Tableau périodique étendu - Extended periodic table

Tableau périodique étendu
Hydrogène Hélium
Lithium Béryllium Bore Carbone Azote Oxygène Fluor Néon
Sodium Magnésium Aluminium Silicium Phosphore Soufre Chlore Argon
Potassium Calcium Scandium Titane Vanadium Chrome Manganèse Le fer Cobalt Nickel Le cuivre Zinc Gallium Germanium Arsenic Sélénium Brome Krypton
Rubidium Strontium Yttrium Zirconium Niobium Molybdène Technétium Ruthénium Rhodié Palladium Argent Cadmium Indium Étain Antimoine Tellure Iode Xénon
Césium Baryum Lanthane Cérium Praséodyme Néodyme Prométhium Samarium Europium Gadolinium Terbium Dysprosium Holmium Erbium Thulium Ytterbium Lutécium Hafnium Tantale Tungstène Rhénium Osmium Iridium Platine Or Mercure (élément) Thallium Mener Bismuth Polonium Astatine Radon
Francium Radium Actinium Thorium Protactinium Uranium Neptunium Plutonium Américium Curium Berkélium Californie Einsteinium Fermium Mendélévie nobélium Lawrencium Rutherfordium Dubnium Seaborgium Bohrium Hassium Meitnerium Darmstadtium Roentgenium Copernicium Nihonium Flérovium Moscou Livermorium Tennessine Oganesson
Ununenium Unbinilium
Unquadtrium Quadruple Unquadpentium Unquadhexium Unquadseptium Unquadoctium Unquadennium Unpentnilium Unpentunium Unpentbium Unpenttrium Unpentquadium Unpentium Unpenthexium Unpentseptium Unpentoctium Unpentennium Unhexnilium Unhexunium Unhexbium Unhextrium Unhexquadium Unhexpentium Unhexhexium Unhexseptium Unhexoctium Unhexennium Unseptnilium Unseptunium Unseptbium
Unbiunium Unbibium Unbitrium Unbiquadium Unbipentium Unbihexium Unbiseptium Unbioctium Hors biennium Untrinilium Untriunium Untribium Untritrium Untriquadium Untripentium Untrihexium Untriseptium Untrioctium Untriennium Unquadnilium Unquadunium Unquadbium
Ununennium (élément 119, encadré ici) dans la période 8 (ligne 8) marque le début des théorisations

Un tableau périodique étendu théorise sur les éléments chimiques au-delà de ceux actuellement connus dans le tableau périodique et prouvés, jusqu'à oganesson , qui complète la septième période (ligne) du tableau périodique au numéro atomique ( Z ) 118. À partir de 2021, aucun élément avec un numéro atomique plus élevé que l'oganesson a été synthétisé avec succès ; tous les éléments de la huitième période et au-delà restent donc purement hypothétiques.

Si d'autres éléments avec des numéros atomiques plus élevés que cela sont découverts, ils seront placés dans des périodes supplémentaires, disposées (comme avec les périodes existantes) pour illustrer les tendances récurrentes périodiques dans les propriétés des éléments concernés. Toutes les périodes supplémentaires devraient contenir un plus grand nombre d'éléments que la septième période, car elles sont calculées pour avoir un soi-disant bloc g supplémentaire , contenant au moins 18 éléments avec des orbitales g partiellement remplies dans chaque période. Une table à huit périodes contenant ce bloc a été suggérée par Glenn T. Seaborg en 1969. Le premier élément du bloc g peut avoir le numéro atomique 121, et aurait donc le nom systématique unbiunium . Malgré de nombreuses recherches, aucun élément de cette région n'a été synthétisé ou découvert dans la nature.

Selon l'approximation orbitale dans les descriptions de la mécanique quantique de la structure atomique, le bloc g correspondrait à des éléments avec des orbitales g partiellement remplies, mais les effets de couplage spin-orbite réduisent considérablement la validité de l'approximation orbitale pour les éléments de numéro atomique élevé. Alors que la version de Seaborg de la période prolongée avait les éléments les plus lourds suivant le modèle défini par les éléments plus légers, car elle ne prenait pas en compte les effets relativistes , les modèles qui prennent en compte les effets relativistes ne le font pas. Pekka Pyykkö et Burkhard Fricke ont utilisé la modélisation informatique pour calculer les positions des éléments jusqu'à Z = 172, et ont constaté que plusieurs étaient déplacés de la règle de Madelung . En raison de l'incertitude et de la variabilité des prédictions des propriétés chimiques et physiques des éléments au-delà de 120, il n'y a actuellement aucun consensus sur leur placement dans le tableau périodique étendu.

Les éléments de cette région sont susceptibles d'être très instables en ce qui concerne la désintégration radioactive et de subir une désintégration alpha ou une fission spontanée avec des demi-vies extrêmement courtes , bien que l' on suppose que l' élément 126 se trouve dans un îlot de stabilité résistant à la fission mais pas à l'alpha. carie. D'autres îlots de stabilité au-delà des éléments connus peuvent également être possibles, y compris un îlot théorisé autour de l'élément 164, bien que l'étendue des effets stabilisants des enveloppes nucléaires fermées soit incertaine. Il n'est pas clair combien d'éléments au-delà de l'îlot de stabilité attendu sont physiquement possibles, si la période 8 est terminée ou s'il y a une période 9. L' Union internationale de chimie pure et appliquée (IUPAC) définit un élément comme existant si sa durée de vie est plus long que 10 -14 secondes (0,01 picosecondes, ou 10 femtosecondes), qui est le temps qu'il faut au noyau pour former un nuage d'électrons .

Dès 1940, il a été noté qu'une interprétation simpliste de l' équation relativiste de Dirac se heurte à des problèmes avec les orbitales électroniques à Z > 1/α 137, suggérant que les atomes neutres ne peuvent pas exister au-delà de l'élément 137, et qu'un tableau périodique des éléments basé sur les orbitales électroniques s'effondre donc à ce stade. D'autre part, une analyse plus rigoureuse calcule la limite analogue à Z ≈ 173 où la sous-couche 1s plonge dans la mer de Dirac , et que ce ne sont pas des atomes neutres qui ne peuvent exister au-delà de l'élément 173, mais des noyaux nus, posant ainsi aucun obstacle à la poursuite de l'extension du système périodique. Les atomes au-delà de ce numéro atomique critique sont appelés atomes supercritiques .

Histoire

Des éléments plus lourds au-delà des actinides ont été proposés pour la première fois dès 1895, lorsque le chimiste danois Hans Peter Jørgen Julius Thomsen a prédit que le thorium et l' uranium faisaient partie d'une période de 32 éléments qui se terminerait par un élément chimiquement inactif de poids atomique 292 ( non loin des 294 connus aujourd'hui pour le premier et le seul isotope découvert de l' oganesson ). En 1913, le physicien suédois Johannes Rydberg a également prédit que le prochain gaz noble après le radon aurait le numéro atomique 118, et dérivé purement formellement des congénères de radon encore plus lourds à Z  = 168, 218, 290, 362 et 460, exactement là où l' Aufbau principe prédirait qu'ils le soient. Niels Bohr a prédit en 1922 la structure électronique de ce prochain gaz noble à Z  = 118, et a suggéré que la raison pour laquelle les éléments au-delà de l'uranium n'étaient pas vus dans la nature était parce qu'ils étaient trop instables. Le physicien et ingénieur allemand Richard Swinne a publié un article de synthèse en 1926 contenant des prédictions sur les éléments transuraniens (il a peut-être inventé le terme) dans lequel il anticipait les prédictions modernes d'un îlot de stabilité : il avait émis l'hypothèse depuis 1914 que les demi-vies ne devraient pas diminue strictement avec le numéro atomique, mais a suggéré à la place qu'il pourrait y avoir des éléments à plus longue durée de vie à Z  = 98-102 et Z  = 108-110, et a émis l'hypothèse que de tels éléments pourraient exister dans le noyau de la Terre , dans les météorites de fer , ou dans le calottes glaciaires du Groenland où ils avaient été enfermés depuis leur origine cosmique supposée. En 1955, ces éléments étaient appelés éléments superlourds .

Les premières prédictions sur les propriétés des éléments superlourds non découverts ont été faites en 1957, lorsque le concept d' enveloppe nucléaire a été exploré pour la première fois et qu'un îlot de stabilité a été théorisé pour exister autour de l'élément 126. En 1967, des calculs plus rigoureux ont été effectués, et l'îlot de stabilité a été théorisé pour être centré sur le flerovium alors non découvert (élément 114); cette étude et d'autres études ultérieures ont motivé de nombreux chercheurs à rechercher des éléments superlourds dans la nature ou à tenter de les synthétiser dans des accélérateurs. De nombreuses recherches d'éléments superlourds ont été menées dans les années 1970, toutes avec des résultats négatifs. En décembre 2018, la synthèse a été tentée pour chaque élément jusqu'à et y compris l'unbiseptium ( Z  = 127), à l'exception de l'unbitrium ( Z  = 123), l'élément le plus lourd synthétisé avec succès étant l' oganesson en 2002 et la découverte la plus récente étant celle de la tennessine. en 2010.

Comme certains éléments superlourds devaient se trouver au-delà du tableau périodique à sept périodes, une huitième période supplémentaire contenant ces éléments a été proposée pour la première fois par Glenn T. Seaborg en 1969. Ce modèle a poursuivi le modèle des éléments établis et a introduit un nouveau bloc g et série de superactinides commençant à l'élément 121, augmentant le nombre d'éléments dans la période 8 par rapport aux périodes connues. Cependant, ces premiers calculs n'ont pas pris en compte les effets relativistes qui brisent les tendances périodiques et rendent impossible une simple extrapolation. En 1971, Fricke a calculé le tableau périodique jusqu'à Z  = 172 et a découvert que certains éléments avaient en effet des propriétés différentes qui brisent le modèle établi, et un calcul de 2010 par Pekka Pyykkö a également noté que plusieurs éléments pourraient se comporter différemment que prévu. On ne sait pas jusqu'où le tableau périodique pourrait s'étendre au-delà des 118 éléments connus, car les éléments plus lourds devraient être de plus en plus instables. Glenn T. Seaborg a suggéré qu'en pratique, la fin du tableau périodique pourrait arriver dès environ Z  = 120 en raison de l'instabilité nucléaire.

Structures prédites d'un tableau périodique étendu

Il n'y a actuellement aucun consensus sur le placement des éléments au-delà du numéro atomique 120 dans le tableau périodique.

Tous ces éléments hypothétiques non découverts sont nommés par la norme de nom d'élément systématique de l' Union internationale de chimie pure et appliquée (IUPAC) , qui crée un nom générique à utiliser jusqu'à ce que l'élément soit découvert, confirmé et un nom officiel approuvé. Ces noms ne sont généralement pas utilisés dans la littérature et sont désignés par leurs numéros atomiques ; par conséquent, l'élément 164 ne serait généralement pas appelé "unhexquadium" ou "Uhq" (le nom et le symbole systématiques de l'IUPAC), mais plutôt "élément 164" avec le symbole "164", "(164)" ou "E164".

