Lv · Élément 116 · Métal post-transitionnel
Produit en fusionnant du calcium-48 avec du curium-248, et se désintègre en quelques millisecondes.
Structure
Il ne s’agit pas d’un diagramme de points sur des anneaux — mais d’un échantillon de Monte-Carlo de la véritable densité de probabilité |ψ|² pour chaque sous-couche occupée. Faites glisser pour faire pivoter. Le bleu et le violet indiquent les signes opposés de la fonction d’onde, ce qui rend la liaison possible.
Valeurs mesurées
Chaque barre indique où se situe le livermorium parmi les 118 éléments pour cette propriété.
Sources : masses atomiques standard de l’IUPAC 2021 · CRC Handbook of Chemistry and Physics · NIST. Les valeurs marquées ~ sont prédites plutôt que mesurées.
Même élément, neutrons différents
Tous les atomes de livermorium ont le même nombre de protons, 116, et ne diffèrent que par leur nombre de neutrons : ces variantes sont ses isotopes. Aucun n’est stable. L’isotope connu de plus longue durée de vie, Lv-293, a 177 neutrons et une demi-vie de 95 ms.
| ISOTOPE | Neutrons | Abondance naturelle | Demi-vie | Mode de désintégration |
|---|---|---|---|---|
| Lv-290 | 174 | — | 8,3 ms | α, SF |
| Lv-291 | 175 | — | 19 ms | α, SF |
| Lv-292 | 176 | — | 12,8 ms | α, SF |
| Lv-293 la plus longue durée de vie | 177 | — | 95 ms | α, SF |
Ici, le raccourci scolaire, masse atomique arrondie (293) moins numéro atomique, donne la même réponse : 177.
Modes de désintégration
Données : IAEA Nuclear Data Section, LiveChart of Nuclides, évaluations des états fondamentaux, consultées le 10 octobre 2026. L’abondance est la part des atomes dans l’élément naturel ; un tiret signifie que l’isotope n’a pas d’abondance naturelle de référence.
Taille, à l’échelle
Rayon de 247 pm — soit 0,247 nm ; il en faudrait donc environ 2,02 millions côte à côte pour couvrir un millimètre.
Plage thermique
Entre 623 K et 1035 K, le livermorium est liquide : une plage de 412 K.
Où il se trouve
Dans le tableau, le livermorium occupe la période 7, groupe 16. Tous les éléments du groupe 16 possèdent le même nombre d’électrons externes, ce qui explique qu’ils se comportent de manière si similaire.
Autres métaux post-transitionnels
Tous les métaux post-transitionnelsL’histoire
Produit en fusionnant du calcium-48 avec du curium-248, et se désintègre en quelques millisecondes.
Excellence de la physique nucléaire russe : La découverte du livermorium représente un nouveau triomphe de la recherche russe sur les éléments superlourds, réalisé par une équipe internationale dirigée par Yuri Oganessian au Joint Institute for Nuclear Research de Dubna, et prolonge le rôle de premier plan de la Russie dans le repoussement des limites du tableau périodique.
Campagne de recherche de six ans : La découverte du livermorium a nécessité six années d’expérimentations systématiques, de 2000 à 2006, comprenant l’amélioration continue des techniques de synthèse, des méthodes de préparation des cibles et de systèmes sophistiqués de détection des particules afin d’obtenir des résultats reproductibles.
Coopération internationale : Bien que dirigée par le JINR, la découverte a impliqué une collaboration avec le Lawrence Livermore National Laboratory aux États-Unis, démontrant comment le partage de l’expertise et des ressources permet des avancées majeures en science fondamentale.
Avancées techniques : La création de livermorium a nécessité le développement de systèmes améliorés de focalisation des faisceaux d’ions, de techniques perfectionnées de refroidissement des cibles et de méthodes plus sensibles d’identification des particules, faisant progresser l’ensemble du domaine de la recherche sur les éléments superlourds.
Reconnaissance de l’IUPAC : L’Union internationale de chimie pure et appliquée a officiellement reconnu la découverte du JINR en 2011, accordant à l’équipe le droit de proposer un nom. « Livermorium » rend hommage au Lawrence Livermore National Laboratory pour ses contributions essentielles à la recherche sur les éléments superlourds.
Importance scientifique : La découverte du livermorium a apporté une validation importante des prédictions théoriques sur les voies de synthèse des éléments superlourds et fourni des données essentielles sur la stabilité nucléaire dans cette région.
Impact mondial : Cette réalisation a renforcé la coopération internationale en physique nucléaire et démontré comment des installations scientifiques avancées peuvent obtenir des avancées remarquables grâce à des efforts soutenus, à l’innovation technologique et à la recherche collaborative.
