Unbiquadium

L'unbiquadium (symbole Ubq) est la dénomination systématique attribuée par l'UICPA à l'élément chimique hypothétique de numéro atomique 124. Dans la littérature scientifique, il est généralement appelé élément 124.

Cet élément de la 8^e période du tableau périodique appartiendrait à la famille des superactinides, et ferait partie des éléments du bloc g. Sa configuration électronique serait, par application la règle de Klechkowski, [Og] 8s² 5g⁴, mais a été calculée, en prenant en compte les corrections induites par la chromodynamique quantique et la distribution relativiste de Breit-Wigner (en)^[4], comme étant [Og] 8s² 8p² 6f² ; d'autres résultats ont été obtenus par des méthodes un peu différentes, par exemple [Og] 8s² 8p¹ 6f³ par la méthode Dirac-Fock-Slater^[2], de sorte que cet élément n'aurait pas d'électron dans la sous-couche 5g.

Stabilité des nucléides de cette taille[modifier | modifier le code]

Aucun superactinide n'a jamais été observé, et on ignore si l'existence d'un atome aussi lourd est physiquement possible.

Le modèle en couches du noyau atomique prévoit l'existence de nombres magiques^[5] par type de nucléons en raison de la stratification des neutrons et des protons en niveaux d'énergie quantiques dans le noyau postulée par ce modèle, à l'instar de ce qui se passe pour les électrons au niveau de l'atome ; l'un de ces nombres magiques est 126, observé pour les neutrons mais pas encore pour les protons, tandis que le nombre magique suivant, 184, n'a jamais été observé : on s'attend à ce que les nucléides ayant environ 126 protons (unbihexium) et 184 neutrons soient sensiblement plus stables que les nucléides voisins, avec peut-être des périodes radioactives supérieures à la seconde, ce qui constituerait un « îlot de stabilité ».

La difficulté est que, pour les atomes superlourds, la détermination des nombres magiques semble plus délicate que pour les atomes légers^[6], de sorte que, selon les modèles, le nombre magique suivant serait à rechercher pour Z compris entre 114 et 126.

Recherche des isotopes les plus stables de l'élément 124[modifier | modifier le code]

Étant proche de l'îlot de stabilité, l'élément 124 pourrait avoir des isotopes particulièrement stables pour un élément superlourd, avec des périodes radioactives se chiffrant peut-être en secondes, l'isotope le plus stable étant à cet égard ³³⁰124, avec 124 protons et 206 neutrons.

L'élément 124 fait partie des éléments qu'il pourrait être possible de produire — mais pas forcément de détecter — avec les techniques actuelles, dans l'îlot de stabilité ; la stabilité particulière de ces isotopes serait due à un effet quantique de couplage des mésons ω^[7], l'un des neuf mésons dits « sans saveur ».

Une communication du CNRS a fait état en 2008 de l'observation de noyaux d'élément 124 au GANIL^[8] à Caen, en France. Cette équipe a bombardé une cible de germanium naturel avec des ions d'uranium 238 :

238
92U + naturel
32Ge → 308, 310, 311, 312, 314
124Ubq* → fission.

Ce résultat rendait compte de l'observation de fission de noyaux composés avec une période supérieure à 10^–18 s, suggérant un fort effet de stabilisation pour Z = 124, ce qui positionnait le nombre magique suivant à Z > 120 et non à Z = 114 comme on pensait alors. Cependant, l'IUPAC considère qu'il faut 10^–14 s pour qu'un noyau atomique fusionné s'organise en couches nucléaires constituées, de sorte que l'observation de noyaux composés — qui ne sont pas des noyaux organisés en couches nucléaires, mais sont un état transitoire résultant de l'impact entre projectile et noyau cible — comprenant 124 protons pendant un temps inférieur de plusieurs ordres de grandeur à cette limite de 10^–14 s ne peut être retenue comme preuve de l'existence d'un noyau à 124 protons^[9].