Principe Aufbau

A l'élément 118, les orbitales 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 3d, 4s, 4p, 4d, 4f, 5s, 5p, 5d, 5f, 6s, 6p, 6d, 7s et 7p sont supposées remplies, avec les orbitales restantes non remplies. Une simple extrapolation du principe d'Aufbau prédirait la huitième rangée pour remplir les orbitales dans l'ordre 8s, 5g, 6f, 7d, 8p ; mais après l'élément 120, la proximité des couches électroniques rend problématique le placement dans une table simple.

1 1
heure
2
Il
2 3
Li
4
être
5
B
6
C
7
N
8
heures
9
F
10
3 11
Non
12
mg
13
Al
14
Si
15
P
16
S
17
Cl
18
 Ar
4 19
K
20
 ca
21
Sc
22
Ti
23
V
24
Cr
25
minutes
26
Fe
27
Co
28
Ni
29
Cu
30
zinc
31
Ga
32
33
Comme
34
Se
35
Br
36
 Kr
5 37
Rb
38
Sr
39
Y
40
 Zr
41
Nb
42
Mo
43
Tc
44
Ru
45
Rh
46
J.-C.
47
 Ag
48
cd
49
dans
50
Sn
51
Sb
52
Te
53
je
54
Xe
6 55
Cs
56
Ba
57
La
58
CE
59
Pr
60
Nd
61
h
62
cm
63
euros
64
Gj
65
To
66
jours
67
heures
68
Euh
69
tm
70
 Yb
71
Lu
72
Hf
73
Ta
74
W
75
76
 Os
77
Ir
78
points
79
Au
80
 Hg
81
TL
82
Pb
83
Bi
84
Po
85
à
86
Rn
7 87
Fr
88
Ra
89
Ac
90
ème
91
Pa
92
U
93
Np
94
Pu
95
h
96
cm
97
Bk
98
cf
99
Es
100
FM
101
Md
102
Non
103
LR
104
Rf
105
Db
106
Sg
107
Bh
108
heures
109
Mt
110
DS
111
RG
112
Cn
113
Nh
114
étage
115
Mc
116
Niv
117
T
118
og
8 119
Ue
120
Ubn
121
Ubu
122
Ubb
123
Ubt
124
Ubq
125
Ubp
126
Ubh
127
Ub
128
Ubo
129
Ube
130
unités
131
Utu
132
Utb
133
Utt
134
Utq
135
jusqu'à
136
Uth
137
Uts
138
Uto
139
Ute
140
Uqn
141
Uqu
142
Uqb
143
Uqt
144
Uqq
145
Uqp
146
Uqh
147
Uqs
148
Ouqo
149
Uqe
150
Upn
151
Upu
152
Upb
153
Upt
154
Upq
155 vers le
haut
156
Uph
157
augmentations
158
Upo
159
Upe
160
Uhn
161
Euh
162
Uhb
163
Uht
164
Uhq
165
Uhp
166
Euh
167
euh
168
Euh

Pyykkö

Tous les modèles ne montrent pas les éléments supérieurs suivant le modèle établi par les éléments plus légers. Pekka Pyykkö , par exemple, a utilisé la modélisation informatique pour calculer les positions des éléments jusqu'à Z = 172 et leurs propriétés chimiques possibles dans un article publié en 2011. Il a découvert que plusieurs éléments ont été déplacés de la règle d'ordonnancement de l' énergie de Madelung en raison de orbitales qui se chevauchent ; ceci est causé par le rôle croissant des effets relativistes dans les éléments lourds.

Tableau périodique de Pyykko 172.svg

Fricke

Burkhard Fricke et al., qui ont effectué des calculs jusqu'à l'élément 184 dans un article publié en 1971, ont également constaté que certains éléments étaient déplacés du principe d'Aufbau en raison d'effets relativistes.

H Il
Li Être B C N O F Ne
N / A mg Al Si P S Cl Ar
K Californie Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Géorgie Comme Se Br Kr
Rb Sr Oui Zr Nb Mo Tc Ru Rhésus PD Ag CD Dans Sn Sb Te je Xe
Cs Ba La Ce Pr nd après-midi SM UE Dieu To Dy Ho Euh Tm Yb Lu Hf Ta W Os Je pt Au Hg Tl Pb Bi À Rn
Fr Ra c.a. E Pennsylvanie U Np Pu Un m Cm Noir Cf. Es FM Maryland Non G / D Rf DB Sg Bh Hs Mont DS Rg Cn Nh Fl Mc Niv Ts Og
119 120 121 122-141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164
165 166 167 168 169 170 171 172

Néfedov

Nefedov  [ ru ] , Trzhaskovskaya et Yarzhemskii ont effectué des calculs jusqu'à 164 (résultats publiés en 2006). Contrairement à Pyykkö, ainsi qu'à Fricke et al., ils considéraient les éléments 158 à 164 comme des homologues des groupes 4 à 10, et non 6 à 12, notant des similitudes de configurations électroniques avec les métaux de transition de la période 5. Les éléments 111 et 112 sont déplacés du plan pour refléter des configurations différentes de Au et Hg.

Forme suggérée par Nefedov et al. (fragment, forme courte à 8 colonnes pour les éléments lourds)

Kulsha

Le chimiste informatique Andrey Kulsha a suggéré deux formes du tableau périodique étendu. Sur la base de leurs propriétés chimiques probables, les éléments 157-172 sont placés comme des congénères de huitième période de l'yttrium au xénon dans la cinquième période; cela concorde avec les calculs de 2006 de Nefedov et al. Dans la première suggestion de Kulsha (2011, après la publication de l'article de Pyykkö), les éléments 121-138 et 139-156 sont placés en deux rangées distinctes (appelées ensemble "éléments d'ultransition"), liés par l'ajout d'une sous- couche 5g 18 dans le noyau, car ils imitent respectivement les lanthanides et les actinides. Dans sa deuxième suggestion (2016), les éléments 121 à 142 forment un bloc g (car ils ont une activité de 5 g), tandis que les éléments 143 à 156 forment un bloc f placé sous l'actinium à travers le nobélium.

La première forme suggérée de Kulsha
Deuxième forme suggérée par Kulsha

Recherche d'éléments non découverts

Tentatives de synthèse

Des tentatives infructueuses ont été faites pour synthétiser les éléments de la période 8 jusqu'à l'unbiseptium, à l'exception de l'unbitrium. Des tentatives pour synthétiser ununennium, le premier élément de la période 8, sont en cours à partir de 2021.

Ununenium

La synthèse d' ununennium a été tentée pour la première fois en 1985 en bombardant une cible d'einsteinium-254 avec des ions calcium -48 à l'accélérateur superHILAC de Berkeley, en Californie :

254
99
Es
+ 48
20
Californie
302
119
Uue
* → pas d'atomes

Aucun atome n'a été identifié, conduisant à une section efficace limite de 300 nb . Des calculs ultérieurs suggèrent que la section efficace de la réaction 3n (qui donnerait 299 Uue et trois neutrons comme produits) serait en fait six cent mille fois inférieure à cette limite supérieure, à 0,5 pb.

L'ununennium étant l'élément non découvert le plus léger, il a été la cible d'expériences de synthèse par des équipes allemandes et russes ces dernières années. Les expériences russes ont été menées en 2011 et aucun résultat n'a été publié, ce qui implique fortement qu'aucun atome d'ununennium n'a été identifié. D'avril à septembre 2012, une tentative de synthèse des isotopes 295 Uue et 296 Uue a été effectuée en bombardant une cible de berkelium -249 avec du titane -50 au GSI Helmholtz Center for Heavy Ion Research à Darmstadt , en Allemagne. Sur la base de la section efficace théoriquement prédite, il était prévu qu'un atome d'ununennium serait synthétisé dans les cinq mois suivant le début de l'expérience.

249
97
Noir
+ 50
22
Ti
299
119
Uue
* → 296
119
Uue
+ 3 1
0

m
249
97
Noir
+ 50
22
Ti
299
119
Uue
* → 295
119
Uue
+ 4 1
0

m

L'expérience devait initialement se poursuivre jusqu'en novembre 2012, mais a été interrompue prématurément pour utiliser la cible 249 Bk pour confirmer la synthèse de la tennessine (changeant ainsi les projectiles en 48 Ca). Cette réaction entre 249 Bk et 50 Ti a été prédite comme la réaction pratique la plus favorable pour la formation d'ununenium, car elle est plutôt asymétrique, mais aussi quelque peu froide. (La réaction entre 254 Es et 48 Ca serait supérieure, mais la préparation des quantités de milligramme de 254 Es pour une cible est difficile.) Néanmoins, le changement nécessaire de la « balle d'argent » 48 Ca à 50 Ti divise le rendement attendu de Ununennium par une vingtaine, car le rendement dépend fortement de l'asymétrie de la réaction de fusion.

En raison des demi-vies courtes prévues, l'équipe du GSI a utilisé une nouvelle électronique "rapide" capable d'enregistrer les événements de désintégration en quelques microsecondes. Aucun atome d'ununennium n'a été identifié, ce qui implique une section efficace limite de 70 fb. La section efficace prévue est d'environ 40 fb, ce qui est aux limites de la technologie actuelle.

L'équipe de l' Institut commun de recherche nucléaire de Doubna , en Russie, prévoyait de commencer des expériences sur la synthèse d'ununennium et d'unbinilium à l'aide des réactions 249 Bk+ 50 Ti et 249 Cf+ 50 Ti en 2019 à l'aide d'un nouveau complexe expérimental. L'équipe de RIKEN au Japon a également prévu de faire des essais sur ces éléments à partir de 2018 avec des cibles de 248 Cm en utilisant les réactions 248 Cm+ 51 V et 248 Cm+ 54 Cr. Le premier est en cours depuis juin 2018.

Unbinilium

Après leur succès dans l' obtention oganesson par la réaction entre 249 Cf et 48 Ca en 2006, l'équipe de l' Institut de recherche nucléaire (JINR) à Dubna a commencé des expériences similaires en Mars-Avril 2007, dans l' espoir de créer unbinilium (élément 120) à partir de noyaux de 58 Fe et 244 Pu . Les isotopes de l'unbinilium devraient avoir des demi-vies de désintégration alpha de l'ordre de la microseconde . Les premières analyses ont révélé qu'aucun atome d'unbinilium n'avait été produit, fournissant une limite de 400  fb pour la section efficace à l'énergie étudiée.

244
94
Pu
+ 58
26
Fe
302
120
Ubn
* → pas d'atomes

L'équipe russe prévoyait de moderniser ses installations avant de tenter à nouveau la réaction.

