide (sur la [[Période 7 du tableau périodique|Modèle:7e]] du tableau périodique) sur laquelle sont accélérés très fortement des ions assez légers de la [[Période 2 du tableau périodique|Modèle:2e]], voire de la [[Période 3 du tableau périodique|Modèle:3e]]. La fusion froide, quant à elle, fait intervenir des cibles plus légères — un métal pauvre de la [[Période 6 du tableau périodique|Modèle:6e]] comme le plomb ou le bismuth — sur lesquelles sont accélérés des ions plus lourds, typiquement un métal de la [[Période 4 du tableau périodique|Modèle:4e]]. Les premiers transactinides (éléments 104Rf et 105Db) ont été obtenus par fusion chaude, tandis que le seaborgium (Modèle:Nobr) a été découvert en 1974 par deux équipes indépendantes travaillant l'une aux États-Unis par fusion chaude et l'autre en URSS par fusion froide[10] :

Fusion chaude :
Modèle:Nucléide + Modèle:Nucléide → Modèle:Nucléide → Modèle:Nucléide + 4 Modèle:Nucléide.
Fusion froide :
Modèle:Nucléide + Modèle:Nucléide → Modèle:Nucléide → Modèle:Nucléide + 2 Modèle:Nucléide.
Modèle:Nucléide + Modèle:Nucléide → Modèle:Nucléide → Modèle:Nucléide + Modèle:Nucléide.

La fusion froide a ensuite permis de découvrir les éléments 107Bh, 108Hs, 109Mt, 110Ds, 111Rg, 112Cn et 113Nh. Ce dernier a été obtenu en 2004 en fusionnant l'ion métallique le plus lourd de la Modèle:4e avec la cible la plus lourde utilisable sur la Modèle:6e[11] :

Modèle:Nucléide + Modèle:Nucléide → Modèle:Nucléide → Modèle:Nucléide + Modèle:Nucléide.

Les nucléides superlourds suivants ont par conséquent été synthétisés par une méthode différente, tirant parti des propriétés exceptionnelles du Modèle:Nobr, souvent qualifié de Modèle:Langue (c'est-à-dire de solution inespérée), mettant en œuvre une fusion chaude avec des cibles en actinide, plus riches en neutrons, et un ion plus lourd de la Modèle:4e : le Modèle:Nucléide ; cette méthode a permis de découvrir les cinq éléments 114Fl, 115Mc, 116Lv, 117Ts et 118Og.

Tentatives de synthèse d'éléments de la Modèle:8e

Un grand nombre de paramètres doit être pris en compte pour parvenir à produire des nucléides de la [[Période 8 du tableau périodique|Modèle:8e]].

Une réaction de fusion a généralement un rendement d'autant plus élevé qu'elle est asymétrique, c'est-à-dire que le rapport des nombres de masse entre la cible et l'ion utilisé comme projectile est plus élevé. Cela entre en ligne de compte lorsqu'on accélère un ion métallique de la Modèle:4e sur un actinide de la Modèle:7e.

Le taux de neutrons dans les noyaux atomiques augmente avec le numéro atomique : le ratio N⁄Z vaut par exemple 1 à 1,2 pour les isotopes stables du néon sur la [[Période 2 du tableau périodique|Modèle:2e]], mais vaut 1,52 pour le Modèle:Nobr ([[Période 6 du tableau périodique|Modèle:6e]]) et 1,60 pour le Modèle:Nobr ([[Période 7 du tableau périodique|Modèle:7e]]). Les projectiles doivent par conséquent être aussi riches en neutrons que possible, sinon les noyaux produits par fusion seront trop riches en protons et se désintégreront avant de pouvoir être observés. Le Modèle:Nobr est ainsi un projectile de choix, car il est à la fois léger, quasiment stable, et particulièrement riche neutrons, avec un ratio N⁄Z de 1,4 : c'est lui qui a permis la découverte des éléments 114Fl, 115Mc, 116Lv, 117Ts et 118Og. Des alternatives plus lourdes au 48Ca existent, mais sont moins riches en neutrons, par exemple le Modèle:Nobr (Modèle:Nobr), le Modèle:Nobr (Modèle:Nobr), le Modèle:Nobr (Modèle:Nobr) et surtout le Modèle:Nobr (Modèle:Nobr) ; l'utilisation d'ions plus lourds rend cependant la réaction plus symétrique, ce qui réduit sa probabilité de succès.