Références[modifier | modifier le code]

↑ L'élément 124 n'ayant jamais été synthétisé ni a fortiori reconnu par l'UICPA, il n'est classé dans aucune famille d'éléments chimiques. On le range éventuellement parmi les superactinides à la suite des travaux de Glenn Seaborg sur l'extension du tableau périodique dans les années 1940, mais, en toute rigueur, il est chimiquement « non classé ».
↑ ^{a et b} (en) Burkhard Fricke et Gerhard Soff, « Dirac-Fock-Slater calculations for the elements Z = 100, fermium, to Z = 173 », Atomic Data and Nuclear Data Tables, vol. 19, n^o 1,‎ janvier 1977, p. 83-95 (DOI 10.1016/0092-640X(77)90010-9, Bibcode 1977ADNDT..19...83F, lire en ligne)
↑ Base de données Chemical Abstracts interrogée via SciFinder Web le 15 décembre 2009 (résultats de la recherche)
↑ (en) Koichiro Umemoto et Susumu Saito, « Electronic Configurations of Superheavy Elements », Journal of the Physical Society of Japan, vol. 65,‎ 1996, p. 3175-3179 (DOI 10.1143/JPSJ.65.3175, lire en ligne)
↑ Encyclopaedia Britannica : article « Magic Number », § « The magic numbers for nuclei ».
↑ (en) Robert V. F. Janssens, « Nuclear physics: Elusive magic numbers », Nature, vol. 435,‎ 2005, p. 897-898(2) (DOI 10.1038/435897a, lire en ligne, consulté le 28 juin 2009)
↑ (en) G. Münzenberg, M. M. Sharma, A. R. Farhan, « α-decay properties of superheavy elements Z=113-125 in the relativistic mean-field theory with vector self-coupling of ω meson », Phys. Rev. C, vol. 71,‎ 19 mai 2005, p. 054310 (DOI 10.1103/PhysRevC.71.054310, lire en ligne [archive du 29 juin 2016])
↑ Communiqué de presse du CNRS De nouveaux noyaux d'atomes super-lourds au Ganil
↑ (en) Johen Emsley, Nature's Building Blocks : An A-Z Guide to the Elements, New York, Oxford University Press, 2011, 699 p. (ISBN 978-0-19-960563-7, lire en ligne), p. 588

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Bibliographie[modifier | modifier le code]

Handbook of Chemistry and Physics, 81^e édition (Hardcover), David R. Lide (Éditeur)

Voir aussi[modifier | modifier le code]

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Métaux alcalins	Métaux alcalino-terreux	Lanthanides	Métaux de transition	Métaux pauvres	Métalloïdes	Non-métaux	Halogènes	Gaz nobles	Éléments non classés
		Actinides
		Superactinides

[1] L'élément 124 n'ayant jamais été synthétisé ni a fortiori reconnu par l'UICPA, il n'est classé dans aucune famille d'éléments chimiques. On le range éventuellement parmi les superactinides à la suite des travaux de Glenn Seaborg sur l'extension du tableau périodique dans les années 1940, mais, en toute rigueur, il est chimiquement « non classé ».

[10.1016/0092-640X(77)90010-9-2] {a et b} (en) Burkhard Fricke et Gerhard Soff, « Dirac-Fock-Slater calculations for the elements Z = 100, fermium, to Z = 173 », Atomic Data and Nuclear Data Tables, vol. 19, n^o 1,‎ janvier 1977, p. 83-95 (DOI 10.1016/0092-640X(77)90010-9, Bibcode 1977ADNDT..19...83F, lire en ligne)

[3] Base de données Chemical Abstracts interrogée via SciFinder Web le 15 décembre 2009 (résultats de la recherche)

[4] (en) Koichiro Umemoto et Susumu Saito, « Electronic Configurations of Superheavy Elements », Journal of the Physical Society of Japan, vol. 65,‎ 1996, p. 3175-3179 (DOI 10.1143/JPSJ.65.3175, lire en ligne)

[5] Encyclopaedia Britannica : article « Magic Number », § « The magic numbers for nuclei ».

[6] (en) Robert V. F. Janssens, « Nuclear physics: Elusive magic numbers », Nature, vol. 435,‎ 2005, p. 897-898(2) (DOI 10.1038/435897a, lire en ligne, consulté le 28 juin 2009)

[7] (en) G. Münzenberg, M. M. Sharma, A. R. Farhan, « α-decay properties of superheavy elements Z=113-125 in the relativistic mean-field theory with vector self-coupling of ω meson », Phys. Rev. C, vol. 71,‎ 19 mai 2005, p. 054310 (DOI 10.1103/PhysRevC.71.054310, lire en ligne [archive du 29 juin 2016])

[8] Communiqué de presse du CNRS De nouveaux noyaux d'atomes super-lourds au Ganil

[978-0-19-960563-7-9] (en) Johen Emsley, Nature's Building Blocks : An A-Z Guide to the Elements, New York, Oxford University Press, 2011, 699 p. (ISBN 978-0-19-960563-7, lire en ligne), p. 588

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