Applications
Études de la désintégration des éléments superlourds : Le livermorium fournit des données cruciales sur les schémas de désintégration alpha et la stabilité nucléaire dans la région des éléments superlourds. Ses isotopes ne vivent que quelques dizaines de millisecondes (environ 95 ms pour le livermorium-293), de sorte que les études de désintégration reposent sur des chaînes de désintégration individuelles.
Recherche sur l’îlot de stabilité : En tant qu’élément 116, le livermorium occupe une position stratégique à l’approche de l’îlot de stabilité théorisé, où les éléments superlourds pourraient exister pendant des périodes prolongées. La recherche se concentre sur la compréhension des effets de couches nucléaires susceptibles d’entraîner une stabilité accrue.
Exploration de la chimie relativiste : Le livermorium offre des possibilités uniques d’étudier l’influence des effets relativistes sur les liaisons chimiques des éléments superlourds. Les prédictions théoriques suggèrent qu’il pourrait se comporter de manière similaire au polonium, mais avec des écarts importants dus aux contractions relativistes des orbitales.
Instrumentation nucléaire avancée : La création de livermorium stimule le développement de systèmes sophistiqués de détection des particules, de technologies de faisceaux d’ions et de méthodes d’analyse des données qui bénéficient à plusieurs domaines scientifiques, notamment la physique médicale et la recherche sur les matériaux.
Collaboration scientifique internationale : La recherche sur le livermorium illustre la coopération mondiale en science fondamentale, avec des équipes de Russie, des États-Unis et d’autres nations qui partagent leurs ressources et leur expertise afin de repousser les limites des connaissances humaines.
Validation des modèles théoriques : Le livermorium fournit des données expérimentales permettant de tester les modèles de mécanique quantique de la structure atomique, notamment les théories sur le comportement des orbitales électroniques sous des charges nucléaires très élevées et dans des conditions relativistes.
Fondement des technologies futures : La compréhension des propriétés du livermorium contribue à l’objectif scientifique à long terme de découvrir des éléments superlourds stables qui pourraient transformer la technologie d’une manière actuellement inimaginable.
Synthèse dans un accélérateur de particules : Le livermorium n’existe que dans des installations spécialisées de physique nucléaire équipées de cyclotrons et d’accélérateurs linéaires puissants. La création de livermorium nécessite plusieurs semaines de bombardement continu pour produire des atomes individuels, ce qui rend chaque synthèse scientifiquement importante.
Analyse de la désintégration nucléaire : Les scientifiques utilisent le livermorium pour étudier les chaînes de désintégration alpha et les processus de fission spontanée, ce qui apporte des informations sur les forces fondamentales régissant les noyaux atomiques et les mécanismes de stabilité nucléaire.
Tests en chimie computationnelle : Le livermorium sert de référence pour les prédictions théoriques sur la chimie des éléments superlourds, notamment les modèles suggérant un comportement chimique inhabituel dû aux effets relativistes sur les électrons.
Développement de systèmes de détection avancés : L’identification du livermorium nécessite les systèmes de détection des particules les plus sophistiqués disponibles, ce qui stimule l’innovation en instrumentation nucléaire et bénéficie à la recherche scientifique et au développement technologique au sens large.
Plateforme de formation scientifique : Les expériences sur le livermorium offrent des possibilités de formation précieuses aux physiciens nucléaires et aux étudiants de troisième cycle, faisant progresser l’expertise humaine dans le domaine des éléments superlourds et des techniques de recherche nucléaire.
Échange international de recherche : Les études sur le livermorium facilitent la collaboration entre les laboratoires de physique nucléaire de premier plan dans le monde, favorisant le partage des connaissances et les avancées technologiques au-delà des frontières nationales.
D’où il vient
0 mg/kg de la croûte terrestre · plus abondant que 0 % des éléments
Aucune présence naturelle : Le livermorium n’a jamais été observé dans la nature. Son noyau à 116 protons est bien trop instable pour subsister dans la nature.
Création uniquement en laboratoire : Chaque atome de livermorium connu a été créé artificiellement par des réactions de fusion nucléaire dans des accélérateurs de particules. Le procédé habituel consiste à bombarder des cibles de curium-248 avec des ions de calcium-48 ; en 2024, le Berkeley Lab a aussi produit deux atomes de livermorium-290 en envoyant du titane-50 sur du plutonium-244 pendant 22 jours.
Absence dans le cosmos : La question de savoir si le processus r des fusions d’étoiles à neutrons produit brièvement des noyaux de livermorium reste ouverte ; aucun ne pourrait subsister. La courte demi-vie de l’élément assure une désintégration rapide avant toute détection possible.
