LA nobélium, symbole Non et numéro atomique 102, est un élément chimique appartenant au groupe des actinides du tableau périodique. Bien qu'il ait 12 isotopes, dont un avec une demi-vie de 58 minutes, le nobélium ne se trouve pas dans la nature, étant synthétisé en laboratoire. Bien qu'un échantillon métallique de No n'ait jamais été produit, on sait que cet élément a toujours une charge de +2 en solution.
Le Nobelium, qui honore le Suédois Alfred Nobel, est un élément avec une histoire de découverte caractérisée par des contradictions et des conflits. Jusqu'à ce qu'il soit officialisé par Iupac, cet élément a été le protagoniste d'affrontements entre scientifiques américains, russes, britanniques et suédois, dans un épisode typique de la guerre froide dans l'histoire des sciences.
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Résumé sur Nobelium
Le nobelium est un élément chimique appartenant aux actinides de Tableau périodique.
Il possède 12 isotopes connus, le 259Pas le plus stable.
En solution, il présente nombre d'oxydation égal à +2.
Son comportement chimique est plus proche de celui de métaux alcalino-terreux des substances plus lourdes telles que le strontium, le baryum et le radium.
Introuvable dans la nature, il s'agit donc d'un élément chimique de synthèse produit en laboratoire par des réactions de fusion nucléaire.
Sa découverte initiale a été décrite par un groupe de scientifiques de Stockholm, mais plusieurs contradictions ont amené Iupac à reconnaître le mérite russe dans la découverte de l'élément 102.
Propriétés du nobélium
Symbole: Au
Numéro atomique: 102
Masse atomique: 259 cu.
Configuration électronique: [Rn] 7s2 5f14
Isotope le plus stable :259Non (58 minutes de demi-vie)
Série chimique : actinides
Caractéristiques du nobélium
Le nobelium, de symbole No et de numéro atomique 102, est un élément appartenant aux actinides. Compte tenu de sa structure atomique, le nobélium ne possède pas d'isotopes suffisamment stables pour être détecté dans les sources naturelles, après tout, de ses 12 isotopes connus, celui qui a la demi-vie la plus longue (temps nécessaire pour que la quantité d'échantillon diminue de moitié) est Le 259Non (avec 58 minutes), suivi de 255Non (avec 3,1 minutes).
Par conséquent, pour étudier le nobélium, il est nécessaire de le produire en laboratoire, en utilisant accélérateurs de particules pour que des réactions de fusion nucléaire se produisent, ce qui le caractérise comme un élément chimique synthétique. L'isotope 255 est même le plus utilisé dans les études chimiques, présentant, parmi tous les isotopes, le taux de production le plus élevé.
Bien qu'il soit considéré comme un métal, un échantillon métallique de l'élément nobelium n'a jamais été produit. Cependant, sa chimie en solution est plus discutée: bien que les autres actinides aient une charge de +3 en solution aqueuse, le nobélium présente l'état d'oxydation +2 comme le plus stable.
Cette propriété a été prédite en 1949 par Glenn Seaborg, puisque, avec le distribution électronique se terminant par 5f14 7s2, il serait plus intéressant pour le nobélium de ne perdre que deux électrons et de conserver la sous-couche 5f14 rempli.
En 1968, environ 600 expériences ont été réalisées dans lesquelles 50 000 atomes de 255Ils n'étaient pas les protagonistes, visant à faire leur précipitation dans certains composés. Les résultats ont montré que No avait comportement chimique plus proche des métaux alcalino-terreux (strontium, baryum et radio) que les actinides trivalents, confirmant que l'ion 2+ de No serait l'espèce la plus stable pour cet élément.
Obtention du Nobelium
Le nobelium ne se trouve pas dans la nature, nécessitant sa production en laboratoire. l'isotope 255Non, le plus utilisé dans les études chimiques, Il peut être obtenu à travers le réaction de La fusion nucléaire en bombardant le 249Cf pour les ions de 12C.
\({_6^{12}}C+\frac{249}{98}Cf\frac{255}{102}Non+{_2^4}\alpha+2{_0^1}n\)
Le rendement moyen est d'environ 1200 atomes après 10 minutes d'expérience. Le nobélium produit peut être séparé des autres actinides, qui peuvent, par hasard, être produits dans le procédé au moyen de la chromatographie sur colonne.
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Histoire du nobélium
Nobelium, bien qu'il n'ait pas beaucoup de fonctionnalités pratiques pour nous dans la vie quotidienne, a été le protagoniste d'un grand affrontement entre scientifiques à propos de sa découverte. C'était le début d'une épisode typique de Guerre froide dans l'histoire des sciences et donne Tableau périodique, qui a ensuite évolué dans la guerre des transferts.
Jusque-là, la synthèse des éléments superlourds était dominée par le scientifique Glenn Seaborg et son équipe de physiciens et chimistes nucléaires en Californie. Cependant, en 1957, un groupe de scientifiques a affirmé avoir produit deux isotopes de l'élément 102 en bombardant des atomes de curium (244cm) avec des ions de 13C. Ce groupe était composé de scientifiques suédois, britanniques et américains de l'Institut Nobel de physique de Stockholm.
De là, les physiciens de Stockholm ont annoncé le nouvel élément transuranien avec le symbole No, accordélui le nom Nobelium, en l'honneur de l'héritage d'Alfred Nobel. La découverte a été largement rapportée par la presse de l'époque, y compris les journaux célèbres. Dagbladet Svenska, de Suède, et Le gardien, d'Angleterre.
