Période 8 du tableau périodique

Lapériode 8 du tableau périodiqueest la huitième ligne, oupériode,des versionsétenduesdutableau périodique des éléments.Elle contient deséléments chimiqueshypothétiques: enjuin 2017,aucun de ces éléments n'avait été observé, bien que diverses tentatives pour les synthétiser aient eu lieu depuis le début duXXI^esiècle. Ces éléments sont désignés selon ladénomination systématiquede l'IUPAC:les deux premiers d'entre eux, par exemple, s'appellent ainsi respectivementununenniumetunbinilium,ce qui correspond aux chiffres 1-1-9 et 1-2-0 de leurnuméro atomiquerespectif; dans la littérature, la dénomination systématique n'est jamais employée, et un élément de numéro atomiqueZest simplement désigné par « élémentZ» — l'ununennium et l'unbinilium sont ainsi toujours appelés « élément 119 » et « élément 120 ».

L'étude des éléments de la période 8 relève davantage de laphysique nucléaire,voire de laphysique des particules,que de lachimie,car il s'agit dans un premier temps de parvenir à les synthétiser et à les détecter. Si on parvenait à en produire des quantités suffisantes pour pouvoir en étudier la chimie, ces éléments présenteraient certainement des comportements différents de ceux des périodes précédentes en raison d'uneconfiguration électroniquealtérée par des effetsquantiquesetrelativistesdevenant sensibles à ces niveaux d'énergie, tels que l'électrodynamique quantique,ou encore lecouplage spin-orbite,qui divise les sous-couches périphériques en recomposant la répartition des niveaux d'énergie pour former de nouvelles sous-couches apparentes sans rapport avec la périodicité observée pour les éléments denuméro atomiqueinférieur.

Liste des éléments de la période 8

Contrairement à ce qu'il en est pour lespériodesprécédentes, on ignore combien d'élémentsoccupent la8^epériode dutableau périodique des éléments.S'il est clair que le bloc s ne compte que deux éléments sur cette période comme sur les précédentes, la8^epériode est en revanche la première à comporter des éléments dubloc g,et leur nombre varie de 18, pour une extrapolation simple de larègle de Klechkowski,à 22, par laméthode de Hartree-Fock.

Éléments du bloc s

Selon toute vraisemblance, lesélémentsdubloc sde la8^epériode devraient pouvoir être observés dans la décennie 2020, la condition nécessaire étant de disposer d'une sensibilité de l'ordre de quelques dizaines defemtobarns,ce qui est hors de portée même des installations les plus pointues disponibles en 2016. Ces éléments seraient les suivants:

Sous-couche 8s

₁₁₉Uue

₁₂₀Ubn

Configurations électroniquescalculées
Élément chimique			ParKlechkowski	Par Fricke & Stoff^[1]
119	Uue	Ununennium	[Og] 8s¹	[Og] 8s1 ¹⁄₂
120	Ubn	Unbinilium	[Og] 8s²	[Og] 8s2 ¹⁄₂

On s'attend à ce que ces éléments présentent des propriétés chimiques proches durubidiumet dustrontiumsur lapériode 5car leurorbitale8s est contractée à la suite d'effetsrelativistes,ce qui les distingue de leurs voisins immédiatsfranciumetradiumsur lapériode 7.En raison de cette contraction, lerayon atomiquede ces éléments devrait être semblable à celui du francium et du radium. Ils devraient se comporter respectivement comme unmétal alcalinet unmétal alcalino-terreux,donnant respectivement unétat d'oxydation+1 et +2, mais la déstabilisation relativiste de lasous-couche électronique7p_3/2et l'énergie d'ionisationrelativement faible desélectronsde cette sous-couche devraient rendre possibles des états d'oxydation supérieurs, respectivement +3 et +4 par exemple^[2].

Éléments du bloc g

Article détaillé:Superactinide.

La8^epériode est la première dutableau périodiqueà posséder desélémentsdubloc g.Ils appartiendraient à lafamilledessuperactinides,caractérisée par le remplissage progressif dessous-couches électroniques5g et 6f; ils pourraient ainsi avoir des propriétés chimiques rappelant celles desactinides(caractérisés par le remplissage de la sous-couche 5f), mais la proximité des niveaux d'énergie 5g et 6f, ainsi que leur faible écart avec les niveaux 7d et 8p, pourrait conduire à une relative confusion des sous-couches électroniques dans ces atomes, d'où peut-être des comportements chimiques originaux indépendants de leur position dans le tableau périodique^[3].

