Ts · Élément 117 · Halogène
L’avant-dernier élément manquant de la septième période, découvert en 2010 avec une cible de berkélium.
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 tennesse 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.
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
Tennesse est liquide dans une plage de 260 K, de 623 K à 883 K.
Où il se trouve
Tennesse se trouve dans la période 7, groupe 17. Tous les éléments du groupe 17 possèdent le même nombre d’électrons externes, ce qui explique qu’ils se comportent de manière si similaire.
Autres Halogènes
Tous les halogènesL’histoire
L’avant-dernier élément manquant de la septième période, découvert en 2010 avec une cible de berkélium.
Sommet de la collaboration internationale : La découverte de la tennessine représente l’aboutissement ultime de la coopération scientifique russo-américaine, combinant l’expertise du JINR dans la synthèse des éléments superlourds avec les capacités uniques d’Oak Ridge pour la préparation de cibles d’actinides rares.
Campagne intensive de deux ans : La découverte de la tennessine a nécessité deux années d’expérimentations extraordinairement difficiles, de 2010 à 2012, faisant appel aux techniques de synthèse nucléaire les plus sophistiquées jamais tentées et n’atteignant qu’un taux de réussite de quelques atomes isolés par semaine.
Direction de l’équipe d’Oganessian : Dirigée par Yuri Oganessian au Joint Institute for Nuclear Research de Doubna, en Russie, l’équipe de découverte a surmonté des difficultés techniques apparemment insurmontables pour créer et identifier l’halogène le plus lourd jamais synthétisé.
Contributions essentielles d’Oak Ridge : Oak Ridge National Laboratory a fourni la matière cible extrêmement rare de berkélium-249, essentielle à la synthèse de la tennessine, ce qui constitue l’une des réalisations les plus difficiles de l’histoire de la préparation des cibles en physique nucléaire.
Innovation technique révolutionnaire : La création de tennessine a nécessité la mise au point de techniques inédites d’optimisation des faisceaux d’ions, de systèmes de détection de particules ultrasensibles et de méthodes révolutionnaires d’analyse des données, 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 en 2015, accordant les droits de dénomination à l’équipe de découverte. « Tennessine » rend hommage au Tennessee, l’État où se trouve Oak Ridge National Laboratory.
Réussite scientifique historique : La découverte de la tennessine a représenté la première synthèse réussie par l’humanité de l’élément 117, comblant une lacune cruciale du tableau périodique et démontrant que même les objectifs scientifiques les plus difficiles peuvent être atteints grâce à la coopération internationale.
Applications
Étude de la chimie des halogènes : La tennessine représente l’halogène connu le plus lourd, offrant des possibilités sans précédent d’étudier la manière dont les effets relativistes influencent la chimie des halogènes. Les prédictions théoriques suggèrent que la tennessine pourrait présenter des propriétés métalliques bien qu’elle appartienne au groupe 17, remettant en question la compréhension traditionnelle de la chimie.
Recherche sur la synthèse des éléments superlourds : La création de tennessine par bombardement de berkélium-249 avec du calcium-48 fournit des informations essentielles sur les conditions optimales des réactions nucléaires permettant de synthétiser les éléments les plus lourds possibles, faisant progresser les techniques destinées à l’exploration future du tableau périodique.
Études de la stabilité nucléaire : En tant qu’élément 117, la tennessine occupe une position unique pour l’étude des effets de couches nucléaires et des schémas de stabilité dans les éléments superlourds. Ses caractéristiques de désintégration fournissent des données précieuses sur les forces nucléaires et les mécanismes de stabilité.
Chimie quantique relativiste : La tennessine offre des possibilités exceptionnelles de tester les modèles théoriques de la structure atomique dans des conditions extrêmes, notamment les calculs prédisant comment les effets relativistes des orbitales électroniques influencent les liaisons chimiques dans les éléments superlourds.
Technologie avancée de détection : La création et l’identification de la tennessine nécessitent les systèmes de détection de particules les plus sophistiqués disponibles, stimulant l’innovation dans l’instrumentation nucléaire, qui profite à de nombreux domaines scientifiques, de l’imagerie médicale à l’exploration spatiale.
Collaboration scientifique internationale : La recherche sur la tennessine illustre la coopération mondiale en science fondamentale, avec des équipes de Russie, des États-Unis et d’autres pays réunissant leurs compétences et leurs ressources pour atteindre des objectifs scientifiques apparemment impossibles.
Fondement des applications futures : Bien qu’elle soit actuellement limitée à la recherche, la compréhension des propriétés de la tennessine contribue à l’objectif scientifique à long terme de découvrir des éléments superlourds stables qui pourraient révolutionner la technologie d’une manière aujourd’hui inimaginable.
Expériences avec des accélérateurs de particules : La tennessine n’existe que dans des installations de physique nucléaire hautement spécialisées, équipées des accélérateurs d’ions les plus puissants disponibles. La création de tennessine nécessite des mois de fonctionnement continu pour produire seulement quelques atomes, faisant de chaque synthèse une réalisation remarquable.
Études des mécanismes des réactions nucléaires : Les scientifiques utilisent la synthèse de tennessine pour comprendre les processus de fusion d’ions lourds et la dynamique des réactions nucléaires à des énergies extrêmes, faisant progresser les connaissances fondamentales en physique nucléaire et sur les mécanismes réactionnels.
Validation de la chimie théorique : La tennessine fournit des données expérimentales permettant de tester les prédictions de la mécanique quantique concernant la chimie des éléments superlourds, en particulier les théories suggérant un comportement chimique inhabituel pour les halogènes les plus lourds.
Innovation en instrumentation avancée : La détection de la tennessine stimule le développement de nouveaux systèmes d’identification des particules, de systèmes électroniques de chronométrage et de méthodes d’acquisition des données qui profitent à la recherche scientifique au sens large, notamment à la science des matériaux et à la physique médicale.