Cependant, il y avait quelque chose au-delà de l'intérêt scientifique derrière la découverte, comme on peut le voir dans les mots du scientifique anglais John Milsted, qui a travaillé dans le groupe de Stockholm: « c'est le premier élément transuranien à être découvert sur le sol européen et le premier à être créé grâce à un effort International". De toute évidence, dans le climat de la guerre froide, le scientifique a fait référence aux scientifiques soviétiques de Dubna, une ville russe.
Cependant, plus tard la découverte de l'équipe suédo-britannique-américaine s'est montré insuffisant, permettant ainsi de se méfier des laboratoires rivaux, tant soviétiques que Américains, les faisant revendiquer la responsabilité de la véritable découverte du élément 102.
Les Américains de Berkeley, dirigés par Glenn Seaborg et Albert Ghiorso, ont d'abord supposé que Les articles de Stockholm seraient corrects, après tout, ils ont été publiés dans la revue scientifique respectée L'examen physique. Cependant, à aucun moment il n'a été possible de reproduire les expériences menées à Stockholm.
Ironie du sort, le groupe américain a même proposé le nom nobelievium (traduit vaguement par "je ne crois pas") comme quelque chose de plus adapté à l'élément 102. En 1958, Ghiorso, Seaborg, en collaboration avec les scientifiques Torbjorn Sikkeland et John Walton, ont annoncé la production de l'isotope 254Pas par le bombardier du 246cm par ions de 12C, et demandant ainsi un accusé de réception pour la découverte de l'élément 102.
Le groupe de Stockholm a admis que les résultats obtenus à Berkeley soulevaient des doutes quant à leur propres résultats, mais qu'une nouvelle analyse et interprétation en 1959 a montré que le doute n'était apparent.
En outre, Les résultats du groupe de Stockholm n'ont pas pu être reproduits par le scientifique soviétique Georgii Flerov et ses collaborateurs de l'Institut Kourtchatov de Moscou à Doubna. Les scientifiques russes n'ont pas cru ceux de Stockholm, à part affirmer que les expériences américaines n'étaient qu'une indication de l'élément 102.
Les Russes avaient déjà synthétisé l'élément 102, en 1957 et 1958, en bombardant 241Pu avec des ions de 16O, sans nécessairement obtenir la reconnaissance de la découverte. Cependant, des expériences ultérieures, qui ont duré jusqu'en 1966, ont fourni des preuves plus convaincantes de l'existence d'isotopes de cet élément. De là, Flerov a souligné les incohérences dans les travaux de Berkeley et a affirmé que le Nobelium a été découvert à Dubna, lors d'expériences qui ont eu lieu entre 1963 et 1966.
Malgré de nombreux affrontements entre les parties russe et américaine, le groupe de Dubna n'a pas suggéré de nom différent pour Nobelium, bien que les Américains l'aient voulu ainsi, car il serait intéressant de choisir un nom qui reflèterait mieux leur découverte.
Malgré tout, l'Union internationale de chimie pure et appliquée (UICPA) a officialisé en 1961 l'entrée de la élément 102 avec le nom de nobelium, mais sans citer aucun isotope ou masse atomique, signe des incertitudes de la ère. Quoi qu'il en soit, cela a permis la vulgarisation du nobélium dans les livres et les tableaux périodiques, et les Américains ont donc renoncé à donner un nouveau nom à l'élément.
Les Russes, refusant d'appeler le nouvel élément nobelium, proposèrent le nom joliotium, symbole Jl, en référence au physicien français et prix Nobel Frédéric Joliot-Curie (marié à Irène Joliot-Curie, fille de Marie Curie et Pierre Curie). En URSS, le nom joliotium était un favori, considérant que Frédéric Joliot-Curie était un fervent communiste.
À la fin des années 1990, l'IUPAC a résolu le problème de la dénomination des éléments superlourds, considérant que le groupe Dubna était responsable de la production de l'élément 102. Cependant, le nom adopté était nobelium, avec le symbole No.
Exercices résolus sur Nobelium
question 1
Le nobelium, numéro atomique 102, a 12 isotopes. Parmi eux, le plus stable est l'isotope 259Non, avec une demi-vie de 58 minutes. En imaginant un processus de synthèse de cet isotope, combien de minutes faudrait-il pour que sa masse se désintègre à un huitième de la masse initiale ?
A) 58 minutes
B) 116 minutes
C) 174 minutes
D) 232 minutes
E) 290 minutes
Résolution:
Variante C
La demi-vie est le temps nécessaire pour que la quantité d'échantillon diminue de moitié. Après 58 minutes, la masse de l'isotope 259Il ne tombe pas de moitié, étant la moitié de la masse initiale. Après encore 58 minutes, la masse de l'isotope 259Il ne retombe plus de moitié, étant ¼ de la masse initiale.
Ainsi, sur 58 minutes (totalisant trois temps de demi-vie), la masse du 259Il ne retombe pas de moitié, soit 1/8 de sa masse initiale. Le temps total est donc de 3 x 58 = 174 minutes.
question 2
Bien qu'il ne soit pas le plus stable, l'isotope 255 du nobelium (Z = 102) est le plus couramment utilisé et produit en laboratoire. Combien de neutrons l'isotope 255Vous ne possédez pas ?
A) 255
B) 102
C) 357
D) 153
E) 156
Résolution:
Variante D
Le nombre de neutrons de Non peut être calculé comme suit :
A = Z + n
où A est le nombre de Pâtes atomique, Z est le nombre de protons (ou numéro atomique) et n est le nombre de neutrons. En substituant les valeurs, nous avons :
255 = 102 + n
n = 255 - 102
n = 153
Par Stefano Araújo Novais
Professeur de chimie
