Nouvelle ligne dans le tableau périodique ? Dans les prochaines années, un nouvel élément pourrait être découvert !

Tout le monde connaît le tableau périodique grâce aux cours de chimie à l'école primaire et secondaire. La première version a été proposée par le chimiste russe Dmitri Mendeleïev en 1869, puis elle a été élargie et ajustée avec de nouvelles découvertes. Il s’agit d’un système d’organisation qui classe les éléments chimiques et nous fournit leurs propriétés.

L’idée du tableau périodique est d’organiser les éléments en fonction du nombre de protons présents dans le noyau. Les él��ments les plus légers, comme l’hydrogène et l’hélium, occupent la première ligne du tableau, tandis que les plus lourds se trouvent en bas. Actuellement, le tableau périodique compte 7 lignes où les éléments sont répartis en 18 colonnes. Les chercheurs tentent d’agrandir le tableau en explorant de nouveaux éléments.

Des études récentes dans ce domaine ont conduit les scientifiques à développer une nouvelle méthode qui pourrait permettre la création d’éléments encore plus lourds. L’idée serait de créer des éléments atteignant le "vallée de stabilité" et bien plus lourds que des éléments auxquels nous sommes habitués, comme le fer et l’oxygène. Ainsi, certains suggèrent la possibilité qu’une nouvelle ligne soit nécessaire.

Éléments lourds

Dans notre vie quotidienne, nous sommes habitués à des éléments plus légers et qui n'ont pas un numéro atomique élevé, comme l'hydrogène, l'hélium, l'oxygène ou le fer. Cependant, il existe des éléments lourds comme l'uranium et le plomb que l'on trouve dans la nature. Les éléments transuraniens sont créés en laboratoire et sont généralement très instables, ce qui les amène à se désintégrer en éléments plus légers.

Plus un élément est lourd, plus il est difficile de le maintenir instable en raison de la force de répulsion entre les protons, qui peut surpasser la force nucléaire forte. En raison de cette instabilité, l’étude et la recherche d’éléments lourds sont complexes et ne sont possibles que dans des environnements tels que les accélérateurs de particules. L’étude des éléments les plus lourds contribue à comprendre les interactions fondamentales présentes dans les atomes.

Île de stabilité

En physique nucléaire, il existe une région associée aux éléments lourds appelée l’île de stabilité. Cette région correspondrait aux éléments superlourds suffisamment stables pour exister. Cela signifie que, bien qu’ils soient plus lourds et plus instables, en atteignant un certain nombre de protons et de neutrons, ils seraient capables de maintenir leur stabilité plus longtemps que d’autres éléments superlourds.

L’île de stabilité existerait en raison de la relation entre le nombre de protons et les interactions fondamentales associées. Lorsque le nombre de neutrons et de protons dans un élément atteint certaines valeurs correspondant à des nombres quantiques spécifiques, l’interaction nucléaire deviendrait plus forte. À ce jour, l’île de stabilité n’a pas encore été confirmée malgré sa prédiction théorique, mais de nouvelles méthodes sont proposées pour tenter de découvrir des éléments appartenant à ce groupe.

Comment créer de nouveaux éléments ?

Cependant, la partie la plus difficile serait de trouver des moyens de créer de nouveaux éléments. Dans une nouvelle étude publiée dans la revue Physical Review Letters, les chercheurs ont présenté une nouvelle technique pour créer un élément superlourd appelé livermorium. Pour obtenir cet élément, qui possède un numéro atomique de 116, ils ont bombardé du plutonium-244 avec des ions de titane.

Avec le succès de cette nouvelle méthode, les chercheurs suggèrent que la technique pourrait être utilisée pour créer l’élément de numéro atomique 120, appelé unbinilium. L’unbinilium est hypothétique et devrait être placé dans une nouvelle ligne de la colonne des terres alcalines. Pour découvrir ce nouvel élément, l’idée serait de bombarder des isotopes de californium avec des ions de titane.

Nouveaux éléments

On espère que l’unbinilium atteindra l’île de stabilité, ce qui signifierait qu’il constituerait une preuve de l’existence de cette région si l’élément se comporte comme prévu théoriquement. Cependant, la recherche de ce nouvel élément pourrait prendre beaucoup de temps, car il a fallu 22 jours de bombardement constant de plutonium pour obtenir le livermorium. On estime que découvrir l’unbinilium prendrait 10 fois plus de temps.

Référence de l'article :

Gates et al. 2024 Toward the Discovery of New Elements: Production of Livermorium (Z=116) with 50Ti Physical Review Letters