Dépendance à des installations spécialisées : Le livermorium n’a été produit que dans des installations avancées de recherche nucléaire comme le Joint Institute for Nuclear Research en Russie et le GSI Helmholtzzentrum en Allemagne, qui représentent les capacités les plus sophistiquées de l’humanité en physique nucléaire.
Origines de l’instabilité nucléaire : La nature synthétique du livermorium résulte de principes fondamentaux de la physique nucléaire. À mesure que le numéro atomique augmente, la répulsion électromagnétique entre les protons submerge de plus en plus la force nucléaire forte, empêchant la stabilité nucléaire naturelle.
Évolutions futures de la synthèse : Bien que l’amélioration des technologies d’accélérateurs puisse accroître l’efficacité de la production de livermorium, l’élément restera synthétique en raison de son instabilité nucléaire inhérente et de ses caractéristiques de désintégration radioactive rapide.
Manipulation
Le livermorium est radioactif. Il ne possède aucun isotope stable : chaque noyau se désintègre. Sa manipulation exige un blindage et des autorisations appropriés.
Production atome par atome : Le livermorium est produit quelques atomes à la fois dans des accélérateurs d’ions lourds. Seuls des atomes isolés ont jamais été produits, et aucune quantité pesable n’a jamais existé.
Demi-vies : Ses isotopes se désintègrent principalement par émission alpha, avec des demi-vies d’environ 0,1 seconde ou moins (le livermorium-293, le plus durable, environ 95 millisecondes).
Aucune dose significative : Les particules alpha ne peuvent pas traverser la couche externe de la peau et ne pourraient endommager les tissus que depuis l’intérieur du corps, et des atomes isolés sont bien trop peu nombreux pour délivrer une dose significative.
Où sont les dangers : Les dangers de ces recherches viennent de l’expérience, pas de l’élément : le faisceau de l’accélérateur, les cibles radioactives et les équipements activés, ainsi que les déchets qu’ils produisent, gérés comme déchets radioactifs selon les règles nationales de radioprotection.
Protection des travailleurs : Le personnel applique les règles habituelles de radioprotection professionnelle : limites annuelles de dose, suivi dosimétrique individuel et maintien des doses au niveau le plus bas raisonnablement possible. Les travailleurs de moins de 18 ans sont soumis à des limites de dose bien plus basses que les adultes : un dixième des limites applicables aux adultes selon les règles de la Commission de réglementation nucléaire des États-Unis (10 CFR 20.1207), et 1 mSv par an dans les laboratoires du Département de l’Énergie des États-Unis (10 CFR 835.207). Une travailleuse qui déclare sa grossesse est limitée à 5 mSv pour le fœtus sur l’ensemble de la grossesse (10 CFR 20.1208 et 835.206).
Pour aller plus loin
Réponses rapides
Le livermorium (symbole Lv) est l’élément 116 du tableau périodique, un métal post-transitionnel de la période 7, groupe 16. Produit en fusionnant du calcium-48 avec du curium-248, et se désintègre en quelques millisecondes. À température ambiante, il devrait être solide et il est radioactif.
[Rn] 5f¹⁴ 6d¹⁰ 7s² 7p⁴ ; elle comporte 7 couches occupées, avec la répartition 2, 8, 18, 32, 32, 18, 6. Sa couche externe contient 6 électrons, ce qui détermine son comportement en matière de liaisons.Aucun échantillon de livermorium n’a jamais été condensé ; les deux valeurs sont donc calculées plutôt que mesurées : on prévoit une fusion à 623 K (349,9 °C) et une ébullition à 1035 K (761,9 °C).
Le livermorium n’a aucun isotope stable ; il n’a donc pas de masse atomique standard. La valeur indiquée, 293, est le nombre de masse de son isotope connu ayant la plus longue durée de vie.
Le livermorium ne possède aucun isotope stable. Son isotope connu de plus longue durée de vie, Lv-293, a 177 neutrons (nombre de masse 293 moins numéro atomique 116) et une demi-vie de 95 ms. Le raccourci scolaire, masse atomique arrondie (293) moins numéro atomique, donne le même résultat : 177.
On prévoit pour le livermorium une masse volumique d’environ 12,9 g/cm³, bien qu’aucun échantillon assez grand pour être pesé n’ait jamais été produit. À titre de comparaison, l’eau a une masse volumique de 1,0 g/cm³.
La découverte du livermorium remonte à 2000 ; on la doit à JINR Dubna & Livermore. Origine du nom : Lawrence Livermore National Laboratory.
Le livermorium n’existe pas naturellement sur Terre en quantité significative — il est produit dans un réacteur ou un accélérateur.
Oui. Le livermorium ne possède aucun isotope stable — chacun de ses noyaux se désintègre. Il n’existe pas dans la nature en quantités utilisables et doit être synthétisé.