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1 H     He
2 Li Be   B C N O F Ne
3 Na Mg   Al Si P S Cl Ar
4 K Ca   Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
5 Rb Sr   Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
6 Cs Ba
*
Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
7 Fr Ra
*
*
Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og
     
 
*
La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb  
 
*
*
Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No  

En chimie, un élément synthétique est un élément chimique absent du milieu naturel et qui, pour être observé, doit être produit artificiellement par une réaction nucléaire. Il peut s'agir d'éléments qui étaient présents lors de la formation de la Terre mais se sont désintégrés depuis lors, ou bien d'éléments trop lourds pour avoir pu être formés par nucléosynthèse stellaire — hormis, dans certains cas, lors d'explosions de supernovae. À la première catégorie appartiennent tous les éléments synthétiques de numéro atomique allant jusqu'à 94 (qui correspond au plutonium) et dont aucun isotope n'a une durée de vie supérieure à 400 millions d'années (1 ⁄10 de l'âge de la Terre) : ces éléments ne sont plus présents sur Terre qu'à l'état de traces, hormis ceux qui résultent de la désintégration du thorium ou de l'uranium et qui sont continuellement reformés (comme le radium, le radon et le polonium). À la seconde catégorie appartiennent tous les éléments dont le numéro atomique est strictement supérieur à 94.

Sommaire

Éléments naturels présents à l'état de tracesModifier

Il existe neuf éléments[réf. souhaitée] présents sur Terre à l'état de traces et qui doivent être synthétisés pour en disposer en quantité significative. L'exemple typique est le plutonium, dont on trouve des traces dans le minerai d'uranium mais qui est synthétisé dans les réacteurs nucléaires pour disposer de quantités suffisantes de matériau fissile. Il en va de même du technétium, dont l'isomère technétium 99m est très largement utilisé en médecine nucléaire, et qui doit être synthétisé à partir de molybdène 99 lui-même synthétisé par irradiation de combustible nucléaire dans des centrales dédiées. Hormis le polonium, le francium, l'actinium et le protactinium, ces éléments sont généralement considérés comme synthétiques au même titre que les autres dans la mesure où ils ont été observés pour la première fois comme produits de réactions nucléaires en laboratoire avant de s'avérer être également présents dans le milieu naturel à l'état de traces :

Élément Symbole Z Découverte
Technétium Tc 43 Caractérisation dans du molybdène soumis à activation neutronique   UNIPA, 1936
Prométhium Pm 61 Caractérisation dans les produits de fission de l'uranium   ORNL, 1945
Polonium Po 84 Caractérisation à partir de pechblende   P & M. Curie, 1898
Astate At 85 Synthèse par fusion nucléaire : 4
2
He
+ 209
83
Bi
213
85
At*
211
85
At
+ 2 1
0
n
  LBNL, 1940
Francium Fr 87 Caractérisation à partir d'un échantillon d'actinium 227
89
Ac
  Institut Curie, 1939
Actinium Ac 89 Caractérisation à partir de pechblende
Caractérisation comme substance semblable au lanthane
  A.-L. Debierne, 1899
  F. Giesel, 1902
Protactinium Pa 91 Caractérisation à partir d'uranium   K. Fajans, 1913
Neptunium Np 93 Synthèse par capture neutronique : 1
0
n
+ 238
92
U
239
92
U
239
93
Np
+ β
  LBNL, 1940
Plutonium Pu 94 Synthèse par fusion nucléaire : 238
92
U
(2
1
D
, 21
0
n
) 238
93
Np
238
94
Pu
+ β
  LBNL, 1940

Éléments synthétiquesModifier

Par définition, les éléments synthétiques sont absents du milieu naturel terrestre[a]. Depuis la découverte de la fission nucléaire en 1938, on a produit artificiellement 26 éléments et des centaines d'isotopes[1]. Il s'agit en premier lieu des actinides transuraniens jusqu'au lawrencium, puis des transactinides :

