Copernicium

Le copernicium (symbole Cn) est l'élément chimique de numéro atomique 112. Il correspond à l'ununbium (Uub) de la dénomination systématique de l'IUPAC, et est encore appelé  dans la littérature. Il a été synthétisé pour la première fois le  par la réaction  au  (GSI) de Darmstadt, en Allemagne, et son identification a été validée par l'IUPAC en . Il a reçu son nom définitif en  en l'honneur de Nicolas Copernic.

Il s'agit d'un transactinide très radioactif, dont l'isotope connu le plus stable, le Cn, a une période radioactive de . Situé sous le mercure dans le tableau périodique des éléments, il appartiendrait au . Contrairement aux autres éléments du groupe 12, qui sont des métaux pauvres, il pourrait s'agir d'un métal de transition, en raison d'effets relativistes stabilisant la sous-couche électronique s au détriment de la sous-couche d : le cation Cn aurait ainsi la configuration électronique . Le copernicium serait très volatil, et il n'est pas exclu qu'il puisse être gazeux aux conditions normales de température et de pression.

Synthèse 

Le copernicium a été synthétisé pour la première fois le , à Darmstadt, en Allemagne, au GSI (Gesellschaft für Schwerionenforschung). Il a été obtenu en bombardant une cible de  avec des ions de , lors d'une expérience où un seul atome a été produit :

 +  ⟶  ⟶  + .

Le GSI a confirmé ses résultats en  avec la synthèse d'un second atome de Cn.

L'expérience a été reproduite en 2004 au RIKEN et se solda par la synthèse de deux nouveaux atomes, confirmant les données expérimentales recueillies en Allemagne.

L'état de l'art en matière de production d'isotopes de copernicium peut être résumé par le tableau suivant :

{| class="wikitable"
|- align="center"
! width="20%" | Ion
! width="20%" | Cible
! width="20%" | Isotope
! width="40%" | Statut de l'expérience
|- align="center"
| Zn
| Pb
| Cn
|  Succès
|- align="center"
| Ti
| Th
| Cn
| Réaction non tentée
|- align="center"
| Ca
| U
| Cn
|  Succès
|- align="center"
| Ca
| Pu
| Cn
|  Succès
|- align="center"
| Ar
| Pu
| Cn 
| Réaction non tentée
|- align="center"
| S
| Cm
| Cn
| Réaction non tentée
|- align="center"
| Si
| Cf
| Cn
| Réaction non tentée
|}

Isotopes 

Le premier isotope à avoir été synthétisé  est Cn en 1996. Six radioisotopes sont connus, de Cn à Cn et possiblement deux isomères nucléaires (non confirmés). L'isotope confirmé à la plus grande durée de vie est Cn avec une demi-vie de .

Expériences en phase gazeuse 

Les propriétés chimiques du copernicium ont été particulièrement étudiées à la suite d'indications selon lesquelles il présenterait les effets relativistes les plus sensibles parmi tous les éléments de la période 7. Sa configuration électronique à l'état fondamental étant , il appartient au  du tableau périodique, et devrait par conséquent se comporter comme le mercure et former des composés binaires avec des métaux nobles comme l'or. On a ainsi cherché à caractériser l'enthalpie d'adsorption d'atomes de copernicium sur des surfaces d'or à diverses températures. Compte tenu de la stabilisation relativiste des électrons 7s, le copernicium présente des propriétés rappelant celles d'un gaz noble comme le radon. On a ainsi cherché à mesurer les différences de caractéristiques d'adsorption entre le copernicium, le mercure et le radon.

La première expérience a été réalisée à l'aide de la réaction . La détection reposait sur les produits de fission spontanée de l'isotope parent, avec une période radioactive de . L'analyse des données montra que le copernicium était plus volatil que le mercure et présentait des propriétés de gaz noble. Cependant, l'incertitude concernant la synthèse du  a semé le doute sur ces résultats. D'autres études ont par conséquent été menées en générant cet isotope comme produit de désintégration du , à la suite de la réaction . Deux atomes de  ont été identifiés au cours de cette expérience, dont les propriétés d'adsorption ont permis de déterminer que le copernicium forme de faibles liaisons métal-métal avec l'or, ce qui en fait un homologue plus volatil du mercure, et le place résolument dans le .

Cette expérience a été répétée en avril 2007, permettant d'identifier trois nouveaux atomes de copernicium. Les propriétés d'adsorption du copernicium ont été confirmées, et sont en plein accord avec sa position d'élément le plus lourd du . Ces expériences ont également permis la première estimation de la température d'ébullition du copernicium : , ce qui en ferait peut-être un gaz aux conditions normales de température et de pression.

Notes et références

Notes

Références

Voir aussi

Liens externes 
  WebElements.com – Copernicium
  GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH – 14 juillet 2009 « Element 112 shall be named “copernicium”. »
 , avec en sous-pages les données connues pour chaque isotope 

Métal de transition
Transactinide