En avril 2007, l'équipe du GSI Helmholtz Center for Heavy Ion Research à Darmstadt , en Allemagne, a tenté de créer de l'unbinilium en utilisant de l' uranium -238 et du nickel -64 :

238
92
U
+ 64
28
Ni
302
120
Ubn
* → pas d'atomes

Aucun atome n'a été détecté fournissant une limite de 1,6  pb pour la section efficace à l'énergie fournie. Le GSI a répété l'expérience avec une sensibilité plus élevée dans trois passages distincts en avril-mai 2007, janvier-mars 2008 et septembre-octobre 2008, tous avec des résultats négatifs, atteignant une limite de section efficace de 90 fb.

En juin-juillet 2010, et à nouveau en 2011, après avoir amélioré leur équipement pour permettre l'utilisation de cibles plus radioactives, les scientifiques du GSI ont tenté la réaction de fusion plus asymétrique :

248
96
Cm
+ 54
24
Cr
302
120
Ubn
* → pas d'atomes

On s'attendait à ce que le changement de réaction quintuple la probabilité de synthétiser l'unbinilium, car le rendement de telles réactions dépend fortement de leur asymétrie. Trois signaux corrélés ont été observés qui correspondaient aux énergies de désintégration alpha prédites de 299 Ubn et de sa fille 295 Og, ainsi qu'à l'énergie de désintégration connue expérimentalement de sa petite-fille 291 Lv . Cependant, les durées de vie de ces désintégrations possibles étaient beaucoup plus longues que prévu, et les résultats n'ont pas pu être confirmés.

En août-octobre 2011, une autre équipe du GSI utilisant l'installation TASCA a tenté une nouvelle réaction encore plus asymétrique :

249
98
Cf.
+ 50
22
Ti
299
120
Ubn
* → pas d'atomes

En raison de son asymétrie, la réaction entre 249 Cf et 50 Ti a été prédite comme la réaction pratique la plus favorable pour la synthèse d'unbinilium, bien qu'elle soit également quelque peu froide. Aucun atome d'unbinilium n'a été identifié, ce qui implique une section efficace limite de 200 fb. Jens Volker Kratz a prédit que la section efficace maximale réelle pour la production d'unbinilium par l'une de ces réactions était d'environ 0,1 fb; en comparaison, le record du monde de la plus petite section efficace d'une réaction réussie était de 30 fb pour la réaction 209 Bi( 70 Zn,n) 278 Nh , et Kratz a prédit une section efficace maximale de 20 fb pour produire l'ununennium voisin. Si ces prédictions sont exactes, alors la synthèse de l'ununennium serait aux limites de la technologie actuelle, et la synthèse de l'unbinilium nécessiterait de nouvelles méthodes.

Unbiunium

La synthèse d' unbiunium a été tentée pour la première fois en 1977 en bombardant une cible d' uranium-238 avec des ions de cuivre -65 à la Gesellschaft für Schwerionenforschung à Darmstadt , en Allemagne :

238
92
U
+ 65
29
Cu
303
121
Ubu
* → pas d'atomes

Aucun atome n'a été identifié.

Unbibium

Les premières tentatives de synthèse d' unbibium ont été réalisées en 1972 par Flerov et al. à l' Institut commun de recherche nucléaire (JINR), en utilisant les réactions de fusion à chaud induites par des ions lourds :

238
92
U
+ 66,68
30
Zn
304, 306
122
Ubb
* → pas d'atomes

Ces expériences étaient motivées par les premières prédictions sur l'existence d'un îlot de stabilité à N = 184 et Z > 120. Aucun atome n'a été détecté et une limite de rendement de 5 nb (5 000 pb ) a été mesurée. Les résultats actuels (voir flerovium ) ont montré que la sensibilité de ces expériences était trop faible d'au moins 3 ordres de grandeur.

En 2000, le Gesellschaft für Schwerionenforschung (GSI) Helmholtz Center for Heavy Ion Research a réalisé une expérience très similaire avec une sensibilité beaucoup plus élevée :

238
92
U
+ 70
30
Zn
308
122
Ubb
* → pas d'atomes

Ces résultats indiquent que la synthèse de ces éléments plus lourds reste un défi important et que de nouvelles améliorations de l'intensité du faisceau et de l'efficacité expérimentale sont nécessaires. La sensibilité devrait être augmentée à 1 fb à l'avenir pour des résultats de meilleure qualité.

Une autre tentative infructueuse de synthèse d'unbibium a été menée en 1978 au GSI Helmholtz Center, où une cible d' erbium naturel a été bombardée d' ions xénon-136 :

nat
68
Euh
+ 136
54
Xe
298, 300, 302, 303, 304, 306
Ubb
* → pas d'atomes

En particulier, la réaction entre 170 Er et 136 Xe devait produire des émetteurs alpha avec des demi-vies de quelques microsecondes qui se désintégreraient en isotopes de flerovium avec des demi-vies augmentant peut-être jusqu'à plusieurs heures, car le flerovium devrait se trouver près de le centre de l' île de stabilité . Après douze heures d'irradiation, rien n'a été trouvé dans cette réaction. Suite à une tentative similaire infructueuse de synthétiser unbiunium à partir de 238 U et 65 Cu, il a été conclu que les demi-vies des noyaux superlourds doivent être inférieures à une microseconde ou que les sections efficaces sont très petites. Des recherches plus récentes sur la synthèse d'éléments superlourds suggèrent que les deux conclusions sont vraies. Les deux tentatives dans les années 1970 pour synthétiser l'unbibium ont toutes deux été motivées par la recherche visant à déterminer si les éléments superlourds pouvaient potentiellement être d'origine naturelle.

Plusieurs expériences étudiant les caractéristiques de fission de divers noyaux de composés superlourds tels que 306 Ubb ont été réalisées entre 2000 et 2004 au Laboratoire Flerov de Réactions Nucléaires . Deux réactions nucléaires ont été utilisées, à savoir 248 Cm + 58 Fe et 242 Pu + 64 Ni. Les résultats révèlent la fission des noyaux superlourds principalement en expulsant des noyaux à coque fermée tels que 132 Sn (Z=50, N=82). Il a également été constaté que le rendement de la voie de fusion-fission était similaire entre les projectiles 48 Ca et 58 Fe, suggérant une utilisation future possible des projectiles 58 Fe dans la formation d'éléments superlourds.

Unbiquadium

Les scientifiques du GANIL (Grand Accélérateur National d'Ions Lourds) ont tenté de mesurer la fission directe et retardée de noyaux composés d'éléments avec Z = 114, 120 et 124 afin de sonder les effets de coque dans cette région et de localiser le prochain proton sphérique coquille. En effet, avoir des enveloppes nucléaires complètes (ou, de manière équivalente, avoir un nombre magique de protons ou de neutrons ) conférerait plus de stabilité aux noyaux de ces éléments superlourds, se rapprochant ainsi de l' îlot de stabilité . En 2006, avec des résultats complets publiés en 2008, l'équipe a fourni les résultats d'une réaction impliquant le bombardement d'une cible de germanium naturel avec des ions d'uranium :

238
92
U
+ nat
32

308, 310, 311, 312, 314
Ubq
* → fission

L'équipe a indiqué qu'elle avait pu identifier la fission de noyaux composés avec des demi-vies > 10 -18 s. Ce résultat suggère un fort effet stabilisateur à Z = 124 et pointe vers la prochaine couche de protons à Z > 120, et non à Z = 114 comme on le pensait auparavant. Un noyau composé est une combinaison lâche de nucléons qui ne se sont pas encore organisés en couches nucléaires. Il n'a pas de structure interne et n'est maintenu que par les forces de collision entre la cible et les noyaux du projectile. On estime qu'il faut environ 10 -14  s pour que les nucléons s'organisent en couches nucléaires, moment auquel le noyau composé devient un nucléide , et ce nombre est utilisé par l' IUPAC comme la demi-vie minimale qu'un isotope revendiqué doit avoir pour potentiellement être reconnu comme étant découvert. Ainsi, les expériences du GANIL ne comptent pas comme une découverte de l' élément 124 .

La fission du noyau composé 312 124 a également été étudiée en 2006 dans l'accélérateur d'ions lourds en tandem ALPI aux Laboratori Nazionali di Legnaro (Legnaro National Laboratories) en Italie :

232
90
E
+ 80
34
Se
312
Ubq
* → fission

À l'instar des expériences précédentes menées au JINR ( Joint Institute for Nuclear Research ), des fragments de fission se sont regroupés autour de noyaux doublement magiques tels que 132 Sn ( Z = 50, N = 82), révélant une tendance des noyaux superlourds à expulser ces noyaux doublement magiques dans fission. Le nombre moyen de neutrons par fission du noyau composé 312 124 (par rapport aux systèmes plus légers) s'est également avéré augmenter, confirmant que la tendance des noyaux plus lourds émettant plus de neutrons pendant la fission se poursuit dans la région des masses super lourdes.

Unbipentium

La première et unique tentative de synthèse d'unbipentium a été menée à Dubna en 1970-1971 en utilisant des ions zinc et une cible d' américium - 243 :

243
95
Un m
+ 66, 68
30
Zn
309, 311
Ubp
* → pas d'atomes

Aucun atome n'a été détecté et une limite de section efficace de 5 nb a été déterminée. Cette expérience a été motivée par la possibilité d'une plus grande stabilité pour les noyaux autour de Z ~ 126 et N ~ 184, bien que des recherches plus récentes suggèrent que l'îlot de stabilité pourrait plutôt se situer à un numéro atomique inférieur (tel que copernicium , Z = 112), et le la synthèse d'éléments plus lourds comme l'unbipentium nécessitera des expériences plus sensibles.

Unbihexium

La première et unique tentative de synthèse d' unbihexium , qui n'a pas abouti, a été réalisée en 1971 au CERN (Organisation européenne pour la recherche nucléaire) par René Bimbot et John M. Alexander en utilisant la réaction de fusion à chaud :

232
90
E
+ 84
36
Kr
316
126
Euh
* → pas d'atomes

Des particules alpha de haute énergie (13-15 MeV ) ont été observées et considérées comme des preuves possibles de la synthèse de l'unbihexium. Des expériences infructueuses ultérieures avec une sensibilité plus élevée suggèrent que la sensibilité de 10 mb de cette expérience était trop faible; par conséquent, la formation de noyaux d'unbihexium dans cette réaction est hautement improbable.

