Le rutherfordium est un élément chimique qui porte le numéro 104 dans la classification périodique des éléments.

Où se situe le rutherfordium dans le tableau périodique des éléments ? Le tableau périodique des éléments.

Informations générales
SymboleRf
Numéro atomique104
FamilleMétal de transition
Groupe4
Période7
Blocd
Masse volumique23 g.cm-3
CouleurArgenté
Propriétés atomiques
Masse atomique267 u
Configuration électronique[Rn] 7s2 5f14 6d2
Électrons par niveau d'énergie2 | 8 | 18 | 32 | 32 | 10 | 2
Propriétés physiques
État ordinaireSolide
Point de fusion2100 °C
Point d'ébullition5500 °C

Définitions

  • Numéro atomique : Le numéro atomique d'un atome représente le nombre de protons de ce dernier
  • Famille : L'UICPA (Union internationale de chimie pure et appliquée) a regroupé en 10 familles les éléments chimiques qui présentent des propriétés physiques et chimiques semblables
  • Groupe : Chaque groupe correspond aux éléments chimiques présents dans une même colonne du tableau périodique des éléments
  • Période : Chaque période correspond aux éléments chimiques présents dans une même ligne du tableau périodique des éléments. Ils partagent également le même nombre de couches électroniques. On en compte 7 au maximum
  • Bloc : Les éléments périodiques sont classés par bloc selon leurs propriétés et selon les couches électroniques jusqu’auxquelles elles sont remplies
  • Dureté : La dureté d'un matériau représente la résistance qu'il oppose à la pénétration. On peut la mesurer selon plusieurs méthodes : la méthode par pénétration, la méthode par rayage ou encore la méthode par rebondissement
  • Point de fusion : Le point de fusion correspond à un moment de pression et de température à partir duquel l'élément chimique fond, passant ainsi de l'état solide à l'état liquide
  • Point d'ébullition : Le point d'ébullition correspond à un moment de pression et de température à partir duquel l'élément chimique bout, passant ainsi de l'état liquide à l'état gazeux

Rappel : La classification périodique des éléments, aussi appelée tableau de Mendeleïev, du nom de son créateur. C'est un chimiste russe qui en 1869 créa un tableau dont le but était de regrouper tous les éléments chimiques connus par points communs (groupes et familles par exemple). Il a souvent été ajusté et mis à jour depuis cette époque.

Sa dernière révision date de 2016 par l'UICPA (Union internationale de chimie pure et appliquée), une ONG suisse qui a pour but l'évolution de la physique-chimie. Le tableau périodique compte à ce jour 118 éléments.

L’UICPA, l’Union Internationale de Chimie Pure et Appliquée est une organisation non gouvernementale ayant son siège à Zurich, en Suisse. Créée en 1919, elle s’intéresse au progrès de la chimie, de la chimie physique et de la biochimie. Ses membres sont les différentes sociétés nationales de chimie et elle est membre du Conseil International pour la Science.

L’UICPA est une autorité reconnue dans le développement des règles à adopter pour la nomenclature, les symboles et autres terminologie des éléments chimiques et leurs dérivé via son Comité Interdivisionnel de la Nomenclature et des Symboles. Ce comité fixe la nomenclature de l’UICPA.

Un peu d’histoire

Étymologie

Le nom du rutherfordium lui a été donné en l’honneur du physicien originaire de Nouvelle-Zélande : Ernest Rutherford.

Qui est Ernest Rutherford ? Portrait du physicien Ernest Rutherford, responsable de nombreuses découvertes en chimie et en physique. Il s'est aussi vu recevoir le prix Nobel de chimie de 1908.

Ernest Rutherford

Ernest Rutherford est un physicien et chimiste néo-zélandais ayant vécu de 1871 à 1937. On le considère comme l'un des précurseurs de la physique nucléaire. On lui doit notamment la découverte :

  • Des rayons alpha,
  • Des rayons bêta,
  • Du noyau atomique et de ses charges électroniques,
  • De la désintégration nucléaire.

Toutes ses recherches le conduisirent à diriger le prestigieux laboratoire Cavendish de l'université de Cambridge au Royaume-Uni mais aussi de recevoir le prix Nobel de chimie en 1908.

Première découverte du rutherfordium

Nous sommes en 1964 lorsque des chercheurs de l'Institut unifié de recherches nucléaires de Doubna, en Russie, réussissent pour la première fois à synthétiser le rutherfordium, uniquement désigné sous le nom d'élément 104 à l'époque. C'est du rutherfordium 259 qui fut alors synthétisé.

Ils réussirent cet exploit en bombardant du plutonium par des ions néon.

En 1969 les chercheurs de la célèbre Université de Californie à Berkeley le synthétisent à nouveau mais avec une méthode encore jamais expérimentée jusqu'à ce jour : en faisant entrer en collision du californium 249 avec du carbone 12. Cette fois, ils créèrent du rutherfordium 257.

Suite à un différent entre les Etats-Unis et la Russie qui voulaient tous les deux s'attribuer l'élément 104, l'UICPA appela cet élément le rutherfordium et en échange nomma l'élément 105 dubnium.

