Seaborgium

Traditionnellement, les éléments chimiques n’étaient pas nommés en l’honneur de personnes encore vivantes. Lorsque les découvreurs ont proposé le nom « seaborgium » en hommage à Glenn Seaborg, un comité international de chimistes a rejeté cette proposition en invoquant cette tradition historique. Après plusieurs années de débats animés entre scientifiques américains et européens, cette exception a finalement été acceptée, faisant de Seaborg la première personne à voir un élément porter son nom de son vivant.

Pour les éléments superlourds, on craignait que les effets relativistes considérables ne bouleversent la structure des groupes établie par Mendeleïev. Pour vérifier cette hypothèse, des radiochimistes ont fait réagir le seaborgium avec du chlore et de l’oxygène gazeux à 350 °C. Le composé obtenu, SgO₂Cl₂, présentait une température de dépôt et une enthalpie d’adsorption intermédiaires, parfaitement cohérentes avec celles du molybdène et du tungstène. Ces résultats ont confirmé expérimentalement que le seaborgium appartient bien au groupe 6.

En 1944, pendant le projet Manhattan, les scientifiques pensaient que les éléments lourds transuraniens appartenaient au bloc des métaux de transition d, sous l’osmium et l’iridium. Glenn Seaborg a proposé que l’actinium inaugure une nouvelle série de quatorze éléments caractérisés par le remplissage des orbitales 5f, parallèle à celle des lanthanides, appelée série des actinides. Cette reclassification théorique a permis de réorganiser le tableau périodique moderne et de prédire avec succès la synthèse des transactinides découverts par la suite.

Dans le groupe 6, le chrome présente un état d’oxydation +6 fortement oxydant, qui est facilement réduit en chrome(III). En revanche, en descendant vers la période 7, la contraction des lanthanides et les effets relativistes stabilisent fortement l’état d’oxydation maximal correspondant aux six électrons partagés. Des expériences d’élution en milieu acide ont montré que le cation Sg⁶⁺ forme des oxoanions polyatomiques difficiles à réduire, analogues aux tungstates, illustrant la tendance périodique à une plus grande stabilité de l’état d’oxydation maximal chez les métaux lourds.

Le seaborgium est produit atome par atome dans un accélérateur et se désintègre rapidement. Lors d’une expérience, des chercheurs ont réussi à faire réagir un atome avec du monoxyde de carbone pour former un composé volatil. Sa détection a permis d’étudier la manière dont le seaborgium se lie à d’autres substances, ce qui est remarquable, car l’étude d’une réaction chimique nécessite normalement une quantité de matière bien plus importante.

Selon le modèle classique de la goutte liquide en physique nucléaire, les éléments possédant plus de cent protons devraient se désintégrer par fission spontanée en quelques femtosecondes, en raison de l’énorme répulsion électrostatique entre les protons. Cependant, dans le seaborgium 269, les effets quantiques de couches introduisent une barrière énergétique microscopique supplémentaire. Cette barrière de fission quantique stabilise le noyau atomique, lui permettant de survivre plus de trois minutes avant de se désintégrer par émission alpha.

Après avoir produit le seaborgium dans un accélérateur, les scientifiques doivent rapidement transporter les atomes jusqu’à un dispositif d’analyse. Un flux gazeux peut les entraîner dans un canal étroit jusqu’à la zone expérimentale. Les chercheurs y étudient ensuite leurs réactions ou les endroits où ils sont retenus. Le système doit fonctionner rapidement, car le seaborgium est produit en quantités infimes et se désintègre en peu de temps.