Unbiseptium

La première et unique tentative de synthèse d'unbiseptium, qui n'a pas abouti, a été réalisée en 1978 à l' accélérateur UNILAC du GSI Helmholtz Center, où une cible de tantale naturel a été bombardée d' ions xénon -136 :

nat
73
Ta
+ 136
54
Xe
316, 317
Ubs
* → pas d'atomes

Recherches dans la nature

Une étude réalisée en 1976 par un groupe de chercheurs américains de plusieurs universités a proposé que les éléments superlourds primordiaux , principalement le foiemorium , l'unbiquadium, l'unbihexium et l'unbiseptium, pourraient être une cause de dommages radioactifs inexpliqués (en particulier les halos radioactifs ) dans les minéraux. Cela a incité de nombreux chercheurs à les rechercher dans la nature de 1976 à 1983. Un groupe dirigé par Tom Cahill, professeur à l' Université de Californie à Davis , a affirmé en 1976 avoir détecté des particules alpha et des rayons X avec les bonnes énergies pour causer les dommages observés, justifiant la présence de ces éléments. En particulier, la présence de noyaux d'unbiquadium et d'unbihexium à vie longue (de l'ordre de 10 9 ans), ainsi que leurs produits de désintégration, à une abondance de 10 −11 par rapport à leurs congénères possibles uranium et plutonium , a été conjecturée. D'autres ont affirmé qu'aucun n'avait été détecté et ont remis en question les caractéristiques proposées des noyaux superlourds primordiaux. En particulier, ils ont indiqué que de tels noyaux superlourds doivent avoir une couche de neutrons fermée à N = 184 ou N = 228, et cette condition nécessaire pour une stabilité améliorée n'existe que dans les isotopes déficients en neutrons du foiemorium ou les isotopes riches en neutrons des autres éléments qui seraient ne pas être bêta-stable contrairement à la plupart des isotopes naturels. Il a également été proposé que cette activité soit causée par des transmutations nucléaires dans le cérium naturel , ce qui soulève une ambiguïté supplémentaire sur cette prétendue observation d'éléments superlourds.

Le 24 avril 2008, un groupe dirigé par Amnon Marinov à l' Université hébraïque de Jérusalem a affirmé avoir trouvé des atomes uniques d' unbibium -292 dans des gisements de thorium naturels à une abondance comprise entre 10 -11 et 10 -12 par rapport au thorium. L'affirmation de Marinov et al. a été critiqué par une partie de la communauté scientifique. Marinov a affirmé qu'il avait soumis l'article aux revues Nature et Nature Physics, mais les deux l'ont refusé sans l'envoyer pour examen par les pairs. Les atomes d'unbibium-292 seraient des isomères superdéformés ou hyperdéformés , avec une demi-vie d'au moins 100 millions d'années.

Une critique de la technique, précédemment utilisée pour prétendument identifier des isotopes de thorium plus légers par spectrométrie de masse , a été publiée dans Physical Review C en 2008. Une réfutation du groupe Marinov a été publiée dans Physical Review C après le commentaire publié.

Une répétition de l'expérience sur le thorium en utilisant la méthode supérieure de spectrométrie de masse par accélérateur (AMS) n'a pas permis de confirmer les résultats, malgré une sensibilité 100 fois supérieure. Ce résultat jette un doute considérable sur les résultats de la collaboration Marinov en ce qui concerne leurs revendications d'isotopes à vie longue du thorium , du roentgenium et de l' unbibium . Il est encore possible que des traces d'unbibium n'existent que dans certains échantillons de thorium, bien que cela soit peu probable.

L'étendue possible des éléments superlourds primordiaux sur Terre aujourd'hui est incertaine. Même s'il est confirmé qu'ils ont causé les dommages causés par les radiations il y a longtemps, ils pourraient maintenant se décomposer en de simples traces, ou même avoir complètement disparu. Il est également incertain si de tels noyaux superlourds peuvent être produits naturellement, car la fission spontanée devrait mettre fin au processus r responsable de la formation d'éléments lourds entre les nombres de masse 270 et 290, bien avant que des éléments plus lourds que l' unbinilium puissent être formés.

Une hypothèse récente tente d'expliquer le spectre de l'étoile de Przybylski par le flerovium , l' unbinilium et l' unbihexium naturels .

Propriétés prédites des éléments de la huitième période

L'élément 118, oganesson , est l'élément le plus lourd qui a été synthétisé. Les deux éléments suivants, les éléments 119 et 120 , doivent former une série 8s et être respectivement un métal alcalin et un métal alcalino-terreux . Au-delà de l'élément 120, la série des superactinides devrait commencer, lorsque les électrons 8s et le remplissage des sous-couches 8p 1/2 , 7d 3/2 , 6f et 5g déterminent la chimie de ces éléments. Les calculs CCSD complets et précis ne sont pas disponibles pour les éléments au-delà de 122 en raison de l'extrême complexité de la situation : les orbitales 5g, 6f et 7d devraient avoir à peu près le même niveau d'énergie, et dans la région de l'élément 160, les 9s, 8p 3 Les orbitales /2 et 9p 1/2 devraient également être à peu près égales en énergie. Cela entraînera un mélange des couches d'électrons, de sorte que le concept de bloc ne s'appliquera plus très bien, et entraînera également de nouvelles propriétés chimiques qui rendront très difficile le positionnement de certains de ces éléments dans un tableau périodique.

Valeurs propres d'énergie (en eV) pour les électrons les plus externes des éléments avec Z = 100 à 172, prédites à l'aide des calculs de Dirac-Fock. Les signes − et + se réfèrent respectivement à des orbitales avec un nombre quantique azimutal diminué ou augmenté à partir de la séparation spin-orbite : p− est p 1/2 , p+ est p 3/2 , d− est d 3/2 , d+ est d 5/ 2 , f− est f 5/2 , f+ est f 7/2 , g− est g 7/2 et g+ est g 9/2 .

Propriétés chimiques et physiques

Éléments 119 et 120

Quelques propriétés prédites des éléments 119 et 120
Biens 119 120
Poids atomique standard [322] [325]
Grouper 1 2
Configuration électronique de Valence 8s 1 8s 2
États d'oxydation stables 1 , 3 2 , 4
Première énergie d'ionisation 463,1 kJ/mol 563,3 kJ/mol
Rayon métallique 260 h 200h
Densité 3 g / cm 3 7 g / cm 3
Point de fusion 0–30 °C (32–86 °F) 680 °C (1 300 °F)
Point d'ébullition 630 °C (1 200 °F) 1 700 °C (3 100 °F)

Les deux premiers éléments de la période 8 seront ununennium et unbinilium, éléments 119 et 120. Leurs configurations électroniques devraient avoir l'orbitale 8s remplie. Cette orbitale est stabilisée et contractée de manière relativiste ; ainsi, les éléments 119 et 120 devraient ressembler davantage au rubidium et au strontium que leurs voisins immédiats au-dessus, le francium et le radium . Un autre effet de la contraction relativiste de l'orbitale 8s est que les rayons atomiques de ces deux éléments devraient être à peu près les mêmes que ceux du francium et du radium. Ils devraient se comporter comme des métaux alcalins et alcalino-terreux normaux (bien que moins réactifs que leurs voisins verticaux immédiats), formant normalement des états d'oxydation +1 et +2 respectivement, mais la déstabilisation relativiste de la sous-couche 7p 3/2 et les énergies d'ionisation relativement faibles de les électrons 7p 3/2 devraient également permettre des états d'oxydation plus élevés comme +3 et +4 (respectivement).

Superactinides

Les superactinides peuvent être considérés comme allant des éléments 121 à 157, qui peuvent être classés comme les éléments 5g et 6f de la huitième période, avec le premier élément 7d. Dans la série des superactinides, les coquilles 7d 3/2 , 8p 1/2 , 6f 5/2 et 5g 7/2 devraient toutes se remplir simultanément. Cela crée des situations très compliquées, à tel point que des calculs CCSD complets et précis n'ont été effectués que pour les éléments 121 et 122. Le premier superactinide, l' unbiunium (élément 121), devrait être similaire au lanthane et à l' actinium : son état d'oxydation principal devrait être + 3, bien que la proximité des niveaux d'énergie des sous-couches de valence puisse permettre des états d'oxydation plus élevés, tout comme dans les éléments 119 et 120. La stabilisation relativiste de la sous-couche 8p devrait entraîner une configuration électronique de valence à l' état fondamental 8s 2 8p 1 pour l'élément 121, contrairement aux configurations ds 2 du lanthane et de l'actinium ; néanmoins, cette configuration anormale ne semble pas affecter sa chimie calculée, qui reste similaire à celle de l'actinium. Sa première énergie d'ionisation est estimée à 429,4 kJ/mol, ce qui serait inférieur à ceux de tous les éléments connus à l'exception des métaux alcalins potassium , rubidium , césium et francium : cette valeur est même inférieure à celle de la période 8 métal alcalin ununennium (463,1 kJ/mol). De même, le prochain superactinide, l' unbibium (élément 122), peut être similaire au cérium et au thorium , avec un état d'oxydation principal de +4, mais aurait une configuration électronique de valence à l' état fondamental 7d 1 8s 2 8p 1 ou 8s 2 8p 2 , contrairement à la configuration 6d 2 7s 2 du thorium . Ainsi, sa première énergie d'ionisation serait inférieure à celle du thorium (Th : 6,3  eV ; Ubb : 5,6 eV) en raison de la plus grande facilité d'ionisation de l'électron 8p 1/2 de l' unbibium que de l'électron 6d du thorium. L'effondrement de l'orbitale 5g elle-même est retardé jusqu'aux environs de l'élément 125 ; les configurations électroniques de la série isoélectronique à 119 électrons devraient être [Og]8s 1 pour les éléments 119 à 122, [Og]6f 1 pour les éléments 123 et 124, et [Og]5g 1 pour les éléments 125 et suivants.

Dans les premiers superactinides, les énergies de liaison des électrons ajoutés devraient être suffisamment faibles pour qu'ils puissent perdre tous leurs électrons de valence ; par exemple, unbihexium (élément 126) pourrait facilement former un état d'oxydation +8, et des états d'oxydation encore plus élevés pour les prochains éléments peuvent être possibles. Unbihexium devrait également afficher une variété d'autres états d'oxydation : des calculs récents ont suggéré qu'un monofluorure UbhF stable pourrait être possible, résultant d'une interaction de liaison entre l' orbitale 5g  sur unbihexium et l'  orbitale 2 p sur fluor . Les autres états d'oxydation prévus incluent +2, +4 et +6; +4 devrait être l'état d'oxydation le plus courant de l'unbihexium. Les superactinides de l'unbipentium (élément 125) à l'unbiennium (élément 129) devraient présenter un état d'oxydation +6 et former des hexafluorures , bien que UbpF 6 et UbhF 6 soient relativement faiblement liés. Les énergies de dissociation des liaisons devraient augmenter considérablement à l'élément 127 et encore plus à l'élément 129. Cela suggère un passage d'un caractère ionique fort dans les fluorures de l'élément 125 à un caractère plus covalent, impliquant l'orbitale 8p, dans les fluorures de l'élément 129. la liaison dans ces hexafluorures de superactinide se situe principalement entre la sous-couche 8p la plus élevée du superactinide et la sous-couche 2p du fluor, contrairement à la façon dont l'uranium utilise ses orbitales 5f et 6d pour la liaison dans l'hexafluorure d'uranium .

Malgré la capacité des premiers superactinides à atteindre des états d'oxydation élevés, il a été calculé que les électrons 5g seront les plus difficiles à ioniser ; les ions Ubp 6+ et Ubh 7+ devraient avoir une configuration 5g 1 , similaire à la configuration 5f 1 de l' ion Np 6+ . Un comportement similaire est observé dans la faible activité chimique des électrons 4f dans les lanthanides ; c'est une conséquence du fait que les orbitales 5g sont petites et profondément enfouies dans le nuage d'électrons. La présence d'électrons dans les orbitales g, qui n'existent dans la configuration électronique à l'état fondamental d'aucun élément actuellement connu, devrait permettre à des orbitales hybrides actuellement inconnues de se former et d'influencer la chimie des superactinides de nouvelles manières, bien que l'absence d' électrons g dans des éléments connus rend plus difficile la prédiction de la chimie des superactinides.

