Avec la découverte de l’élément 118, l’oganesson (Og), la 7e ligne du tableau périodique des éléments affiche complet. © Sergey Nivens, Fotolia

Sciences

Tableau périodique : comment l'Univers a-t-il donné naissance aux éléments ?

Question/RéponseClassé sous :tableau périodique des éléments , nouvel élément , élément superlourd

Découvrir un nouvel élément, ça n'arrive pas tous les jours. Certains chercheurs y consacrent leur carrière entière. Mais pour avoir une chance de passer à la postérité, ils doivent respecter quelques règles.

En 1991, le tableau périodique comptait 109 éléments. Mais les plus récemment découverts n'avaient pas pu être nommés. La priorité de leur découverte demeurait en effet ambiguë. Par conséquent, un groupe de travail international, comportant aussi bien des chimistes que des physiciens, avait défini quelques règles utiles. Depuis de nouveaux éléments ont été ajoutés au tableau. Et ils ont tous pu être nommés dans la sérénité, du darmstadtium, l'élément 110, à l'oganesson, l'élément 118.

Ces dernières années, dans leur quête de nouveaux éléments superlourds, les chercheurs ont pu bénéficier du développement de faisceaux intensifs d'isotopes rares, mais stables, de l'utilisation de cibles d'actinides radioactifs riches en neutrons et de méthodes de détection très sensibles. Et il est apparu nécessaire, en 2017, de réviser les critères posés en 1991. Ainsi, un nouveau rapport définit-il désormais précisément ce qu'est un nouvel élément et à partir de quand une découverte peut être ainsi qualifiée.

Il est fort probable que les prochains éléments superlourds à rejoindre le tableau périodique des éléments seront l’élément 119 et l’élément 120. © malachy120, Fotolia

Apporter la preuve du nombre de protons

La condition essentielle apparaît être celle du nombre de protons. En effet, il revient aux chercheurs, qui prétendent avoir découvert un nouvel élément, d'apporter la preuve que son noyau présente un nombre de protons différent de celui des nucléides déjà connus. Les éléments superlourds étant généralement instables, le moyen le plus direct consiste à mesurer la chaîne de désintégration de l'élément. Ainsi, le nouvel élément se retrouve directement connecté à des noyaux connus par une relation dite génétique.

Si l'élément est produit au cours de réactions de fusion au cœur d'un accélérateur de particules, plusieurs méthodes physiques ou chimiques peuvent apporter la preuve de son existence. Par exemple, une mesure précise de sa masse ou des mesures de son rayonnement X.

Dans le cas où plusieurs équipes revendiquent la découverte d'un même nouvel élément, c'est la date de soumission de la publication incluant les preuves à une revue scientifique reconnue qui sera prise en compte pour en attribuer la paternité. Et c'est alors l'Union internationale de chimie pure et appliquée (IUPAC) et l'Union internationale de physique pure et appliquée (UIPPA) qui valideront le droit de découverte qui va de pair avec l'autorisation de nommer le nouvel élément, selon les critères de dénominations prédéfinis.

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