Tableau périodique des éléments - Définition

Extension du tableau périodique

Au-delà des sept périodes standard, une huitième période est envisagée pour classer les atomes — à ce jour inobservés — ayant plus de 118 protons. On ignore jusqu'à combien de protons et d'électrons un même atome peut contenir, la limite théorique se situant vers 173 protons : un 174^ème proton conférerait à la couche nucléaire 1s_1/2 une énergie de – 511 keV, égale à la masse au repos d'un électron ou d'un positon ; un tel noyau serait donc instable par rapport à la désintégration β⁺. La limite d'observabilité pratique est généralement estimée à au plus Z = 130.

Cette huitième période serait la première à posséder des éléments du bloc g, caractérisés à l'état fondamental par des électrons sur une orbitale g. Néanmoins, compte tenu des limites à la périodicité aux confins du tableau — effets relativistes sur les électrons des très gros atomes — qui deviennent significatifs dès le dernier tiers de la septième période, il est peu probable que la configuration électronique de tels atomes obéisse aux règles observées tout au long des six premières périodes.

Le tableau périodique étendu à la huitième période, organisé selon la configuration électronique de la couche de valence, aurait l'aspect suivant :

Une neuvième période est parfois évoquée, mais, compte tenu de l'incertitude réelle quant à la possibilité d'observer à terme plus d'une dizaine d'éléments nouveaux sur la huitième période, tous les éléments de numéro atomique supérieur à 130 relèvent a priori de la pure extrapolation mathématique.

Assez peu de laboratoires dans le monde sont équipés d'infrastructures permettant d'atteindre les sensibilités requises — avec des sections efficaces très inférieures au picobarn, grandeur équivalente à 10^-40 m² — pour la détection de noyaux aussi lourds que ceux de la huitième période. Ce sont principalement :

• l'Institut unifié de recherches nucléaires (JINR) à Doubna, dans l'oblast de Moscou — un centre de recherche dont fait notamment partie le Flerov Laboratory for Nuclear Reactions (FLNR), à l'origine des dernières synthèses en date d'éléments nouveaux (notamment l'élément 118)
• le Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) à Livermore, en Californie
• le GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH (GSI) à Darmstadt, en Hesse.
• l'Organisation européenne pour la recherche nucléaire (CERN) à Genève, en Suisse

Le RIKEN au Japon et l'Institut Paul Scherrer (PSI) en Suisse comptent également parmi les organisations notables dans ce domaine de recherches. D'une manière générale, la mise en commun des ressources de ces laboratoires est de mise pour parvenir à des résultats probants, et la synthèse de l'élément 118 au début des années 2000 a été le fruit d'une collaboration entre le JINR russe et le LLNL américain.