Le berkélium porte le numéro 97. Il n’existe nulle part dans la croûte terrestre, ne joue aucun rôle dans le vivant et n’a jamais servi à fabriquer le moindre produit du commerce. Pourtant, quelques milligrammes ont permis de détecter six atomes du tennesse, l’élément 117. Voici l’essentiel.
Qu’est-ce que le berkélium ? 🔬
Son symbole chimique est Bk et son numéro atomique 97. C’est un actinide transuranien : son noyau contient plus de protons que l’uranium (numéro 92). Entièrement artificiel, ce métal argenté ne se fabrique qu’en laboratoire, par bombardement nucléaire, et ne possède aucun isotope stable.
Son symbole tient en deux lettres : Bk. Retiens-le avec la ville qui lui a donné son nom : Berkeley, en Californie.
Ne le confonds pas avec le béryllium (Be, numéro 4), un métal alcalino-terreux léger et naturel : seuls les noms se ressemblent.
Quelles sont ses propriétés physico-chimiques ?
Il fait partie des rares transuraniens dont les propriétés sont réellement mesurées : on en a produit assez pour peser sa masse volumique et observer sa fusion.
| Propriété | Valeur |
|---|---|
| Symbole chimique | Bk |
| Numéro atomique | 97 |
| Masse atomique | 247 g/mol |
| Configuration électronique | [Rn] 7s² 5f⁹ |
| Famille | Actinides (transuranien) |
| Structure cristalline | Hexagonale compacte |
| Rayon atomique | 170 pm |
| Masse volumique | 13,25 g/cm³ |
| Point de fusion | 996 °C |
Avec 13,25 g/cm³, il dépasse largement le plomb (11,3 g/cm³). Sa configuration [Rn] 7s² 5f⁹ se lit ainsi : un cœur identique à celui du radon, puis deux électrons en 7s et neuf en 5f, la signature des actinides.
Tous ses isotopes sont-ils radioactifs ?
Oui, sans exception. Le plus stable, le ²⁴⁷Bk, a une demi-vie de 1 380 ans : au bout de cette durée, la moitié d’un échantillon s’est désintégrée. Les autres disparaissent bien plus vite, ce qui interdit toute conservation durable.
Comment le berkélium a-t-il été découvert ? 🧪
Il a été synthétisé pour la première fois en décembre 1949, à l’université de Californie à Berkeley, par Stanley Thompson, Albert Ghiorso et Glenn Seaborg. L’équipe a bombardé une cible d’américium-241 avec des particules alpha accélérées dans le cyclotron de 60 pouces. Le ²⁴³Bk obtenu ne durait qu’environ cinq heures : autant dire une demi-journée pour l’identifier chimiquement.
Son nom rend hommage à Berkeley, la ville de Californie où il a été produit. La convention est courante en chimie, comme pour le francium ou le californium.
Aucun atome n’a jamais été détecté dans la croûte terrestre : tout ce qui existe aujourd’hui sort d’un réacteur ou d’un accélérateur. C’est une différence de nature avec l’uranium ou le thorium, naturels.
À quoi sert le berkélium ? ⚛️
À rien, dans la vie courante : aucun rôle biologique, aucun usage commercial ou technologique. Sa seule utilité est scientifique, et elle est spectaculaire : il sert de cible pour créer des noyaux plus lourds encore.
La synthèse du berkélium fut une étape importante vers la synthèse des éléments superlourds.
Royal Society of Chemistry, fiche « Berkelium », Periodic Table
L’ingrédient de l’élément 117
L’Oak Ridge National Laboratory a produit 22 milligrammes de ²⁴⁹Bk dans son réacteur High Flux Isotope Reactor (HFIR), avec un traitement chimique au Radiochemical Engineering Development Center (REDC), avant expédition vers la Russie.
À l’Institut unifié de recherches nucléaires (JINR) de Doubna, la cible a été bombardée pendant environ six mois par un faisceau de calcium-48. Bilan : six atomes de l’élément 117.