Quelques composés prédits des superactinides (X = un halogène )
121 122 123 124 125 126 127 128 129 132 142 143 144 145 146 148 153 154 155 156 157
Composé UbuX 3 UbbX 4 UbtX 5 UbqX 6 UbpF
UbpF 6
UbpO2+
2
UbhF
UbhF 6
UbhO 4
UbsF 6 UboF 6 UbeF
UbeF 6
UqbX 4
UqbX 6
UqtF 6 UqqX 6
UqqO2+
2

UqqF 8
UqqO 4
UqpF 6 UqoO 6
Analogues La X 3
Ac X 3
Ce X 4
Th X 4
Np O2+
2
ThF 4 UF 6
UO2+
2

Pu F 8
PuO 4
UO 6
États d'oxydation 3 4 5 6 1, 6, 7 1, 2, 4, 6, 8 6 6 1, 6 6 4, 6 6, 8 3, 4, 5, 6, 8 6 8 12 3 0, 2 3, 5 2 3

Dans les derniers superactinides, les états d'oxydation devraient devenir plus faibles. Par l'élément 132, l'état d'oxydation prédominant le plus stable sera seulement +6; celui-ci est encore réduit à +3 et +4 par l'élément 144, et à la fin de la série des superactinides ce ne sera que +2 (et peut-être même 0) car la coquille 6f, qui se remplit à cet endroit, est profondément à l'intérieur le nuage d'électrons et les électrons 8s et 8p 1/2 sont liés trop fortement pour être chimiquement actifs. La coque 5g doit être remplie à l'élément 144 et la coque 6f aux alentours de l'élément 154, et dans cette région des superactinides, les électrons 8p 1/2 sont si fortement liés qu'ils ne sont plus chimiquement actifs, de sorte que seuls quelques électrons peuvent participer à des réactions chimiques. Les calculs de Fricke et al. prédisent qu'à l'élément 154, la couche 6f est pleine et qu'il n'y a pas de fonctions d'onde d- ou d'autres électrons en dehors des couches 8s et 8p 1/2 chimiquement inactives . Ceci peut amener l'élément 154 à être plutôt non réactif avec des propriétés de type gaz noble . Les calculs de Pyykkö s'attendent néanmoins à ce qu'à l'élément 155, la coquille 6f soit toujours chimiquement ionisable : Upp 3+ devrait avoir une coquille 6f complète, et le quatrième potentiel d'ionisation devrait être compris entre ceux du terbium et du dysprosium , tous deux connus dans le + 4 état.

De même que pour les contractions des lanthanides et des actinides , il devrait y avoir une contraction des superactinides dans la série des superactinides où les rayons ioniques des superactinides sont plus petits que prévu. Dans les lanthanides , la contraction est d'environ 4,4 pm par élément ; dans les actinides , elle est d'environ 3 pm par élément. La contraction est plus importante dans les lanthanides que dans les actinides en raison de la plus grande localisation de la fonction d'onde 4f par rapport à la fonction d'onde 5f. Des comparaisons avec les fonctions d'onde des électrons externes des lanthanides, actinides et superactinides conduisent à prédire une contraction d'environ 2 pm par élément dans les superactinides ; bien que ce soit plus petit que les contractions dans les lanthanides et les actinides, son effet total est plus important en raison du fait que 32 électrons sont remplis dans les coquilles 5g et 6f profondément enfouies, au lieu de seulement 14 électrons remplis dans les coquilles 4f et 5f dans respectivement les lanthanides et les actinides.

Pekka Pyykkö divise ces superactinides en trois séries : une série 5g (éléments 121 à 138), une série 8p 1/2 (éléments 139 à 140), et une série 6f (éléments 141 à 155), notant également qu'il y aurait un un grand chevauchement entre les niveaux d'énergie et que les orbitales 6f, 7d ou 8p 1/2 pourraient également être occupées dans les premiers atomes ou ions superactinides. Il s'attend également à ce qu'ils se comportent davantage comme des "super lanthanides ", dans le sens où les électrons 5g seraient pour la plupart chimiquement inactifs, de la même manière que seuls un ou deux électrons 4f dans chaque lanthanide sont ionisés dans les composés chimiques. Il a également prédit que les états d'oxydation possibles des superactinides pourraient augmenter très haut dans la série 6f, jusqu'à des valeurs telles que +12 dans l'élément 148.

Andrey Kulsha a appelé les trente-six éléments 121 à 156 "éléments d'ultransition" et a proposé de les diviser en deux séries de dix-huit chacune, une des éléments 121 à 138 et une autre des éléments 139 à 156. La première serait analogue à la les lanthanides, avec des états d'oxydation allant principalement de +4 à +6, car le remplissage de la coque de 5g domine et les éléments voisins sont très similaires les uns aux autres, créant une analogie avec l' uranium , le neptunium et le plutonium . La seconde serait analogue aux actinides : au début (autour des éléments dans les années 140) des états d'oxydation très élevés seraient attendus lorsque la coquille 6f s'élève au-dessus de celle 7d, mais après cela, les états d'oxydation typiques diminueraient et dans les éléments dans le À partir de 150 s, les électrons 8p 1/2 cesseraient d'être chimiquement actifs. Étant donné que les deux rangées sont séparées par l'ajout d'une sous-coque complète de 5 g 18 , elles pourraient également être considérées comme des analogues l'une de l'autre.

À titre d'exemple des superactinides tardifs, l'élément 156 devrait présenter principalement l'état d'oxydation +2, en raison de sa configuration électronique avec 7d 2 électrons facilement éliminés sur un [Og]5g 18 6f 14 8s 2 8p stable2
1/2
coeur. Il peut donc être considéré comme un congénère plus lourd du nobélium , qui possède également une paire d' électrons 7s 2 facilement éliminés sur un noyau [Rn]5f 14 stable , et est généralement à l'état +2 (des oxydants puissants sont nécessaires pour obtenir le nobélium dans le +3 état). Son énergie de première ionisation devrait être d'environ 400 kJ/mol et son rayon métallique d'environ 170 picomètres. D'une masse atomique relative de l'ordre de 445 u, il devrait s'agir d'un métal très lourd d'une densité d'environ 26 g/cm 3 .

Éléments 157 à 166

Les métaux de transition 7d de la période 8 devraient être des éléments 157 à 166. Bien que les électrons 8s et 8p 1/2 soient si fortement liés à ces éléments qu'ils ne devraient pas pouvoir participer à des réactions chimiques, les 9s et 9p 1/2 niveaux devraient être facilement disponibles pour l'hybridation. Ces éléments 7d devraient être similaires aux éléments 4d de l' yttrium au cadmium . En particulier, l'élément 164 avec une configuration électronique 7d 10 9s 0 montre des analogies claires avec le palladium avec sa configuration électronique 4d 10 5s 0 .

Les métaux nobles de cette série de métaux de transition ne devraient pas être aussi nobles que leurs homologues plus légers, en raison de l'absence d'une coque extérieure s pour le blindage et aussi parce que la coque 7d est fortement divisée en deux sous-couches en raison d'effets relativistes. Cela fait que les premières énergies d'ionisation des métaux de transition 7d sont plus petites que celles de leurs congénères plus légers.

L'intérêt théorique pour la chimie de l'unhexquadium est largement motivé par les prédictions théoriques selon lesquelles celui-ci, en particulier les isotopes 472 Uhq et 482 Uhq (avec 164 protons et 308 ou 318 neutrons ), serait au centre d'un hypothétique deuxième îlot de stabilité (le premier étant centré sur le copernicium , en particulier les isotopes 291 Cn, 293 Cn et 296 Cn qui devraient avoir des demi-vies de siècles ou de millénaires).

Les calculs prédisent que les électrons 7d de l'élément 164 (unhexquadium) devraient participer très facilement aux réactions chimiques, de sorte que l'unhexquadium devrait être capable de montrer des états d'oxydation stables +6 et +4 en plus de l'état normal +2 dans les solutions aqueuses avec des ligands forts . Unhexquadium devrait donc être capable de former des composés comme Uhq( CO ) 4 , Uhq( PF 3 ) 4 (tous deux tétraédriques comme les composés de palladium correspondants), et Uhq( CN )2−
2
( linéaire ), dont le comportement est très différent de celui du plomb , dont l'unhexquadium serait un homologue plus lourd s'il n'y avait pas d'effets relativistes. Néanmoins, l'état divalent serait le principal en solution aqueuse (bien que les états +4 et +6 soient possibles avec des ligands plus forts), et l'unhexquadium(II) devrait se comporter plus comme le plomb que l'unhexquadium(IV) et l'unhexquadium(VI ).

L'unhexquadium devrait être un acide de Lewis doux et avoir un paramètre de douceur d'Ahrlands proche de 4  eV . L'unhexquadium devrait être au plus modérément réactif, ayant une première énergie d'ionisation qui devrait être de l'ordre de 685 kJ/mol, comparable à celle du molybdène . En raison des contractions du lanthanide, de l'actinide et du superactinide , l'unhexquadium devrait avoir un rayon métallique de seulement 158  pm , très proche de celui du magnésium beaucoup plus léger , malgré son poids atomique attendu d'environ 474  u, soit environ 19,5 fois le poids atomique de magnésium. Ce petit rayon et ce poids élevé font qu'il devrait avoir une densité extrêmement élevée de l'ordre de 46 g.cm -3 , plus du double de celle de l' osmium , actuellement l'élément le plus dense connu, à 22,61 g.cm -3 ; unhexquadium devrait être le deuxième élément le plus dense des 172 premiers éléments du tableau périodique, seul son voisin unhextrium (élément 163) étant plus dense (à 47 g.cm -3 ). L'unhexquadium métallique devrait avoir une très grande énergie de cohésion ( enthalpie de cristallisation) en raison de ses liaisons covalentes , entraînant très probablement un point de fusion élevé. A l'état métallique, l'unhexquadium doit être assez noble et analogue au palladium et au platine . Fricke et al. ont suggéré quelques similitudes formelles avec l' oganesson , car les deux éléments ont des configurations à coque fermée et des énergies d'ionisation similaires, bien qu'ils notent que si l'oganesson serait un très mauvais gaz noble, l'unhexquadium serait un bon métal noble.