Institut unifié de recherches nucléaires (JINR)

L'Institut unifié de recherches nucléaires, localisé à Doubna, en Russie à une centaine de kilomètres de Moscou est le plus grand centre de recherche international sur la physique radioactive.
Créé en 1956, il est né de la fusion de deux instituts de l’Académie russe des sciences. Plus de 5000 chercheurs y travaillent quotidiennement. Il compte huit laboratoires :

  1. Laboratoire de Physique théorique Bogoliubov
  2. JINR Laboratoire de physique des particules
  3. Laboratoire des hautes énergies Veksler et Baldin (spécialisé dans les phénomènes relativistes
  4. Flerov Laboratory of Nuclear Reactions (spécialisé dans la physique des ions lourds)
  5. Frank Laboratory of Neutron Physics (spécialisé dans la physique des neutrons)
  6. JINR Laboratory of Information Technologies (spécialisé dans les technologies de l’information)
  7. Dzhelepov Laboratory of Nuclear Problems (spécialisé dans les effets des radiations)
  8. JINR Laboratory of Radiation Biology (spécialisé dans les recherches radiobiologiques)

Ils disposent également d’appareils à la pointe de la technologie :

  • Un accélérateur de particules,
  • Trois cyclotrons,
  • Un synchrocyclotron,
  • Un réacteur.

Université de Californie à Berkeley

L’Université de Californie à Berkeley est une université américaine considérée comme l’une des universités les plus sélectives et prestigieuses du monde. 91 prix Nobel, 45 prix MacArthur, 23 prix Turing, 19 Oscars, 14 prix Pulitzer, 13 médailles Fields et 207 médailles olympiques ont été décernés à des personnes liées à cette université, que ce soit des anciens étudiants, des professeurs ou des chercheurs depuis sa fondation en 1868. Elle est aussi à l’origine de la découverte de seize éléments chimiques présents dans le tableau périodique. C’est la seule université au monde à être responsable d’autant de découvertes.

Présence à l’état naturel de cet élément

Le rutherfordium n'est en aucun cas présent dans la nature puisque c'est un élément synthétique qui a été créé par l'Homme.

Comment obtenir du rutherfordium ? Le rutherfordium est un élément synthétique que l'on peut obtenir uniquement en le créant en laboratoire à la suite de réactions nucléaires.

Propriétés physiques et chimiques du rotherfordium

On sait très peu de choses sur le rutherfordium. En effet, il n'a jamais été produit en grandes quantités et peu d'études ont pu être réalisées. C'est pourquoi la majorité des données qui s'y rapportent sont supposées et n'ont pas encore eu l'occasion d'être vérifiées.

Les différents isotopes du rutherfordium

Des isotopes sont des atomes qui possèdent le même nombre de protons mais un nombre différent de neutrons

Du fait qu'il est un élément synthétique, le rutherfordium n'a pas d'isotope stable.

On lui connaît 15 radioisotopes ayant des nombre de masse allant de 253 à 268.

Le nombre de masse d’un atome est le nombre de nucléons qu’il contient. Il s’agit donc de la somme du nombre de protons et du nombre de protons qui constituent le noyau de l’atome

Pour finir, le rutherfordium possède également 4 isomères nucléaires.

Des isomères nucléaires sont des atomes qui partagent le même noyau mais dans états énergétiques différents. C’est à dire qu’ils comportent un spin et une énergie d’excitation spéciaux. Dans leur état d’énergie le plus bas, on dit qu’ils atteignent l’état fondamental

L'isotope qui a la plus longue durée de demie-vie est le rutherfordium 263 avec une durée de demie-vie de 11 minutes. Celui qui a la plus petite durée de demie-vie est le rutherfordium 254 avec une durée de demie-vie de 23 µs.

Les utilisations du rutherfordium dans la vie courante

N'étant presque pas produit, le rutherfordium n'a aucune application commerciale et son utilisation se résume à celle des recherches scientifiques dans lesquelles il intervient.

Les éventuels dangers de l'élément 104

Quelle est la durée de demie-vie du rutherfordium ? Le rutherfordium a une durée de demie-vie qui reste relativement courte, même pour son isotope le plus stable.

Comme tout élément radioactif, le rutherfordium demande des précautions particulières quant à sa manipulation.

Cependant, comme il n'est pas présent à l'état naturel, on ne peut pas le considérer comme un élément écotoxique.

On dit d’un objet qu’il est écotoxique lorsqu’il est toxique pour l’environnement, c’est-à-dire polluant

De plus, comme sa durée de demie-vie dépasse à peine une dizaine de minutes au maximum, même s'il s'en retrouvait dans l'environnement cela n'aurait pas d'impact important sur ce dernier.

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Clément

Freelancer et pilote, j'espère atteindre la sagesse en partageant le savoir que j'ai acquis lors de mes voyages au volant de ma berline. Curieux scientifique, ma soif de découverte n'a d'égale que la durée de demie-vie du bismuth 209.

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