Leur observabilité serait conditionnée à l'existence de l'hypothétiqueîlot de stabilité,prédit par lemodèle en couchesdunoyau atomiqueà travers lesnombres magiques(2, 8, 20, 28, 50, 82, 126 et 184) deprotonset deneutronsassurant une stabilité particulière auxnucléidesqui en sont composés. Si cet îlot de stabilité existe réellement, alors certains isotopes des éléments jusqu'à Z ≈ 127 pourraient avoir despériodes radioactivesde l'ordre de quelques secondes et pourraient donc être observables^[4];il est en revanche vraisemblable qu'on ne puisse jamais observer de nucléides pour lesquels Z> 130^[3].La position de l'îlot de stabilité elle-même demeure incertaine car la détermination des nombres magiques dans les atomes superlourds pourrait obéir à des règles différentes de celles théorisées (et relativement bien vérifiées) pour les atomes plus légers^[5],de sorte que, même si cet îlot existait, il pourrait être en réalité situé plus « bas » en termes de numéro atomique, rendant du même coup inobservables tous les superactinides.

Enfin, le nombre même des éléments dubloc gde la8^epériode n'est pas non plus connu avec certitude. Une extrapolation simple de larègle de Klechkowski,dans l'esprit du concept dessuperactinidesdeGlenn Seaborg,conduit à placer les éléments 121 à 138 dans le bloc g, suivis des éléments 139 à 152 dans le bloc f; en revanche, laméthode de Hartree-Fockconduit à disposer les éléments 121 à 142 dans le bloc g, suivis des éléments 143 à 156 dans le bloc f, des éléments 157 à 166 dans le bloc d, etc.

