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Portrait du chimiste russe Dimitri Ivanovich Mendeleiev , Mendeliev (ou Dmitri Mendeleev, 1834-1907). Peinture de Francisco Fonollosa.

Mendeleïev, le tableau s'alourdit

58 min
À retrouver dans l'émission

Qu’est-ce que le tableau périodique de Mendeleïev ? Comment la classification des éléments périodiques a t-elle été construite ? Comment l'utilise-t-on aujourd’hui ? Le tableau de Mendeleïev est-il désormais complet ? Qu’est ce que les quatre récents éléments ajoutés change ?

Portrait du chimiste russe Dimitri Ivanovich Mendeleiev , Mendeliev (ou Dmitri Mendeleev, 1834-1907). Peinture de Francisco Fonollosa.
Portrait du chimiste russe Dimitri Ivanovich Mendeleiev , Mendeliev (ou Dmitri Mendeleev, 1834-1907). Peinture de Francisco Fonollosa. Crédits : AFP

Il y a 150 ans, Dimitri Mendeleïev mettait au point une classification des éléments par masse atomique qui allait révolutionner notre conception de la matière, et de ses propriétés physico-chimiques. Comme toute grande avancée conceptuelle, le tableau périodique des éléments n’est pas que descriptif mais aussi prédictif et il a pu être, petit à petit, complété par des éléments non naturels, produits en laboratoires, dont les quatre derniers ont été validés il y a trois ans à peine. Et maintenant, que se passe-t-il ? Les chercheurs sont toujours en quête de nouveaux éléments, toujours plus lourds, dont certains pourraient même être extrêmement stables.

Mendeleïev, le tableau s’alourdit : c’est le programme élémentaire qui est le nôtre pour l’heure qui vient. Bienvenue dans La Méthode scientifique.

Et pour évoquer cet anniversaire, ainsi que la quête des nouveaux éléments superlourds, nous avons le plaisir de recevoir aujourd’hui François-Xavier Coudert, chercheur CNRS à l’Institut de Recherche de Chimie Paris et David Boilley, enseignant-chercheur à l’université de Caen, et physicien au GANIL, le Grand Accélérateur National d’Ions Lourds.

Le reportage du jour

Dans l’étude des éléments super lourds, il y a deux types d’expériences : celles qui visent à produire des noyaux toujours plus lourds, et celles qui essayent de comprendre les processus de stabilité sur les noyaux qu’on a déjà réussi à synthétiser. Antoine Drouart, responsable du Laboratoire d’étude du noyau de l’atome à l’Irfu du CEA, travaille sur ce deuxième axe de recherche, en explorant l’îlot de stabilité. Par Céline Loozen :

Les repères

  • La grande table périodique des éléments chimiques de Dmitri Mendeleïev a 150 ans le 6 mars. 
  • Certains éléments, comme le fer, le cuivre, l'étain, l'argent, l'or, le mercure et le plomb, sont connus depuis l'Antiquité. Les philosophes antiques pensaient que chaque constituant de la matière était un assemblage de 4 substances fondamentales : air, eau, terre feu, existant sous différentes formes en fonction des conditions de température, humidité. 
  • Au 18ème siècle, les chimistes reconnaissent 33 éléments sur les 92 qui existent dans la nature. En 1789, dans son ouvrage "Traité élémentaire de chimie" présenté dans un ordre nouveau et d’après les découvertes modernes, Lavoisier expose les principes de sa classification des éléments chimiques ; il s’agit de la première organisation sous forme de tableau. 
  • Au 19ème siècle, Dmitri Ivanovich Mendeleïev publie sa classification périodique des éléments en 1869, à l’âge de 35 ans, dans laquelle il rassemble dans un tableau tous les éléments chimiques connus, et en prévoyant des cases vides pour tous les éléments restant à découvrir. Cette classification en 7 lignes et 18 colonnes est nécessaire pour le chimiste car il lui permet de prévoir le comportement d’un élément chimique au cours d’une réaction. 
  • Au total, 118 éléments chimiques ont été observés à ce jour, de numéro atomique 1 à 118. Parmi eux, 94 éléments ont été identifiés sur Terre dans le milieu naturel, et 80 ont au moins un isotope stable.
  • Depuis les années 1960, plus d’une vingtaine d'éléments plus lourds ont été synthétisés en laboratoire, avec des demi-vies beaucoup plus courtes. Les 4 derniers éléments ont complété le tableau en 2016. L’enjeu actuel pour les physiciens nucléaires se porte à présent sur la physique des éléments super-lourds. 

Le fil de l'émission

A retrouver aussi sur le compte Twitter de La Méthode scientifique

Pour aller plus loin

Les références musicales

Le titre du jour : Chemical  par Dead Man Ray

Le générique de début : "Music to watch space girls by", par Leonard Nimoy

Le générique de fin : "Says" par Nils Frahm

Intervenants
  • Chercheur au CNRS & Chimie ParisTech, simulation moléculaire des matériaux nanoporeux
  • enseignant-chercheur à l'université de Caen, et physicien au Ganil (Grand accélérateur national d'ions lourds)

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