Élément Symbole Z Première réaction de synthèse validée par l'IUPAC
Américium Am 95 2 1
0
n
+ 239
94
Pu
241
94
Pu
241
95
Am
+ β
  LBNL, 1944
Curium Cm 96 4
2
He
+ 239
94
Pu
243
96
Cm
242
96
Cm
+ 1
0
n
  LBNL, 1944
Berkélium Bk 97 4
2
He
+ 241
95
Am
245
97
Bk
243
97
Bk
+ 2 1
0
n
  LBNL, 1949
Californium Cf 98 4
2
He
+ 242
96
Cm
246
98
Cf
245
98
Cf
+ 1
0
n
  LBNL, 1950
Einsteinium Es 99 1
0
n
+ 252
98
Cf
253
98
Cf
253
99
Es
+ β
  LBNL, 1954
Fermium Fm 100 1
0
n
+ 253
99
Es
254
99
Es
254
100
Fm
+ β
  LBNL, 1954
Mendélévium Md 101 4
2
He
+ 253
99
Es
257
101
Md
256
101
Md
+ 1
0
n
  LBNL, 1955
Nobélium No 102 22
10
Ne
+ 238
92
U
260
102
No*
254
102
No
+ 6 1
0
n
  JINR, 1966
Lawrencium Lr 103 11
5
B
+ 252
98
Cf
263
103
Lr*
258
103
Lr
+ 5 1
0
n

18
8
O
+ 243
95
Am
261
103
Lr*
256
103
Lr
+ 5 1
0
n
  LBNL, 1961
  JINR, 1965
Rutherfordium Rf 104 22
10
Ne
+ 242
94
Pu
264
104
Rf*
259
104
Rf
+ 5 1
0
n

12
6
C
+ 249
98
Cf
261
104
Rf
257
104
Rf
+ 4 1
0
n
  JINR, 1964
  LBNL, 1969
Dubnium Db 105 22
10
Ne
+ 243
95
Am
265
105
Db*
260
105
Db
+ 5 1
0
n

15
7
N
+ 249
98
Cf
264
105
Db*
260
105
Db
+ 4 1
0
n
  JINR, 1968
  LBNL, 1970
Seaborgium Sg 106 54
24
Cr
+ 208
82
Pb
262
106
Sg*
260
106
Sg
+ 2 1
0
n

18
8
O
+ 249
98
Cf
267
106
Sg*
263m
106
Sg
+ 4 1
0
n
  JINR, 1974
  LBNL, 1974
Bohrium Bh 107 54
24
Cr
+ 209
83
Bi
263
107
Bh*
262
107
Bh
+ 1
0
n
  GSI, 1981
Hassium Hs 108 58
26
Fe
+ 208
82
Pb
266
108
Hs*
265
108
Hs
+ 1
0
n
  GSI, 1984
Meitnérium Mt 109 58
26
Fe
+ 209
83
Bi
267
109
Mt*
266
109
Mt
+ 1
0
n
  GSI, 1982
Darmstadtium Ds 110 62
28
Ni
+ 208
82
Pb
270
110
Ds*
269
110
Ds
+ 1
0
n
  GSI, 1994
Roentgenium Rg 111 64
28
Ni
+ 209
83
Bi
273
111
Rg*
272
111
Rg
+ 1
0
n
  GSI, 1994
Copernicium Cn 112 70
30
Zn
+ 208
82
Pb
278
112
Cn*
277
112
Cn
+ 1
0
n
  GSI, 1996
Nihonium Nh 113 209
83
Bi
+ 70
30
Zn
279
113
Nh*
278
113
Nh
+ 1
0
n
  RIKEN, 2004
Flérovium Fl 114 48
20
Ca
+ 244
94
Pu
292
144
Fl*
289
144
Fl
+ 3 1
0
n
  JINR, 1998
Moscovium Mc 115 48
20
Ca
+ 243
95
Am
291
115
Mc*
287
115
Mc
+ 4 1
0
n
  JINR, 2003
Livermorium Lv 116 48
20
Ca
+ 248
96
Cm
296
116
Lv*
293
116
Lv
+ 3 1
0
n
  JINR, 2000
Tennesse Ts 117 48
20
Ca
+ 249
97
Bk
297
117
Ts*
293
117
Ts
+ 4 1
0
n
  JINR, 2010
Oganesson Og 118 48
20
Ca
+ 249
98
Cf
297
118
Og*
294
118
Og
+ 3 1
0
n
  JINR, 2002

Notes et référencesModifier

NotesModifier

  1. Mais ils peuvent être détectés dans le spectre de certaines supernovae, comme le californium.

RéférencesModifier

  1. (en) R. Mark Wilson, « Oganesson is an oddball among noble gases », Physics Today,‎ (DOI 10.1063/PT.6.1.20180205a).

Articles connexesModifier