Les éléments 165 (unhexpentium) et 166 (unhexhexium), les deux derniers métaux 7d, devraient se comporter de la même manière que les métaux alcalins et alcalino-terreux lorsqu'ils sont respectivement aux états d'oxydation +1 et +2. Les électrons 9s devraient avoir des énergies d'ionisation comparables à celles des électrons 3s du sodium et du magnésium , en raison d'effets relativistes faisant que les électrons 9s sont beaucoup plus fortement liés que les calculs non relativistes ne le prédisent. Les éléments 165 et 166 devraient normalement présenter les états d'oxydation +1 et +2 respectivement, bien que les énergies d'ionisation des électrons 7d soient suffisamment faibles pour permettre des états d'oxydation plus élevés comme +3 pour l'élément 165. L'état d'oxydation +4 pour l'élément 166 est moins probablement, créant une situation similaire aux éléments plus légers des groupes 11 et 12 (en particulier l' or et le mercure ). Comme avec le mercure mais pas le copernicium, l'ionisation de l'élément 166 à Uhh 2+ devrait entraîner une configuration 7d 10 correspondant à la perte des électrons s mais pas des électrons d, ce qui la rend plus analogue au briquet "moins relativiste " les éléments du groupe 12 zinc, cadmium et mercure, qui n'ont essentiellement aucun caractère de métal de transition.

Quelques propriétés prédites des éléments 156-166
Les rayons et densités métalliques sont des premières approximations.
Le groupe le plus analogue est donné en premier, suivi par d'autres groupes similaires.
Biens 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166
Poids atomique standard [445] [448] [452] [456] [459] [463] [466] [470] [474] [477] [481]
Grouper Groupe Yb
(4)
3
(5)
4
(6)
5
(7)
6
(8)
7
(9)
8
(10)
9
(11)
10
(12, 14, 18)
11
(1, 13)
12
(2, 14)
Configuration électronique de Valence 7j 2 7j 3 7j 4 7j 5 7j 6 7j 7 7j 8 7j 9 7j 10 7j 10 9s 1 7j 10 9s 2
États d'oxydation stables 2 3 4 1 , 5 2 , 6 3 , 7 4 , 8 5 0 , 2 , 4 , 6 1 , 3 2
Première énergie d'ionisation 400 kJ/mol 450 kJ/mol 520 kJ/mol 340 kJ/mol 420 kJ/mol 470 kJ/mol 560 kJ/mol 620 kJ/mol 690 kJ/mol 520 kJ/mol 630 kJ/mol
Rayon métallique 170 h 163h 157 h 152 h 148h 148h 149h 152 h 158 h 250 h 200h
Densité 26 g / cm 3 28 g / cm 3 30 g / cm 3 33 g / cm 3 36 g / cm 3 40 g / cm 3 45 g / cm 3 47 g / cm 3 46 g / cm 3 7 g / cm 3 11 g / cm 3

Éléments 167 à 172

Les six éléments suivants du tableau périodique devraient être les derniers éléments du groupe principal de leur période et sont susceptibles d'être similaires aux éléments 5p de l' indium au xénon . Dans les éléments 167 à 172, les coques 9p 1/2 et 8p 3/2 seront remplies. Leurs valeurs propres d' énergie sont si proches les unes des autres qu'elles se comportent comme une sous-couche p combinée, similaire aux sous-couches non relativistes 2p et 3p. Ainsi, l' effet de paire inerte ne se produit pas et les états d'oxydation les plus courants des éléments 167 à 170 devraient être respectivement de +3, +4, +5 et +6. L'élément 171 (unseptunium) devrait présenter certaines similitudes avec les halogènes , montrant divers états d'oxydation allant de -1 à +7, bien que ses propriétés physiques devraient être plus proches de celles d'un métal. Son affinité électronique devrait être de 3,0  eV , lui permettant de former du HUsu, analogue à un halogénure d'hydrogène . L' ion Usu devrait être une base molle , comparable à l' iodure (I ). L'élément 172 (unseptbium) devrait être un gaz noble avec un comportement chimique similaire à celui du xénon, car leurs énergies d'ionisation devraient être très similaires (Xe, 1170.4 kJ/mol; Usb, 1090 kJ/mol). La seule différence principale entre eux est que l'élément 172, contrairement au xénon, devrait être un liquide ou un solide à température et pression standard en raison de son poids atomique beaucoup plus élevé. On s'attend à ce que l'unseptbium soit un acide de Lewis fort , formant des fluorures et des oxydes, de la même manière que son congénère plus léger, le xénon. En raison de l'analogie des éléments 165 à 172 avec les périodes 2 et 3, Fricke et al. les considéraient comme formant une neuvième période du tableau périodique, tandis que la huitième période était considérée par eux comme se terminant à l'élément métal noble 164. Cette neuvième période serait similaire aux deuxième et troisième périodes en ce sens qu'elle ne devrait avoir aucune transition métaux.

Quelques propriétés prédites des éléments 167-172
Les rayons et densités métalliques ou covalents sont des premières approximations.
Biens 167 168 169 170 171 172
Poids atomique standard [485] [489] [493] [496] [500] [504]
Grouper 13 14 15 16 17 18
Configuration électronique de Valence 9s 2 9p 1 9s 2 9p 2 9s 2 9p 2 8p 1 9s 2 9p 2 8p 2 9s 2 9p 2 8p 3 9s 2 9p 2 8p 4
États d'oxydation stables 3 4 5 6 -1 , 3 , 7 0 , 4 , 6 , 8
Première énergie d'ionisation 620 kJ/mol 720 kJ/mol 800 kJ/mol 890 kJ/mol 984 kJ/mol 1090 kJ/mol
Rayon métallique ou covalent 190 h 180h 175 h 170 h 165h 220 h
Densité 17 g / cm 3 19 g / cm 3 18 g / cm 3 17 g / cm 3 16 g / cm 3 9 g / cm 3

Au-delà de l'élément 172

L'élément 172, le dernier élément de la période 8, devrait être le premier gaz rare après l' oganesson (le dernier élément de la période 7). Au-delà, une autre longue série de transition comme les superactinides devrait commencer, remplissant au moins les coquilles 6g, 7f et 8d (avec 10s, 10p 1/2 et 6h 11/2 trop énergétiques pour contribuer au début de la série). Ces électrons seraient très faiblement liés, ce qui rendrait potentiellement accessibles des états d'oxydation extrêmement élevés, bien que les électrons deviendraient plus étroitement liés à mesure que la charge ionique augmente.

Dans l'élément 173 (unsepttrium), l'électron le plus externe entrerait dans la sous- couche 6g 7/2 . Étant donné que les interactions spin-orbite créeraient un très grand écart énergétique entre les sous-couches 8p 3/2 et 6g 7/2 , cet électron le plus externe devrait être très faiblement lié et très facilement perdu pour former un cation Ust + . En conséquence, l'élément 173 devrait se comporter chimiquement comme un métal alcalin, et de loin plus réactif que même le césium (le francium et l'élément 119 étant moins réactifs que le césium en raison d'effets relativistes).

L'élément 184 (unoctquadium) a été ciblé de manière significative dans les premières prédictions, car il était à l'origine supposé que 184 serait un nombre magique de protons : il est prévu qu'il ait une configuration électronique de [Usb] 6g 5 7f 4 8d 3 , avec au moins le 7f et les électrons 8d chimiquement actifs. Son comportement chimique devrait être similaire à celui de l' uranium et du neptunium , car une ionisation supplémentaire au-delà de l'état +6 (correspondant à l'élimination des électrons 6g) ne sera probablement pas rentable ; l'état +4 devrait être le plus courant en solution aqueuse, avec +5 et +6 atteignables dans les composés solides.

Fin du tableau périodique

Le nombre d'éléments physiquement possibles est inconnu. Une estimation basse est que le tableau périodique peut se terminer peu de temps après l' îlot de stabilité , qui devrait se centrer sur Z  = 126, car l'extension des tableaux périodiques et des nucléides est limitée par les lignes d'égouttement des protons et des neutrons et la stabilité vers alpha pourriture et fission spontanée. Un calcul de Y. Gambhir et al. , analysant l'énergie de liaison nucléaire et la stabilité dans divers canaux de désintégration, suggère une limite à l'existence de noyaux liés à Z  = 146. Certains, comme Walter Greiner , ont prédit qu'il pourrait ne pas y avoir de fin au tableau périodique. D'autres prédictions de la fin du tableau périodique incluent Z  = 128 ( John Emsley ) et Z  = 155 (Albert Khazan).

Éléments au-dessus du numéro atomique 137

C'est une "légende populaire" parmi les physiciens que Richard Feynman a suggéré que les atomes neutres ne pouvaient pas exister pour des nombres atomiques supérieurs à Z  = 137, au motif que l' équation relativiste de Dirac prédit que l'énergie de l'état fondamental de l'électron le plus interne dans un tel atome serait un nombre imaginaire . Ici, le nombre 137 apparaît comme l'inverse de la constante de structure fine . Par cet argument, les atomes neutres ne peuvent pas exister au-delà de l'untriseptium, et donc un tableau périodique des éléments basé sur les orbitales électroniques se décompose à ce stade. Cependant, cet argument suppose que le noyau atomique est ponctuel. Un calcul plus précis doit prendre en compte la petite taille, mais non nulle, du noyau, qui devrait pousser la limite plus loin jusqu'à Z  173.

modèle Bohr

Le modèle de Bohr présente des difficultés pour les atomes de numéro atomique supérieur à 137, car la vitesse d'un électron dans une orbitale électronique 1s , v , est donnée par

Z est le nombre atomique , et α est la constante de structure fine , une mesure de la force des interactions électromagnétiques. Selon cette approximation, tout élément avec un numéro atomique supérieur à 137 nécessiterait que les électrons 1s se déplacent plus vite que c , la vitesse de la lumière . Par conséquent, le modèle de Bohr non relativiste est inexact lorsqu'il est appliqué à un tel élément.

Équation relativiste de Dirac
Valeurs propres d'énergie pour les coques 1s, 2s, 2p 1/2 et 2p 3/2 à partir des solutions de l' équation de Dirac (en tenant compte de la taille finie du noyau) pour Z  = 135–175 (–·–), pour le Thomas -Potentiel de Fermi (—) et pour Z  = 160-170 avec le potentiel autocohérent (---).

L' équation relativiste de Dirac donne l'énergie de l'état fondamental comme

m est la masse au repos de l'électron. Pour Z  > 137, la fonction d'onde de l'état fondamental de Dirac est oscillatoire, plutôt que liée, et il n'y a pas d'écart entre les spectres d'énergie positive et négative, comme dans le paradoxe de Klein . Des calculs plus précis prenant en compte les effets de la taille finie du noyau indiquent que l'énergie de liaison dépasse d'abord 2 mc 2 pour Z  >  Z cr  173. Pour Z  >  Z cr , si l'orbitale la plus interne (1s) n'est pas remplie, le champ électrique du noyau tirera un électron du vide , entraînant l'émission spontanée d'un positon . Cette plongée de la sous-couche 1s dans le continuum négatif a souvent été considérée comme une "fin" du tableau périodique, bien que des traitements plus détaillés suggèrent un résultat moins sombre.