La double contrainte de conserver une réaction asymétrique et de produire des nucléides riches en neutrons implique d'utiliser des cibles formées d'atomes eux-mêmes de plus en plus lourds. Les cibles utilisées aujourd'hui sont des actinides déjà difficiles à produire en quantité et avec une pureté suffisantes, et qui de surcroît se désintègrent rapidement : par exemple, le [[Berkélium|Modèle:Nobr]] utilisé pour synthétiser l'élément 117 au JINR en 2010 n'était alors produit qu'au laboratoire national d'Oak Ridge et se désintègre avec une période radioactive d'environ Modèle:Unité. Il est par conséquent difficile en pratique de disposer de cibles formées d'atomes beaucoup plus lourds : le [[Fermium|Modèle:Nobr]], par exemple, qui ferait une excellente cible pour tenter la synthèse de l'Modèle:Nobr avec le Modèle:Nobr, ne peut être produit qu'à raison de quelques picogrammes (Modèle:Unité) par livraison, alors qu'on peut disposer de milligrammes (Modèle:Unité) de Modèle:Nobr.

Pour ces raisons, les tentatives de synthèse d'éléments de la Modèle:8e ont consisté en des fusions chaudes d'ions de Modèle:Nobr, de Modèle:Nobr, de Modèle:Nobr ou de Modèle:Nobr sur des cibles en Modèle:Nobr, en Modèle:Nobr, en Modèle:Nobr ou en Modèle:Nobr :

Cette configuration réduit la probabilité de succès de l'expérience, mais, en contrepartie, rend la fusion plus froide, ce qui réduit l'énergie d'excitation du noyau composé résultant, lequel aura ainsi tendance à se désintégrer moins vite. Aucune de ces tentatives n'avait cependant été fructueuse en 2016.

Acteurs de ces recherches

Seuls quelques laboratoires dans le monde sont équipés d'infrastructures permettant d'atteindre les sensibilités requises — avec des sections efficaces de l'ordre du femtobarn[15], soit Modèle:Unité, ou encore Modèle:Unité — pour la détection de noyaux aussi lourds que ceux de la huitième période. D'une manière générale, la mise en commun des ressources de ces laboratoires est de mise pour parvenir à des résultats probants :

  • [[Centre de recherche sur les ions lourds|Modèle:Langue]] (GSI, à Darmstadt, en Hesse), où ont été synthétisés les éléments 107, 108, 109, 110, 111 et 112 ;
  • RIKEN près de Tokyo, au Japon, où a été synthétisé l'élément 113 ;
  • [[Institut unifié de recherches nucléaires|Modèle:Langue]] (JINR, à Doubna, dans l'oblast de Moscou) — un centre de recherche à la pointe dans ce domaine depuis un demi-siècle, dont fait notamment partie le Flerov Laboratory for Nuclear Reactions (FLNR), où ont été synthétisés les éléments 114, 115, 116, 117 et 118 ;
  • [[Laboratoire national de Lawrence Livermore|Modèle:Langue]] (LLNL, à Livermore, en Californie), qui a activement collaboré avec le RIKEN et le JINR (notamment en ce qui concerne les cibles en actinide) pour parvenir à produire les éléments 113 à 118.

En Suisse, l'Organisation européenne pour la recherche nucléaire (CERN, canton de Genève), et l'Institut Paul Scherrer (PSI, canton d'Argovie), comptent également parmi les organisations notables dans ce domaine de recherches, par exemple dans la caractérisation des nucléides identifiés. En France, le Grand accélérateur national d'ions lourds (GANIL, en Normandie), a proposé dans les années 2000 une approche différente[16], fondée sur l'accélération d'ions d'Modèle:Nobr sur des cibles en nickel et en germanium pour étudier les propriétés de désintégration des noyaux composés comprenant Modèle:Unité afin de localiser le prochain nombre magique de protons parmi les différentes valeurs proposées par les théories existantes.

Notes et références

Modèle:Références

Modèle:Palette Modèle:Portail

  1. ↑ 1,0 1,1 et 1,2 Modèle:Article
  2. ↑ Modèle:Article
  3. ↑ 3,0 et 3,1 Modèle:Article
  4. ↑ Modèle:En Encyclopaedia Britannica : article « Transuranium Element », dont la brève section « End of Periodic Table » en fin d'article situe entre 170 et 210 la borne supérieure théorique du numéro atomique, et à Modèle:Nobr la limite d'observabilité des atomes.
  5. ↑ Modèle:Article
  6. ↑ Modèle:Article
  7. ↑ Modèle:En CEA Saclay – Spectroscopy of very heavy elements Slide #16 – Limit of stability: positron emission.
  8. ↑ Modèle:Article avec notamment toute une liste de références à consulter sur le thème de l'électrodynamique quantique.
  9. ↑ Modèle:Article
  10. ↑ Modèle:Article
  11. ↑ Modèle:Article
  12. ↑ Modèle:Lien web.
  13. ↑ Modèle:Article
  14. ↑ Modèle:Ouvrage
  15. ↑ Modèle:Article
  16. ↑ Modèle:Article
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