Sous-couche 5g

₁₂₁Ubu

₁₂₂Ubb

₁₂₃Ubt

₁₂₄Ubq

₁₂₅Ubp

₁₂₆Ubh

₁₂₇Ubs

₁₂₈Ubo

₁₂₉Ube

₁₃₀Utn

₁₃₁Utu

₁₃₂Utb

₁₃₃Utt

₁₃₄Utq

₁₃₅Utp

₁₃₆Uth

₁₃₇Uts

₁₃₈Uto

₁₃₉Ute

₁₄₀Uqn

₁₄₁Uqu

₁₄₂Uqb

Configurations électroniquescalculées des éléments du bloc g
Élément chimique			ParKlechkowski	Par Fricke & Stoff^[1]	Par Umemoto et Saito^[6]
121	Ubu	Unbiunium	[Og] 8s²5g¹	[Og] 8s2 ¹⁄₂8p1 ¹⁄₂	[Og] 8s²8p¹
122	Ubb	Unbibium	[Og] 8s²5g²	[Og] 8s2 ¹⁄₂7d1 ³⁄₂8p1 ¹⁄₂	[Og] 8s²8p²
123	Ubt	Unbitrium	[Og] 8s²5g³	[Og] 8s2 ¹⁄₂6f1 ⁵⁄₂7d1 ³⁄₂8p1 ¹⁄₂	[Og] 8s²6f¹7d¹8p¹
124	Ubq	Unbiquadium	[Og] 8s²5g⁴	[Og] 8s2 ¹⁄₂6f3 ⁵⁄₂8p1 ¹⁄₂	[Og] 8s²6f²8p²
125	Ubp	Unbipentium	[Og] 8s²5g⁵	[Og] 8s2 ¹⁄₂5g1 ⁷⁄₂6f3 ⁵⁄₂8p1 ¹⁄₂	[Og] 8s²6f⁴8p¹
126	Ubh	Unbihexium	[Og] 8s²5g⁶	[Og] 8s2 ¹⁄₂5g2 ⁷⁄₂6f2 ⁵⁄₂7d¹8p1 ¹⁄₂	[Og] 8s²5g¹6f⁴8p¹
127	Ubs	Unbiseptium	[Og] 8s²5g⁷	[Og] 8s2 ¹⁄₂5g3 ⁷⁄₂6f2 ⁵⁄₂8p2 ¹⁄₂	[Og] 8s²5g²6f³8p²
128	Ubo	Unbioctium	[Og] 8s²5g⁸	[Og] 8s2 ¹⁄₂5g4 ⁷⁄₂6f2 ⁵⁄₂8p2 ¹⁄₂	[Og] 8s²5g³6f³8p²
129	Ube	Unbiennium	[Og] 8s²5g⁹	[Og] 8s2 ¹⁄₂5g5 ⁷⁄₂6f2 ⁵⁄₂8p2 ¹⁄₂	[Og] 8s²5g⁴6f³8p²
130	Utn	Untrinilium	[Og] 8s²5g¹⁰	[Og] 8s2 ¹⁄₂5g6 ⁷⁄₂6f2 ⁵⁄₂8p2 ¹⁄₂	[Og] 8s²5g⁵6f³8p²
131	Utu	Untriunium	[Og] 8s²5g¹¹	[Og] 8s2 ¹⁄₂5g7 ⁷⁄₂6f2 ⁵⁄₂8p2 ¹⁄₂	[Og] 8s²5g⁶6f³8p²
132	Utb	Untribium	[Og] 8s²5g¹²	[Og] 8s2 ¹⁄₂5g8 ⁷⁄₂6f2 ⁵⁄₂8p2 ¹⁄₂	n.d.
133	Utt	Untritrium	[Og] 8s²5g¹³	[Og] 8s2 ¹⁄₂5g8 ⁷⁄₂6f3 ⁵⁄₂8p2 ¹⁄₂	n.d.
134	Utq	Untriquadium	[Og] 8s²5g¹⁴	[Og] 8s2 ¹⁄₂5g8 ⁷⁄₂6f4 ⁵⁄₂8p2 ¹⁄₂	n.d.
135	Utp	Untripentium	[Og] 8s²5g¹⁵	[Og] 8s2 ¹⁄₂5g8 ⁷⁄₂5g1 ⁹⁄₂6f4 ⁵⁄₂8p2 ¹⁄₂	n.d.
136	Uth	Untrihexium	[Og] 8s²5g¹⁶	[Og] 8s2 ¹⁄₂5g8 ⁷⁄₂5g2 ⁹⁄₂6f4 ⁵⁄₂8p2 ¹⁄₂	n.d.
137	Uts	Untriseptium	[Og] 8s²5g¹⁷	[Og] 8s2 ¹⁄₂5g8 ⁷⁄₂5g3 ⁹⁄₂6f3 ⁵⁄₂7d1 ³⁄₂8p2 ¹⁄₂	n.d.
138	Uto	Untrioctium	[Og] 8s²5g¹⁸	[Og] 8s2 ¹⁄₂5g8 ⁷⁄₂5g4 ⁹⁄₂6f3 ⁵⁄₂7d1 ³⁄₂8p2 ¹⁄₂	n.d.
139	Ute	Untriennium	[Og] 8s²5g¹⁸6f¹	[Og] 8s2 ¹⁄₂5g8 ⁷⁄₂5g5 ⁹⁄₂6f2 ⁵⁄₂7d2 ³⁄₂8p2 ¹⁄₂	n.d.
140	Uqn	Unquadnilium	[Og] 8s²5g¹⁸6f²	[Og] 8s2 ¹⁄₂5g8 ⁷⁄₂5g6 ⁹⁄₂6f3 ⁵⁄₂7d1 ³⁄₂8p2 ¹⁄₂	n.d.
141	Uqu	Unquadunium	[Og] 8s²5g¹⁸6f³	[Og] 8s2 ¹⁄₂5g8 ⁷⁄₂5g7 ⁹⁄₂6f2 ⁵⁄₂7d2 ³⁄₂8p2 ¹⁄₂	n.d.
142	Uqb	Unquadbium	[Og] 8s²5g¹⁸6f⁴	[Og] 8s2 ¹⁄₂5g8 ⁷⁄₂5g8 ⁹⁄₂6f2 ⁵⁄₂7d2 ³⁄₂8p2 ¹⁄₂	n.d.

Éléments des bloc f, d et p

Relevant vraisemblablement davantage de l'extrapolation mathématique qu'autre chose, les éléments du bloc f de la8^epériode compléteraient la liste dessuperactinides.Situés sous lesactinidesdans letableau périodique,ces éléments, s'ils pouvaient être observés, présenteraient peut-être des propriétés chimiques semblables, bien que l'effet des électrons de la sous-couche 5g, située à un niveau d'énergie à peine inférieur à la sous-couche 6f, soit difficilement prévisible; les effetsquantiques et relativistesdans le cortège électronique des éléments du bloc f de la huitième période seraient probablement encore plus sensibles que ceux attendus pour les éléments dubloc g,puisque leurnuméro atomiqueest encore plus élevé.

Si les éléments des blocs d et p de la8^epériode pouvaient être étudiés du point de vue chimique, il est vraisemblable que les effetsquantiques et relativistes au sein de leur cortège électroniqueseraient tels qu'ils échapperaient à toute classification existante, à l'image de l'oganessonqui, bien qu'il appartienne, sur la7^epériode, à la colonne desgaz rares,n'en semble pas moins chimiquement déjà assez éloigné.

