Le nobélium est un élément chimique synthétique de symbole No et de numéro atomique 102. Il a été nommé en l’honneur d’Alfred Nobel, inventeur de la dynamite et mécène de la science. Cet élément radioactif est le dixième élément transuranien et l’avant-dernier membre de la série des actinides.
Le nobélium possède quatorze électrons externes ([Rn] 5f¹⁴ 7s²) et adopte l'état d'oxydation +2, l'état +3 étant accessible mais secondaire : sa couche 5f complète stabilise la perte de seulement deux électrons, une particularité unique parmi les actinides qui lui confère un comportement semblable à celui d'un métal alcalino-terreux. Son électronégativité est faible (1.30). Personne ne l'a jamais observé à l'œil nu : seuls quelques atomes ont été produits à la fois, et ils disparaissent en quelques minutes.
4 No + 3 O₂ → 2 No₂O₃
Au contact de l'air, il devrait s'oxyder en sesquioxyde, comme les autres actinides ; en pratique, seules des traces ont été observées dans des matrices.
No + 2 HCl → NoCl₂ + H₂
En solution acide, il forme préférentiellement des sels de nobélium(II), en réduisant l'eau plus facilement que ses voisins à l'état +3 : c'est le comportement caractéristique d'un métal alcalino-terreux.
²⁵⁷No + n → ²⁵⁸No → (spontaneous fission)
Les isotopes lourds du nobélium sont sujets à la fission spontanée : c'est la barrière nucléaire qui limite son étude.
²⁵⁹No → ²⁵⁵Fm + α
Le No-259, l'isotope le plus stable (58 minutes), se désintègre en émettant des particules alpha pour donner du fermium : la réaction qui a confirmé sa découverte.
| Composé | Formule | Utilisation ou importance |
|---|---|---|
| Chlorure de nobélium | NoCl₂ | État d'oxydation caractéristique +2 |
| Chlorure de nobélium(III) | NoCl₃ | État d'oxydation +3 accessible |
| Solution de No²⁺ | No(aq)²⁺ | Études par chromatographie ionique |
| Oxyde de nobélium | NoO | Prédiction concernant la chimie de l'état +2 |
| Cible de No-257 | ²⁵⁷No | Mesure de la déformation nucléaire |
Aucun isotope du nobélium n'est stable. Le nobélium-259 (²⁵⁹No, 58 minutes) est le plus stable ; le nobélium-257 (²⁵⁷No, 25 s) est le plus utilisé pour étudier les propriétés nucléaires, notamment la déformation du noyau allongé, en forme de ballon de rugby. Ses isotopes lourds finissent par subir une fission spontanée.
Il n'existe pas dans la nature : tout le nobélium est produit dans des accélérateurs, en bombardant du californium avec du carbone à Doubna, ou du curium avec du néon à Berkeley. Il est obtenu en quantités de quelques milliers d'atomes, qui persistent quelques minutes : jamais en quantités macroscopiques.
Sa découverte a fait l'objet d'une controverse entre Doubna (Flyorov, 1956, attribution du nobélium non confirmée) et Berkeley (Ghiorso et Seaborg, 1958, confirmation à partir d'une seule chaîne de désintégration). Son nom rend hommage à Alfred Nobel, fondateur des prix qui récompensent précisément ce type de découverte.
Le nobélium n'a aucune application pratique : sa courte période de demi-vie et sa rareté empêchent tout usage médical, industriel ou technologique. Il sert à étudier les limites de la stabilité nucléaire et la chimie à l'extrémité de la série des actinides.
Ses composés en solution ont permis de mesurer des potentiels d'oxydoréduction grâce à des techniques adaptées à des atomes isolés et de tester la stabilité de la couche 5f complète. Son noyau allongé contribue à l'élaboration de modèles de structure nucléaire.
Aucune fonction biologique n'est connue et il est extrêmement radiotoxique. Les travaux sont réalisés avec des quantités de quelques milliers d'atomes diluées dans des matrices.
Il est manipulé uniquement à Doubna, à Oak Ridge et au GSI, dans des cellules blindées. Ses désintégrations alpha et la fission spontanée de ses isotopes voisins nécessitent un confinement strict.
Aucun déversement n'est possible : les traces sont immobilisées dans des matrices solides, traitées comme des déchets radioactifs et vitrifiées.
S'il existait en quantité suffisante, le nobélium serait probablement un métal argenté, brillant et tendre, semblable à d'autres actinides comme le curium ou le californium. Cependant, personne ne l'a jamais observé à l'œil nu : seuls quelques atomes ont été produits à la fois, et ils disparaissent en quelques minutes. Son apparence réelle reste une prédiction fondée sur les éléments voisins dans le tableau périodique.
Il serait impossible de le conserver : sa radioactivité serait si intense que le métal chaufferait, se détériorerait de l'intérieur et se désintégrerait rapidement. De plus, il disparaîtrait en quelques heures ou quelques jours en se transformant en d'autres éléments. Une pièce de monnaie en nobélium n'existe pas et n'existera jamais, car seuls quelques atomes ont été produits à la fois.
Oui, et cette comparaison est très utile aux scientifiques. L'ytterbium est un lanthanide beaucoup plus courant et stable qui privilégie lui aussi l'état d'oxydation +2. En étudiant le comportement de l'ytterbium en solution, les chercheurs peuvent prévoir celui du nobélium, qui est presque impossible à manipuler. C'est comme utiliser un cousin chimique plus accessible pour comprendre un élément presque inaccessible.
Pour l'instant, non. Sa période de demi-vie trop courte et son extrême rareté empêchent toute application pratique, qu'elle soit médicale, industrielle ou technologique. Si un isotope beaucoup plus stable était découvert un jour, il pourrait être envisagé pour des recherches avancées. Aujourd'hui, le nobélium sert uniquement à approfondir les connaissances sur le comportement des éléments les plus lourds du tableau périodique.
En solution, le nobélium tend à ne perdre que deux électrons et à former un ion de charge +2, comme le calcium ou le strontium. La plupart des actinides perdent trois électrons et forment des ions +3. Cette différence fait que le nobélium se comporte chimiquement davantage comme un métal alcalino-terreux que comme un actinide typique, une particularité unique au sein de sa famille.
L'isotope le plus stable, le nobélium-259, a une période de demi-vie de seulement 58 minutes. Cela signifie qu'en moins d'une heure, la moitié des atomes d'un échantillon se seront transformés en d'autres éléments. Cette instabilité est due à son noyau, qui compte 102 protons et est trop volumineux et soumis à une répulsion trop forte pour rester lié longtemps.
Les scientifiques ont réussi à étudier le nobélium en solution, en vérifiant qu'il se comporte comme un ion +2 et qu'il peut être séparé des autres actinides par des techniques chromatographiques. Ses propriétés nucléaires ont également été mesurées, notamment la forme de son noyau, qui s'avère allongé, comme un ballon de rugby, plutôt que sphérique. Ces expériences sont réalisées avec des quantités infimes, parfois de seulement quelques milliers d'atomes.
Principales sources consultées : PubChem, Royal Society of Chemistry, NIST, IUPAC. Dernière révision : novembre 2026.