Les atomes dont le numéro atomique est supérieur à Z cr  173 ont été appelés atomes supercritiques . Les atomes supercritiques ne peuvent pas être totalement ionisés car leur sous-couche 1s serait remplie par la création spontanée d'une paire dans laquelle une paire électron-positon est créée à partir du continuum négatif, l'électron étant lié et le positon s'échappant. Cependant, le champ fort autour du noyau atomique est limité à une très petite région de l'espace, de sorte que le principe d'exclusion de Pauli interdit la création de paires spontanées une fois que les sous-couches qui ont plongé dans le continuum négatif sont remplies. Les éléments 173-184 ont été qualifiés d' atomes faiblement supercritiques car pour eux, seule la couche 1s a plongé dans le continuum négatif ; la coque 2p 1/2 devrait se rejoindre autour de l'élément 185 et la coque 2s autour de l'élément 245. Les expériences n'ont jusqu'à présent pas réussi à détecter la création spontanée de paires provenant de l'assemblage de charges supercritiques par la collision de noyaux lourds (par exemple, collision de plomb avec de l'uranium pour momentanément donne un Z effectif de 174 ; l'uranium avec l'uranium donne un Z effectif  = 184 et l'uranium avec le californium donne un Z effectif  = 190). Comme les atomes supercritiques ne devraient poser aucune difficulté avec leur structure électronique, la fin du tableau périodique peut être déterminée par l'instabilité nucléaire plutôt que par les instabilités de la couche électronique.

Matière de quark

Il a également été postulé que dans la région au-delà de A  > 300, un « continent de stabilité » entier constitué d'une phase hypothétique de matière de quarks stable , comprenant des quarks circulant librement vers le haut et vers le bas plutôt que des quarks liés à des protons et des neutrons, peut exister. Une telle forme de matière est théorisée comme un état fondamental de la matière baryonique avec une plus grande énergie de liaison par baryon que la matière nucléaire , favorisant la désintégration de la matière nucléaire au-delà de ce seuil de masse en matière de quarks. Si cet état de la matière existe, il pourrait éventuellement être synthétisé dans les mêmes réactions de fusion conduisant à des noyaux superlourds normaux, et serait stabilisé contre la fission en raison de sa liaison plus forte qui suffit à surmonter la répulsion de Coulomb.

Des calculs récents suggèrent la stabilité des pépites de matière quark up-down (udQM) contre les noyaux conventionnels au-delà de A  ~ 266, et montrent également que les pépites udQM deviennent supercritiques plus tôt ( Z cr  ~ 163, A  ~ 609) que les noyaux conventionnels ( Z cr  ~ 177, A  ~ 480).

Propriétés nucléaires

Demi-vies prédites (en haut) et modes de désintégration (en bas) des noyaux superlourds. La ligne des noyaux riches en protons synthétisés devrait être rompue peu après Z = 120, en raison des demi-vies inférieures à 1 microseconde à partir de Z = 121 , de la contribution croissante de la fission spontanée au lieu de la désintégration alpha à partir de Z = 122 jusqu'à ce qu'elle domine à partir de Z = 125, et la ligne d'égouttement des protons autour de Z = 130. Les anneaux blancs indiquent l'emplacement attendu de l'îlot de stabilité ; les deux carrés entourés de blanc indiquent le 291 Cn et le 293 Cn, qui devraient être les nucléides à la vie la plus longue de l'île avec des demi-vies de siècles ou de millénaires. Le carré noir près du bas de la deuxième image est l' uranium-238 , le nucléide primordial le plus lourd (un nucléide suffisamment stable pour avoir survécu de la formation de la Terre à nos jours).

Les nombres magiques et l'île de stabilité

La stabilité des noyaux diminue considérablement avec l'augmentation du numéro atomique après le curium , élément 96, de sorte que tous les isotopes avec un numéro atomique supérieur à 101 se désintègrent radioactivement avec une demi-vie inférieure à un jour, à l'exception du dubnium -268. Aucun élément dont le numéro atomique est supérieur à 82 (après le plomb ) n'a d'isotope stable. Néanmoins, pour des raisons encore mal comprises, il existe une légère augmentation de la stabilité nucléaire autour des numéros atomiques 110114 , ce qui conduit à l'apparition de ce que l'on appelle en physique nucléaire « l' îlot de stabilité ». Ce concept, proposé par le professeur Glenn Seaborg de l'Université de Californie , explique pourquoi les éléments superlourds durent plus longtemps que prévu.

Les calculs selon la méthode Hartree-Fock-Bogoliubov utilisant l' interaction non-relativiste de Skyrme ont proposé Z  = 126 comme une coquille de proton fermée . Dans cette région du tableau périodique, N  = 184, N  = 196 et N  = 228 ont été suggérés comme des coquilles neutroniques fermées. Par conséquent, les isotopes les plus intéressants sont 310 126, 322 126 et 354 126, car ils pourraient avoir une durée de vie considérablement plus longue que les autres isotopes. L'élément 126, ayant un nombre magique de protons , devrait être plus stable que les autres éléments de cette région et pourrait avoir des isomères nucléaires avec de très longues demi-vies . Il est également possible que l' îlot de stabilité soit plutôt centré sur 306 122 , ce qui peut être sphérique et doublement magique .

En tenant compte de la déformation nucléaire et des effets relativistes, une analyse des niveaux de particules uniques prédit de nouveaux nombres magiques pour les noyaux superlourds à Z  = 126, 138, 154 et 164 et N  = 228, 308 et 318. Par conséquent, en plus de la îlot de stabilité centré à 291 Cn, 293 Cn et 298 Fl, d'autres îlots de stabilité peuvent exister autour du doublement magique 354 126 ainsi que 472 164 ou 482 164. Ces noyaux devraient être bêta-stables et se désintégrer par émission alpha. ou la fission spontanée avec des demi-vies relativement longues, et confèrent une stabilité supplémentaire aux isotones voisins N  = 228 et aux éléments 152-168, respectivement. D'un autre côté, la même analyse suggère que les fermetures de coquilles de protons peuvent être relativement faibles ou même inexistantes dans certains cas comme 354 126, ce qui signifie que ces noyaux pourraient ne pas être doublement magiques et que la stabilité sera plutôt principalement déterminée par de fortes fermetures de coquilles de neutrons. De plus, en raison des forces de répulsion électromagnétiques énormément plus importantes qui doivent être surmontées par la force puissante au niveau du deuxième îlot ( Z  = 164), il est possible que les noyaux autour de cette région n'existent que sous forme de résonances et ne puissent pas rester ensemble pendant une quantité significative de temps. Il est également possible que certains des superactinides entre ces séries n'existent pas réellement car ils sont trop éloignés des deux îles, auquel cas le tableau périodique pourrait se terminer autour de Z  = 130.

Au-delà de l'élément 164, la ligne de fissilité définissant la limite de stabilité vis-à-vis de la fission spontanée peut converger avec la ligne de goutte à goutte neutronique , posant une limite à l'existence d'éléments plus lourds. Néanmoins, d'autres nombres magiques ont été prédits à Z  = 210, 274 et 354 et N  = 308, 406, 524, 644 et 772, avec deux noyaux doublement magiques bêta-stables trouvés à 616 210 et 798 274 ; la même méthode de calcul a reproduit les prédictions pour 298 Fl et 472 164. (Les noyaux doublement magiques prédits pour Z  = 354 sont bêta-instables, 998 354 étant déficients en neutrons et 1126 354 riches en neutrons.) Bien qu'une stabilité supplémentaire vers l'alpha la désintégration et la fission sont prédites pour 616 210 et 798 274, avec des demi-vies allant jusqu'à des centaines de microsecondes pour 616 210, il n'existera pas d'îlots de stabilité aussi importants que ceux prédits à Z  = 114 et 164. Comme l'existence d'éléments superlourds dépend très fortement des effets stabilisants des coquilles fermées, l'instabilité nucléaire et la fission détermineront probablement la fin du tableau périodique au-delà de ces îlots de stabilité.

Propriétés de désintégration prévues des éléments non découverts

Comme le principal îlot de stabilité se situerait autour de 291 Cn et 293 Cn, les éléments non découverts au-delà de l' oganesson peuvent être très instables et subir une désintégration alpha ou une fission spontanée en quelques microsecondes ou moins. La région exacte dans laquelle les demi-vies dépassent une microseconde est inconnue, bien que divers modèles suggèrent que les isotopes d'éléments plus lourds que l' unbinilium qui peuvent être produits dans des réactions de fusion avec des cibles et des projectiles disponibles auront des demi-vies inférieures à une microseconde et peuvent donc ne pas être détectée. Il est systématiquement prédit qu'il existera des régions de stabilité à N = 184 et N = 228, et peut-être aussi à Z ~ 124 et N ~ 198. Ces noyaux peuvent avoir des demi-vies de quelques secondes et subir principalement une désintégration alpha et spontanée. la fission, bien que des branches mineures de désintégration bêta-plus (ou capture d'électrons ) puissent également exister. En dehors de ces régions de stabilité améliorée, les barrières de fission devraient chuter de manière significative en raison de la perte des effets de stabilisation, entraînant des demi-vies de fission inférieures à 10 -18 secondes, en particulier dans les noyaux pairs-pairs pour lesquels l'encombrement est encore plus faible en raison de l' appariement des nucléons . En général, les demi-vies de désintégration alpha devraient augmenter avec le nombre de neutrons, passant de nanosecondes dans les isotopes les plus déficients en neutrons à des secondes plus proches de la ligne de stabilité bêta . Pour les noyaux avec seulement quelques neutrons de plus qu'un nombre magique, l'énergie de liaison chute considérablement, ce qui entraîne une rupture de tendance et des demi-vies plus courtes. Les isotopes les plus déficients en neutrons de ces éléments peuvent également être non liés et subir une émission de protons . La désintégration en grappes (émission de particules lourdes) a également été proposée comme mode de désintégration alternatif pour certains isotopes, posant encore un autre obstacle à l'identification de ces éléments.

Configurations électroniques

Voici les configurations électroniques attendues des éléments 119-173 et 184. Le symbole [Og] indique la configuration électronique probable de l'oganesson (Z = 118), qui est actuellement le dernier élément connu. Les configurations des éléments de ce tableau sont écrites en commençant par [Og] car oganesson devrait être le dernier élément antérieur avec une configuration à coque fermée (gaz inerte), 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 10 4f 14 5s 2 5p 6 5d 10 5f 14 6s 2 6p 6 6d 10 7s 2 7p 6 .

Au-delà de l'élément 123, aucun calcul complet n'est disponible et les données de ce tableau doivent donc être considérées comme provisoires . Dans le cas de l'élément 123, et peut-être aussi des éléments plus lourds, plusieurs configurations électroniques possibles devraient avoir des niveaux d'énergie très similaires, de sorte qu'il est très difficile de prédire l' état fondamental . Toutes les configurations qui ont été proposées (puisqu'il était entendu que la règle Madelung arrête probablement de fonctionner ici) sont incluses.

Les affectations de blocs prédites jusqu'à 172 sont celles de Kulsha, suivant les orbitales de valence disponibles attendues. Cependant, il n'y a pas de consensus dans la littérature sur la façon dont les blocs devraient fonctionner après l'élément 138.