Notes et références

↑^aetb (en)Burkhard Fricke et Gerhard Soff,«Dirac-Fock-Slater calculations for the elements Z = 100, fermium, to Z = 173»,Atomic Data and Nuclear Data Tables,vol.19,n^o1,‎janvier 1977,p.83-95(DOI10.1016/0092-640X(77)90010-9,Bibcode1977ADNDT..19...83F,lire en ligne)
↑ (en)B. Fricke, W. Greiner et J. T. Waber,«The continuation of the periodic table up to Z = 172. The chemistry of superheavy elements»,Theoretica chimica acta,vol.21,n^o3,‎septembre 1971,p.235-260(DOI10.1007/BF01172015,lire en ligne)
↑^aetbEncyclopaedia Britannica:article «Transuranium Element», dont la section «Superactinoid Series» évoque l'impossibilité de prévoir les propriétés chimiques des superactinides en raison de la confusion des niveaux d'énergie des sous-couches 5g et 6f, ainsi que 7d et 8p; la brève section «End of Periodic Table» en fin d'article situe entre 170 et 210 le nombre limite de protons pouvant être contenus dans un même noyau.
↑Les noyaux dits « doublement magiques » — avec un nombre magique de protons et un nombre magique de neutrons — sont à cet égard considérés comme les plus prometteurs, à commencer par le nucléide³¹⁰126.
↑ (en)Robert V. F. Janssens, «Nuclear physics: Elusive magic numbers»,Nature,vol.435,n^o7044,‎2005,p.897-898(2)(PMID15959502,DOI10.1038/435897a,Bibcode2005Natur.435..897J,lire en ligne,consulté le28 juin 2009)
↑ (en)Koichiro Umemoto et Susumu Saito,«Electronic Configurations of Superheavy Elements»,Journal of the Physical Society of Japan,vol.65,n^o10,‎octobre 1996,p.3175-3179(DOI10.1143/JPSJ.65.3175,Bibcode1996JPSJ...65.3175U,lire en ligne)

Articles connexes

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Métaux alcalins	Métaux alcalino-terreux	Lanthanides	Métaux de transition	Métaux pauvres	Métalloïdes	Non-métaux	Halogènes	Gaz nobles	Éléments non classés
		Actinides
		Superactinides

[10.1016/0092-640X(77)90010-9-1] tb (en)Burkhard Fricke et Gerhard Soff,«Dirac-Fock-Slater calculations for the elements Z = 100, fermium, to Z = 173»,Atomic Data and Nuclear Data Tables,vol.19,n^o1,‎janvier 1977,p.83-95(DOI10.1016/0092-640X(77)90010-9,Bibcode1977ADNDT..19...83F,lire en ligne)

[10.1007/BF01172015-2] (en)B. Fricke, W. Greiner et J. T. Waber,«The continuation of the periodic table up to Z = 172. The chemistry of superheavy elements»,Theoretica chimica acta,vol.21,n^o3,‎septembre 1971,p.235-260(DOI10.1007/BF01172015,lire en ligne)

[EB-3] tbEncyclopaedia Britannica:article «Transuranium Element», dont la section «Superactinoid Series» évoque l'impossibilité de prévoir les propriétés chimiques des superactinides en raison de la confusion des niveaux d'énergie des sous-couches 5g et 6f, ainsi que 7d et 8p; la brève section «End of Periodic Table» en fin d'article situe entre 170 et 210 le nombre limite de protons pouvant être contenus dans un même noyau.

[4] Les noyaux dits « doublement magiques » — avec un nombre magique de protons et un nombre magique de neutrons — sont à cet égard considérés comme les plus prometteurs, à commencer par le nucléide³¹⁰126.

[10.1038/435897a-5] (en)Robert V. F. Janssens, «Nuclear physics: Elusive magic numbers»,Nature,vol.435,n^o7044,‎2005,p.897-898(2)(PMID15959502,DOI10.1038/435897a,Bibcode2005Natur.435..897J,lire en ligne,consulté le28 juin 2009)

[10.1143/JPSJ.65.3175-6] (en)Koichiro Umemoto et Susumu Saito,«Electronic Configurations of Superheavy Elements»,Journal of the Physical Society of Japan,vol.65,n^o10,‎octobre 1996,p.3175-3179(DOI10.1143/JPSJ.65.3175,Bibcode1996JPSJ...65.3175U,lire en ligne)

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