Les éléments chimiques récemment découverts, numéros 113, 115, 117 et 118, ont reçu leurs noms officiels de l'Union internationale de chimie pure et appliquée (IUPAC) : nihonium (Nh), moscovium (Mc), tennessine (Ts) et oganesson (Og). Le chimiste Pieter Thyssen évoquait déjà dans Eos, lors de leur confirmation plus tôt cette année, ces quatre superéléments lourds et leur signification pour le tableau périodique.
Chaque élément se distingue par son nombre unique de protons dans le noyau, appelé numéro atomique. L'hydrogène (Z=1) est le plus léger, tandis que ces nouveaux venus, avec 113 à 118 protons, occupent l'extrémité lourde du tableau de Mendeleïev.
Les protons, chargés positivement, se repoussent mutuellement dans un noyau surchargé. Les neutrons, neutres, agissent comme un liant pour stabiliser cette structure. Cependant, pour ces superéléments, l'instabilité l'emporte : ils se désintègrent en fractions de seconde, rendant l'élément 118 (oganesson) extrêmement radioactif avec une demi-vie inférieure à une milliseconde.
Remplir les cases du tableau
La septième période du tableau est désormais complète, mais loin d'être achevée. En 1869, Dmitri Mendeleïev prévoyait des éléments manquants, tous confirmés aujourd'hui. Pourtant, des physiciens estiment une limite autour des éléments 137, 172 ou 173.
Des doutes émergent sur la pérennité de la loi périodique face à ces superéléments instables.
Autos-tamponneuses nucléaires
Les transuraniens (Z > 92) sont synthétisés en accélérateurs par fusion de noyaux : un noyau léger est accéléré à des vitesses folles contre un noyau lourd. Seule une collision sur un milliard réussit, suivie d'une détection via les produits de désintégration.
L'élément 113 (nihonium) fut découvert en 2004 par l'équipe japonaise RIKEN (bismuth + zinc). Les autres proviennent du JINR (Dubna, Russie), Lawrence Livermore et Oak Ridge National Laboratories (États-Unis).
Exemple : quatre mois de bombardement calcium-californium pour quatre atomes d'oganesson (demi-vie : 0,89 ms).
Cap vers l'île de stabilité
Ces recherches révèlent la structure nucléaire et visent l'« île de stabilité » prédite par Glenn Seaborg : des superéléments stables grâce à des nombres magiques de protons/neutrons, potentiellement autour de Z=120 ou 126, avec des demi-vies longues et applications médicales.
Fissures dans le tableau
La loi périodique vacille : les superéléments défient les tendances groupées en raison d'effets relativistes (électrons proches de la vitesse de la lumière). L'oganesson, censé être un gaz noble comme le radon, se comporte comme un métal.
Le tableau évolue : extension à la 8e période (élément 119 en vue), formes alternatives (spirale, pyramidale). Il reste le pilier de la chimie moderne.
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