[News] Le Polonium est le seul élément à structure cubique simple
Publié : 15/06/2007 - 0:00:27
Le polonium est le seul élément dont la structure cristalline possède la forme cubique la plus simple possible. De récentes recherches théoriques en expliquent la raison.
Le polonium solide possède une structure cubique particulièrement simple :
Ses atomes sont disposés aux 8 sommets d’un cube et nulle part ailleurs.
C’est le seul élément dans ce cas
De nombreux autres matériaux ont des structures plus étoffées. Par exemple, dans une structure cubique à face centrée (comme pour le potassium, le sodium, le fer et le tungstène), les atomes se situent aux coins du cube et au centre de chaque face. Dans un corps à structure cubique centrée (comme le cuivre, l'or, le nickel et l'iridium), les atomes sont aux coins du cube et au centre même du cube. Seul le polonium possède une structure cubique simple.
Parmi les raisons qui rendent l'étude de l’élément Po si délicate figurent sa forte radioactivité et le fait qu’il possède plus d'isotopes (36) que n'importe quel autre élément. Des physiciens de l'académie des sciences de la République Tchèque ont cependant publié la première explication théorique détaillée de la structure cristalline unique de cet élément. Selon eux, c'est le résultat d’une combinaison complexe d'états orbitaux des électrons et de leurs états de spin.
De tels couplages de spin / orbitales sont le fait d’interactions complexes d’effets relativistes qui deviennent importants pour des atomes lourds tels que le polonium (élément 84). Les scientifiques ont plus particulièrement identifié la « correction relativiste masse-vitesse » (qui décrit l'augmentation relativiste de la masse des électrons se déplaçant à des vitesses proches à celle de la lumière) comme cause de la structure cubique simple du polonium.
Autre singularité du polonium : son anisotropie élastique est plus grande que pour n'importe quel autre solide. Il est en effet environ 10 fois plus facile de déformer un cristal de Po dans le sens de la diagonale de ses cellules cubiques que de le déformer dans une direction perpendiculaire à une quelconque des faces du cube. Selon Dominik Legut, cette propriété résulte directement de la structure de l’élément.
Le polonium est un élément dangereux que l’on trouve dans l'air et dans le sol ainsi que dans certaines plantes comme le tabac, le thé et les champignons.
Source: American Institut of Physics
Illustration: PRL
Le polonium solide possède une structure cubique particulièrement simple :
Ses atomes sont disposés aux 8 sommets d’un cube et nulle part ailleurs.
C’est le seul élément dans ce cas
De nombreux autres matériaux ont des structures plus étoffées. Par exemple, dans une structure cubique à face centrée (comme pour le potassium, le sodium, le fer et le tungstène), les atomes se situent aux coins du cube et au centre de chaque face. Dans un corps à structure cubique centrée (comme le cuivre, l'or, le nickel et l'iridium), les atomes sont aux coins du cube et au centre même du cube. Seul le polonium possède une structure cubique simple.
Parmi les raisons qui rendent l'étude de l’élément Po si délicate figurent sa forte radioactivité et le fait qu’il possède plus d'isotopes (36) que n'importe quel autre élément. Des physiciens de l'académie des sciences de la République Tchèque ont cependant publié la première explication théorique détaillée de la structure cristalline unique de cet élément. Selon eux, c'est le résultat d’une combinaison complexe d'états orbitaux des électrons et de leurs états de spin.
De tels couplages de spin / orbitales sont le fait d’interactions complexes d’effets relativistes qui deviennent importants pour des atomes lourds tels que le polonium (élément 84). Les scientifiques ont plus particulièrement identifié la « correction relativiste masse-vitesse » (qui décrit l'augmentation relativiste de la masse des électrons se déplaçant à des vitesses proches à celle de la lumière) comme cause de la structure cubique simple du polonium.
Autre singularité du polonium : son anisotropie élastique est plus grande que pour n'importe quel autre solide. Il est en effet environ 10 fois plus facile de déformer un cristal de Po dans le sens de la diagonale de ses cellules cubiques que de le déformer dans une direction perpendiculaire à une quelconque des faces du cube. Selon Dominik Legut, cette propriété résulte directement de la structure de l’élément.
Le polonium est un élément dangereux que l’on trouve dans l'air et dans le sol ainsi que dans certaines plantes comme le tabac, le thé et les champignons.
Source: American Institut of Physics
Illustration: PRL