Élément chimique Bloquer Configurations électroniques prédites
119 Uue Ununenium bloc-s [Og] 8s 1
120 Ubn Unbinilium bloc-s [Og] 8s 2
121 Ubu Unbiunium bloc g [Og] 8s 2 8p1
1/2
122 Ubb Unbibium bloc g [Og] 8s 2 8p2
1/2

[Og] 7j 1 8s 2 8p1
1/2
123 Ubt Unbitrium bloc g [Og] 6f 1 8s 2 8p2
1/2

[Og] 6f 1 7d 1 8s 2 8p1
1/2

[Og] 6f 2 8s 2 8p1
1/2

[Og] 8s 2 8p2
1/2
8p1
3/2
124 Ubq Unbiquadium bloc g [Og] 6f 2 8s 2 8p2
1/2

[Og] 6f 3 8s 2 8p1
1/2
125 Ubp Unbipentium bloc g [Og] 6f 4 8s 2 8p1
1/2

[Og] 5g 1 6f 2 8s 2 8p2
1/2

[Og] 5g 1 6f 3 8s 2 8p1
1/2

[Og] 8s 2 0.81 (5g 1 6f 2 8p2
1/2
) + 0,17(5g 1 6f 1 7d 2 8p1
1/2
) + 0,02(6f 3 7d 1 8p1
1/2
)
126 Euh Unbihexium bloc g [Og] 5g 1 6f 4 8s 2 8p1
1/2

[Og] 5g 2 6f 2 8s 2 8p2
1/2

[Og] 5g 2 6f 3 8s 2 8p1
1/2

[Og] 8s 2 0.998(5g 2 6f 3 8p1
1/2
) + 0,002(5g 2 6f 2 8p2
1/2
)
127 Ubs Unbiseptium bloc g [Og] 5g 2 6f 3 8s 2 8p2
1/2

[Og] 5g 3 6f 2 8s 2 8p2
1/2

[Og] 8s 2 0.88(5g 3 6f 2 8p2
1/2
) + 0,12(5g 3 6f 1 7d 2 8p1
1/2
)
128 Ubo Unbioctium bloc g [Og] 5g 3 6f 3 8s 2 8p2
1/2

[Og] 5g 4 6f 2 8s 2 8p2
1/2

[Og] 8s 2 0.88(5g 4 6f 2 8p2
1/2
) + 0,12(5g 4 6f 1 7d 2 8p1
1/2
)
129 Ube Hors biennium bloc g [Og] 5g 4 6f 3 7d 1 8s 2 8p1
1/2

[Og] 5g 4 6f 3 8s 2 8p2
1/2

[Og] 5g 5 6f 2 8s 2 8p2
1/2

[Og] 5g 4 6f 3 7d 1 8s 2 8p1
1/2
130 Utn Untrinilium bloc g [Og] 5g 5 6f 3 7d 1 8s 2 8p1
1/2

[Og] 5g 5 6f 3 8s 2 8p2
1/2

[Og] 5g 6 6f 2 8s 2 8p2
1/2

[Og] 5g 5 6f 3 7d 1 8s 2 8p1
1/2
131 Utu Untriunium bloc g [Og] 5g 6 6f 3 8s 2 8p2
1/2

[Og] 5g 7 6f 2 8s 2 8p2
1/2

[Og] 8s 2 0.86(5g 6 6f 3 8p2
1/2
) + 0,14(5g 6 6f 2 7d 2 8p1
1/2
)
132 UTB Untribium bloc g [Og] 5g 7 6f 3 8s 2 8p2
1/2

[Og] 5g 8 6f 2 8s 2 8p2
1/2
133 Utt Untritrium bloc g [Og] 5g 8 6f 3 8s 2 8p2
1/2
134 Utq Untriquadium bloc g [Og] 5g 8 6f 4 8s 2 8p2
1/2
135 Haut Untripentium bloc g [Og] 5g 9 6f 4 8s 2 8p2
1/2
136 Uth Untrihexium bloc g [Og] 5g 10 6f 4 8s 2 8p2
1/2
137 Uts Untriseptium bloc g [Og] 5g 11 6f 4 8s 2 8p2
1/2
138 Uto Untrioctium bloc g [Og] 5g 12 6f 4 8s 2 8p2
1/2

[Og] 5g 12 6f 3 7d 1 8s 2 8p2
1/2
139 Ute Untriennium bloc g [Og] 5g 13 6f 3 7d 1 8s 2 8p2
1/2

[Og] 5g 13 6f 2 7d 2 8s 2 8p2
1/2
140 Uqn Unquadnilium bloc g [Og] 5g 14 6f 3 7d 1 8s 2 8p2
1/2

[Og] 5g 15 6f 1 8s 2 8p2
1/2
8p2
3/2
141 Uqu Unquadunium bloc g [Og] 5g 15 6f 2 7d 2 8s 2 8p2
1/2
142 Uqb Unquadbium bloc g [Og] 5g 16 6f 2 7d 2 8s 2 8p2
1/2
143 Uqt Unquadtrium f-bloc [Og] 5g 17 6f 2 7d 2 8s 2 8p2
1/2
144 Uqq Quadruple f-bloc [Og] 5g 18 6f 2 7d 2 8s 2 8p2
1/2

[Og] 5g 18 6f 1 7d 3 8s 2 8p2
1/2

[Og] 5g 17 6f 2 7d 3 8s 2 8p2
1/2

[Og] 8s 2 0.95(5g 17 6f 2 7d 3 8p2
1/2
) + 0,05(5g 17 6f 4 7d 1 8p2
1/2
)
145 Uqp Unquadpentium f-bloc [Og] 5g 18 6f 3 7d 2 8s 2 8p2
1/2
146 Euh Unquadhexium f-bloc [Og] 5g 18 6f 4 7d 2 8s 2 8p2
1/2
147 Uqs Unquadseptium f-bloc [Og] 5g 18 6f 5 7d 2 8s 2 8p2
1/2
148 Uqo Unquadoctium f-bloc [Og] 5g 18 6f 6 7d 2 8s 2 8p2
1/2
149 Uqe Unquadennium f-bloc [Og] 5g 18 6f 6 7d 3 8s 2 8p2
1/2
150 Upn Unpentnilium f-bloc [Og] 5g 18 6f 6 7d 4 8s 2 8p2
1/2

[Og] 5g 18 6f 7 7d 3 8s 2 8p2
1/2
151 Upu Unpentunium f-bloc [Og] 5g 18 6f 8 7d 3 8s 2 8p2
1/2
152 Upb Unpentbium f-bloc [Og] 5g 18 6f 9 7d 3 8s 2 8p2
1/2
153 Jusqu'à Unpenttrium f-bloc [Og] 5g 18 6f 10 7d 3 8s 2 8p2
1/2

[Og] 5g 18 6f 11 7d 2 8s 2 8p2
1/2
154 Upq Unpentquadium f-bloc [Og] 5g 18 6f 11 7d 3 8s 2 8p2
1/2

[Og] 5g 18 6f 12 7d 2 8s 2 8p2
1/2
155 Upp Unpentium f-bloc [Og] 5g 18 6f 12 7d 3 8s 2 8p2
1/2

[Og] 5g 18 6f 13 7d 2 8s 2 8p2
1/2
156 Uph Unpenthexium f-bloc [Og] 5g 18 6f 13 7d 3 8s 2 8p2
1/2

[Og] 5g 18 6f 14 7d 2 8s 2 8p2
1/2
157 UPS Unpentseptium d-bloc [Og] 5g 18 6f 14 7d 3 8s 2 8p2
1/2
158 Upo Unpentoctium d-bloc [Og] 5g 18 6f 14 7d 4 8s 2 8p2
1/2
159 Upe Unpentennium d-bloc [Og] 5g 18 6f 14 7d 5 8s 2 8p2
1/2

[Og] 5g 18 6f 14 7d 4 8s 2 8p2
1/2
9s 1
160 Euh Unhexnilium d-bloc [Og] 5g 18 6f 14 7d 6 8s 2 8p2
1/2

[Og] 5g 18 6f 14 7d 5 8s 2 8p2
1/2
9s 1
161 Euh Unhexunium d-bloc [Og] 5g 18 6f 14 7d 7 8s 2 8p2
1/2

[Og] 5g 18 6f 14 7d 6 8s 2 8p2
1/2
9s 1
162 Euh Unhexbium d-bloc [Og] 5g 18 6f 14 7d 8 8s 2 8p2
1/2

[Og] 5g 18 6f 14 7d 7 8s 2 8p2
1/2
9s 1
163 Euh Unhextrium d-bloc [Og] 5g 18 6f 14 7d 9 8s 2 8p2
1/2

[Og] 5g 18 6f 14 7d 8 8s 2 8p2
1/2
9s 1
164 Euh Unhexquadium d-bloc [Og] 5g 18 6f 14 7d 10 8s 2 8p2
1/2
165 Euh Unhexpentium d-bloc [Og] 5g 18 6f 14 7d 10 8s 2 8p2
1/2
9s 1
166 Euh Unhexhexium d-bloc [Og] 5g 18 6f 14 7d 10 8s 2 8p2
1/2
9s 2
167 Euh Unhexseptium p-bloc [Og] 5g 18 6f 14 7d 10 8s 2 8p2
1/2
9s 2 9p1
1/2

[Og] 5g 18 6f 14 7d 10 8s 2 8p2
1/2
8p1
3/2
9s 2
168 Euh Unhexoctium p-bloc [Og] 5g 18 6f 14 7d 10 8s 2 8p2
1/2
9s 2 9p2
1/2

[Og] 5g 18 6f 14 7d 10 8s 2 8p2
1/2
8p2
3/2
9s 2
169 Euh Unhexennium p-bloc [Og] 5g 18 6f 14 7d 10 8s 2 8p2
1/2
8p1
3/2
9s 2 9p2
1/2

[Og] 5g 18 6f 14 7d 10 8s 2 8p2
1/2
8p3
3/2
9s 2
170 Usn Unseptnilium p-bloc [Og] 5g 18 6f 14 7d 10 8s 2 8p2
1/2
8p2
3/2
9s 2 9p2
1/2

[Og] 5g 18 6f 14 7d 10 8s 2 8p2
1/2
8p4
3/2
9s 2
171 Usu Unseptunium p-bloc [Og] 5g 18 6f 14 7d 10 8s 2 8p2
1/2
8p3
3/2
9s 2 9p2
1/2

[Og] 5g 18 6f 14 7d 10 8s 2 8p2
1/2
8p4
3/2
9s 2 9p1
1/2
172 USB Unseptbium p-bloc [Og] 5g 18 6f 14 7d 10 8s 2 8p2
1/2
8p4
3/2
9s 2 9p2
1/2
173 Ust Unseptrium ? [Usb] 6g 1
[Usb] 9p1
3/2
... ... ... ... ...
184 Uoq Unoctquadium ? [Usb] 6g 5 7f 4 8d 3

Voir également

Les références

Lectures complémentaires

Liens externes