Cette cible a permis de détecter
atomes de l’élément 117, le tennesse, après six mois de bombardement à Doubna (Source : Oak Ridge National Laboratory, 2016)
La découverte a été annoncée en avril 2010, validée conjointement par l’IUPAC et l’IUPAP le 30 décembre 2015. Le nom tennesse, en hommage à l’État du Tennessee, a été approuvé le 30 novembre 2016.
Une seconde campagne, vers Mayence et le GSI
Une autre campagne, distincte de celle de Doubna, a eu lieu en 2014 : 18 mois d’irradiation au HFIR, puis séparation et purification au REDC, pour environ 13 milligrammes de ²⁴⁹Bk hautement purifié. Le lot est parti à l’université Johannes-Gutenberg de Mayence pour être transformé en cible, puis bombardé par un faisceau d’ions calcium de l’accélérateur du GSI à Darmstadt. Le ²⁴⁹Bk ayant une demi-vie d’environ 330 jours, le calendrier se joue au jour près.
Pourquoi le berkélium est-il si rare ? 💎
Parce qu’il faut un réacteur à haut flux, plus d’un an de fonctionnement et une chaîne complète de purification pour en obtenir quelques milligrammes, et qu’il ne s’extrait d’aucun minerai. Mets les ordres de grandeur bout à bout : dix-huit mois d’irradiation donnent l’équivalent d’une goutte d’eau, qui livre six noyaux nouveaux après six mois de faisceau.
Avec une demi-vie d’environ 330 jours pour le ²⁴⁹Bk, une fraction de la cible disparaît chaque jour entre la sortie de pile et le début de l’expérience. D’où des campagnes planifiées au jour près, purification et transport compris.
Cette rareté explique aussi qu’il ne présente aucun risque pour toi : confiné dans quelques laboratoires, il n’expose personne.
Les questions fréquentes sur le berkélium 💬
🤔 Quel est le nom du berkélium en 2 lettres ?
Son symbole s’écrit Bk : un B majuscule suivi d’un k minuscule.
🔍 En trouve-t-on à l’état naturel ?
Non. On n’en a jamais trouvé dans la croûte terrestre : tout ce qui existe sort d’un réacteur ou d’un accélérateur.
📌 Quelle est sa demi-vie ?
Elle dépend de l’isotope. Le plus stable, le ²⁴⁷Bk, tient 1 380 ans ; le ²⁴⁹Bk des expériences de synthèse, environ 330 jours ; le ²⁴³Bk de 1949, cinq heures environ.
🧐 Qui l’a découvert et quand ?
Stanley Thompson, Albert Ghiorso et Glenn Seaborg, en décembre 1949 à Berkeley, en bombardant de l’américium-241 avec des particules alpha dans le cyclotron de 60 pouces.
Berkélium : ce qu’il faut retenir 📌
- Symbole Bk, numéro atomique 97 : un actinide transuranien entièrement artificiel,
- Synthétisé en décembre 1949 à Berkeley par Thompson, Ghiorso et Seaborg,
- Tous ses isotopes sont radioactifs : le plus stable, le ²⁴⁷Bk, tient 1 380 ans,
- Ni rôle biologique, ni usage commercial, et jamais trouvé dans la croûte terrestre,
- Il a servi de cible pour détecter les six atomes de tennesse (117), officialisé en 2016.
Si les transuraniens te donnent du fil à retordre, un professeur particulier de physique-chimie peut t’aider à les replacer dans le programme et à les maîtriser pour tes contrôles.
Sources 📚
- Royal Society of Chemistry. "Berkelium." Periodic Table, https://periodic-table.rsc.org/element/97/berkelium.
- Société Chimique de France. "Berkélium." L’Élémentarium, https://lelementarium.fr/element-fiche/berkelium/.
- Oak Ridge National Laboratory. "‘Tennessine’ acknowledges state institutions’ roles in element’s discovery." ORNL News, 2016, https://www.ornl.gov/news/tennessine-acknowledges-state-institutions-roles-elements-discovery.
- Oak Ridge National Laboratory. "New sighting of superheavy element 117." ORNL News, 2014, https://www.ornl.gov/news/new-sighting-superheavy-element-117.
Résumer avec l'IA :
Vous avez aimé cet article ? Notez-le !
Loading...
Si vous désirez une aide personnalisée, contactez dès maintenant l’un de nos professeurs !