Bohrium

Dans la recherche sur les éléments superlourds, la 'fusion froide' ne signifie pas utiliser de basses températures. C'est une technique dans laquelle les noyaux sont entrés en collision avec une énergie soigneusement ajustée pour former un noyau composé avec relativement peu d'énergie d'excitation. Cela peut favoriser la survie assez longtemps pour être détecté. La méthode a été utilisée dans des expériences pour produire certains éléments très lourds, y compris le bohrium.

Lorsque l'atome de bohrium est déposé sur une puce de détecteur de semiconducteur au silicium, il mesure avec une précision micrométrique la position d'arrivée et l'énergie exacte de la particule alpha émise lors de la désintégration. Dans ce même pixel, le détecteur attend et enregistre la désintégration du noyau fille (dubnium), du petit-fils (lawrencium) et de l'arrière-petit-fils. Si les énergies et les temps correspondent à la séquence théorique, la création de l'atome de bohrium est confirmée de manière inequivoque.

Depuis sa découverte initiale, la quantité totale de bohrium produit dans tous les laboratoires du monde ne dépasse pas quelques dizaines d'atomes. Chaque atome nécessite des semaines de bombardement continu dans des accélérateurs géants à un coût multi-million d'énergie et d'équipement. Chaque fois qu'un est détecté, sa désintégration en quelques secondes est enregistrée par les ordinateurs comme un événement scientifique extraordinaire.

Lorsque l'équipe allemande du GSI a proposé 'nielsbohrium' pour honorer le brillant physicien danois, l'IUPAC a considéré que le nom complet créait un précédent inconfortable dans la nomenclature chimique, où traditionnellement seul le nom de famille du scientifique est utilisé (comme avec le curium, le fermium ou l'einsteinium). De plus, les Russes avaient précédemment utilisé le nom nielsbohrium pour l'élément 105. Après avoir réconcilié les positions, en 1997, 'bohrium' a été formellement adopté comme nom international définitif et harmonieux.

Avec une charge nucléaire de cent sept protons, les électrons des orbitales internes tournent à des vitesses proches de celle de la lumière, augmentant leur masse inertielle relativiste. Cela génère une contraction radiale et une énorme stabilisation énergétique des orbitales 7s sphériques. En contrepartie, les électrons 6d restent non écranetés et s'expansent, facilitant que le bohrium partage ses cinq électrons 6d et deux électrons 7s pour former des liaisons covalentes avec un état d'oxydation maximal de valence sept.

Étudier la chimie du bohrium a nécessité une coopération internationale sans précédent. L'Institut Paul Scherrer de Suisse a conçu la colonne de chromatographie miniaturisée ; l'accélérateur UNILAC du GSI en Allemagne a fourni le faisceau d'ions lourds ; et les spécialistes de Dubna ont contribué avec des logiciels et des détecteurs de corrélation nucléaire. Cette alliance multinationale a réussi en 2000 à isoler six atomes individuels d'oxychlorure de bohrium, couronnant l'un des plus grands exploits techniques de la radiochimie contemporaine.