No · Élément 102 · Actinide
L’objet d’une controverse de découverte qui a duré une décennie entre des équipes suédoises, américaines et soviétiques.
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 nobélium 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 nobélium ont le même nombre de protons, 102, 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, No-259, a 157 neutrons et une demi-vie de 58 min.
| ISOTOPE | Neutrons | Abondance naturelle | Demi-vie | Mode de désintégration |
|---|---|---|---|---|
| No-253 | 151 | — | 1,62 min | α (55 %), ε/β⁺ (45 %) |
| No-254 | 152 | — | 51,2 s | α (90 %), ε (10 %) |
| No-255 | 153 | — | 3,52 min | ε/β⁺ (70 %), α (30 %) |
| No-257 | 155 | — | 24,5 s | α, ε, SF |
| No-259 la plus longue durée de vie | 157 | — | 58 min | α, ε/β⁺, SF |
Ici, le raccourci scolaire, masse atomique arrondie (259) moins numéro atomique, donne la même réponse : 157.
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 246 pm — soit 0,246 nm ; il en faudrait donc environ 2,03 millions côte à côte pour couvrir un millimètre.
Plage thermique
Le point de fusion du nobélium est de 1100 K ; son point d’ébullition n’a pas été mesuré.
L’histoire
L’objet d’une controverse de découverte qui a duré une décennie entre des équipes suédoises, américaines et soviétiques.
La découverte du nobélium est devenue l’un des différends les plus controversés de la science pendant la guerre froide. La première revendication est venue de l’Institut Nobel de Stockholm, en Suède, en 1957, suivie de revendications concurrentes de scientifiques soviétiques à Dubna et de chercheurs américains à Berkeley, donnant lieu à une bataille de priorité qui dura une décennie.
En 1957, des physiciens suédois de l’Institut Nobel annoncèrent la découverte de l’élément 102 en bombardant du curium-244 avec des ions de carbone-13. Ils proposèrent le nom « nobélium » en hommage à Alfred Nobel. Cependant, d’autres laboratoires ne purent pas reproduire leurs résultats et l’équipe suédoise finit par retirer ses revendications.
La synthèse définitive fut réalisée en 1966 par l’équipe de Georgy Flerov à l’Institut unifié de recherches nucléaires de Dubna, en Union soviétique. Ils créèrent avec succès du nobélium-256 en bombardant de l’uranium-238 avec des ions de néon-22, apportant la preuve concluante de l’existence de l’élément 102.
L’Union internationale de chimie pure et appliquée mit finalement fin à la controverse en 1992, en attribuant la découverte officielle à l’équipe soviétique. Toutefois, le nom « nobélium » fut conservé en raison de son usage répandu dans la littérature scientifique, créant une situation inhabituelle où ceux qui avaient donné le nom n’étaient pas les découvreurs.
La controverse autour du nobélium reflétait les tensions plus larges de la guerre froide dans le domaine scientifique, la fierté nationale et le prestige politique étant liés aux découvertes d’éléments. La résolution finale démontra que la coopération scientifique internationale pouvait surmonter les divisions politiques dans la quête de la vérité.
Applications
Le nobélium joue un rôle essentiel dans la compréhension de la chimie des éléments superlourds, notamment dans l’étude du comportement des orbitales électroniques dans des conditions de charge nucléaire très élevée. Les scientifiques étudient le nobélium pour valider les prédictions des effets relativistes dans les atomes lourds et explorer les liaisons chimiques au-delà des tendances périodiques traditionnelles.
Les équipes de recherche utilisent le nobélium pour étudier la fin de la série des actinides et la transition vers les éléments superlourds. Ces recherches contribuent à déterminer où s’achève le remplissage des orbitales f et fournissent des informations sur les configurations électroniques qui influencent les propriétés chimiques des éléments 103 et suivants.
Les isotopes du nobélium sont d’excellents sujets d’étude de la fission spontanée et des chaînes de désintégration alpha, fournissant des données essentielles pour comprendre les limites de la stabilité nucléaire et prédire les propriétés d’éléments superlourds non découverts dans l’« îlot de stabilité » théorique.
Les physiciens utilisent le nobélium dans des expériences qui testent les calculs de mécanique quantique concernant les atomes superlourds, en validant les prédictions théoriques sur les effets de couches nucléaires, les énergies de liaison et les voies de synthèse optimales pour créer des éléments encore plus lourds.
Les recherches sur le nobélium favorisent le développement de techniques analytiques à ultra-haute sensibilité, notamment les méthodes de chimie sur atome unique, la spectrométrie de masse avancée et les systèmes sophistiqués de détection des rayonnements, qui repoussent les limites du possible en science nucléaire.
Les applications du nobélium sont exclusivement limitées aux laboratoires de recherche nucléaire avancée, notamment le GSI en Allemagne, le RIKEN au Japon et le Berkeley Lab aux États-Unis. Ces installations utilisent le nobélium pour la recherche fondamentale en physique nucléaire et l’étude de la synthèse des éléments superlourds.