Formation scientifique d’excellence : Les expériences sur la tennessine offrent des possibilités de formation inégalées 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 de pointe.
Coordination de la recherche internationale : Les études sur la tennessine facilitent la collaboration entre les laboratoires de physique nucléaire de premier plan dans le monde, favorisant le partage des connaissances et le progrès technologique au-delà des frontières internationales.
D’où il vient
0 mg/kg de la croûte terrestre · plus abondant que 0 % des éléments
Aucune existence naturelle : La tennessine ne peut se former par aucun processus nucléaire naturel se produisant où que ce soit dans l’Univers. Son noyau à 117 protons est beaucoup trop lourd et instable pour exister dans les environnements stellaires, les supernovæ, les fusions d’étoiles à neutrons ou tout autre processus astrophysique connu.
Création exclusivement en laboratoire : Chaque atome de tennessine a été créé artificiellement par des réactions de fusion nucléaire dans les accélérateurs de particules les plus avancés. Le processus nécessite de bombarder des cibles de berkélium-249 avec des ions de calcium-48, avec un taux de réussite d’un ou deux atomes seulement par semaine.
Impossibilité cosmique : Même les environnements cosmiques les plus extrêmes ne présentent pas les conditions précises nécessaires pour créer et préserver des noyaux de tennessine. La demi-vie extrêmement courte de l’élément garantit que toute tennessine hypothétiquement formée se désintégrerait avant d’être détectée.
Nécessité d’installations ultraspécialisées : La tennessine n’existe que dans les laboratoires de physique nucléaire les plus avancés du monde, notamment le Joint Institute for Nuclear Research en Russie et l’Oak Ridge National Laboratory aux États-Unis, représentant les capacités ultimes de l’humanité en matière de recherche nucléaire.
Instabilité nucléaire fondamentale : La nature synthétique de la tennessine découle de principes fondamentaux de la physique nucléaire. Lorsque le nombre de protons augmente bien au-delà des limites naturelles, la répulsion électromagnétique entre les protons submerge complètement la force nucléaire forte qui maintient les noyaux atomiques ensemble.
Perspectives de production future : Bien que des technologies d’accélérateurs révolutionnaires puissent un jour améliorer l’efficacité de la synthèse de tennessine, l’élément restera toujours artificiel en raison de son instabilité nucléaire intrinsèque et de sa désintégration radioactive extrêmement rapide.
Manipulation
Tennesse est radioactif. Il ne possède aucun isotope stable : chaque noyau se désintègre. Sa manipulation exige un blindage et des autorisations appropriés.
Rayonnement alpha intense : La tennessine subit une désintégration alpha extrêmement rapide, avec des demi-vies mesurées en millisecondes, émettant des particules alpha d’une énergie exceptionnellement élevée capables de délivrer des doses de rayonnement immédiatement mortelles. Même des atomes isolés présentent des dangers extrêmes.
Systèmes de confinement maximal : Toute recherche sur la tennessine se déroule dans les installations d’accélérateurs de particules les mieux blindées disponibles, dotées de multiples barrières de confinement redondantes, de systèmes sophistiqués de manipulation à distance et d’une surveillance continue des rayonnements afin de protéger le personnel.
Désintégration radioactive complexe : La désintégration de la tennessine produit une cascade de noyaux fils radioactifs, chacun présentant de graves risques radiologiques. Une analyse complète de la chaîne de désintégration est absolument essentielle pour planifier correctement la sécurité et concevoir les systèmes de confinement.
Personnel hautement qualifié uniquement : La recherche sur la tennessine nécessite les physiciens nucléaires les plus expérimentés au monde, possédant des décennies de formation à la sécurité radiologique et une vaste expérience de la manipulation des matières radioactives les plus dangereuses connues de la science.
Fonctionnement entièrement à distance : La radioactivité extrême de la tennessine rend toute manipulation directe impossible. Toute synthèse, détection et analyse s’effectue au moyen des systèmes télécommandés les plus sophistiqués jamais développés pour la recherche en physique nucléaire.
Protection environnementale ultime : Bien qu’elles ne produisent que des atomes individuels, les installations de recherche sur la tennessine appliquent les protocoles les plus rigoureux disponibles de surveillance environnementale et de gestion des déchets radioactifs afin d’assurer le confinement absolu de toutes les matières radioactives.
Réponses rapides
Tennesse (symbole Ts) est l’élément 117 du tableau périodique, un Halogène de la période 7, du groupe 17. L’avant-dernier élément manquant de la septième période, découvert en 2010 avec une cible de berkélium. À température ambiante, il devrait être solide et il est radioactif.
[Rn] 5f¹⁴ 6d¹⁰ 7s² 7p⁵ ; elle comporte 7 couches occupées, avec la répartition 2, 8, 18, 32, 32, 18, 7. Sa couche externe contient 7 électrons, ce qui détermine son comportement en matière de liaisons.Aucun échantillon de Tennesse 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 883 K (609.9 °C).
Tennesse n’a aucun isotope stable ; il n’a donc pas de masse atomique standard. La valeur indiquée, 294, est le nombre de masse de son isotope connu ayant la plus longue durée de vie.
On prévoit que Tennesse aura une masse volumique d’environ 7.2 g/cm³, bien qu’aucun échantillon suffisamment grand pour être pesé n’ait jamais été produit. À titre de comparaison, l’eau a une masse volumique de 1.0 g/cm³.
Tennesse a été découvert en 2010 par JINR, Oak Ridge & Livermore. Il porte le nom de tennessee.
Tennesse n’existe pas naturellement sur Terre en quantité significative — il est produit dans un réacteur ou un accélérateur.
Oui. Tennesse 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.