Les équipes de recherche utilisent le nobélium en spectroscopie des rayons gamma et dans des études de désintégration nucléaire afin de mesurer précisément les propriétés nucléaires, notamment le spin, la parité et les moments magnétiques. Ces mesures fournissent des données essentielles pour comprendre la structure en couches nucléaires des éléments superlourds.
Les scientifiques réalisent des expériences pionnières de chimie sur atome unique avec le nobélium, en étudiant les états d’oxydation et le comportement chimique à partir de quelques atomes seulement. Ces expériences représentent la frontière de la chimie, à la limite de la science des matériaux.
Les recherches sur le nobélium nécessitent le développement de systèmes de détection avancés, notamment des détecteurs sensibles à la position, des systèmes de mesure du temps de vol et des méthodes avancées d’identification des particules, qui font progresser les technologies d’instrumentation nucléaire en vue de futures découvertes.
D’où il vient
0 mg/kg de la croûte terrestre · plus abondant que 0 % des éléments
Le nobélium n’est connu que par synthèse artificielle dans des accélérateurs de particules et n’a jamais été trouvé naturellement sur Terre ni détecté dans les spectres stellaires. Cet élément superlourd est l’une des créations les plus exclusives de l’humanité et n’a jamais été observé dans la nature.
Les scientifiques créent le nobélium en bombardant des cibles de curium ou de californium avec des ions de carbone, d’oxygène ou de néon dans des accélérateurs linéaires. La synthèse initiale contestée impliquait le bombardement du curium-244 par des noyaux de carbone-13, bien que la production définitive n’ait été obtenue que dans les années 1960.
L’isotope du nobélium le plus stable, 259No, a une demi-vie de seulement 58 minutes, ce qui rend impossible la survie de nobélium primordial depuis la formation de la Terre. Les atomes de nobélium synthétique actuels n’existent que quelques minutes avant de se désintégrer en éléments plus légers.
La production mondiale de nobélium se mesure en atomes individuels par expérience, la synthèse annuelle mondiale totalisant peut-être quelques milliers d’atomes. Cet élément nécessite des accélérateurs de particules sophistiqués, des matériaux cibles rares et des apports énergétiques considérables pour sa synthèse.
Contrairement aux éléments formés par nucléosynthèse stellaire ou par interactions avec les rayons cosmiques, aucune trace de nobélium ne subsiste dans la nature en raison de ses courtes demi-vies, et la question de savoir si le processus r des fusions d’étoiles à neutrons en produit brièvement reste ouverte. Chaque atome de nobélium connu a été fabriqué en laboratoire.
Manipulation
Le nobélium est radioactif. Il ne possède aucun isotope stable : chaque noyau se désintègre. Sa manipulation exige un blindage et des autorisations appropriés.
Le nobélium est radioactif, mais il n’est produit que quelques atomes à la fois dans des accélérateurs d’ions lourds. Ses isotopes se désintègrent par émission alpha, capture électronique et fission spontanée ; le plus durable, le nobélium-259, a une demi-vie d’environ une heure. Aucune quantité pesable de nobélium n’a jamais existé ; les atomes eux-mêmes ne peuvent donc délivrer à personne une dose de rayonnement significative.
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. Les matériaux contaminés sont éliminés comme déchets radioactifs selon la réglementation nationale.
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 nobélium (symbole No) est l’élément 102 du tableau périodique, un actinide de la période 7. L’objet d’une controverse de découverte qui a duré une décennie entre des équipes suédoises, américaines et soviétiques. À température ambiante, il devrait être solide et il est radioactif.
[Rn] 5f¹⁴ 7s² ; elle comporte 7 couches occupées, avec la répartition 2, 8, 18, 32, 32, 8, 2.Aucun échantillon de nobélium n’a jamais été condensé ; son point de fusion est donc calculé plutôt que mesuré : on prévoit une fusion à 1100 K (826,9 °C). Son point d’ébullition n’a pas été mesuré.
Le nobélium n’a aucun isotope stable ; il n’a donc pas de masse atomique standard. La valeur indiquée, 259, est le nombre de masse de son isotope connu ayant la plus longue durée de vie.
Le nobélium ne possède aucun isotope stable. Son isotope connu de plus longue durée de vie, No-259, a 157 neutrons (nombre de masse 259 moins numéro atomique 102) et une demi-vie de 58 min. Le raccourci scolaire, masse atomique arrondie (259) moins numéro atomique, donne le même résultat : 157.
On prévoit pour le nobélium une masse volumique d’environ 9,9 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.
L’électronégativité du nobélium sur l’échelle de Pauling est de 1,3. L’échelle va de 0,70 (le francium, qui attire le moins les électrons) à 3,98 (le fluor, qui les attire le plus). Les valeurs de cette plage intermédiaire tendent à former des liaisons covalentes plutôt que des liaisons fortement ioniques.
La découverte du nobélium remonte à 1958 ; on la doit à Joint Institute for Nuclear Research. Origine du nom : Alfred Nobel.
Le nobélium n’existe pas naturellement sur Terre en quantité significative — il est produit dans un réacteur ou un accélérateur.
Oui. Le nobélium 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.