Ces éléments hors cadre : lanthanides et actinides

Mercredi 3 avril 2019 – 14h00 – UCLouvain Woluwé, Salle Couvreur

La place des terres rares dans le Tableau Périodique

Dr Pieter Thyssen (Hoger Instituut Wijsbegeerte, KU Leuven)

    Il y a 150 ans, Dmitri Ivanovich Mendeleïev traça son Essai d’un système des éléments où il classa tous les éléments chimiques connus en fonction de leur poids atomique et de l’analogie de leurs propriétés. Sept éléments moins connus restèrent toutefois en dehors de ce système. Parmi eux, les terres rares : erbium, yttrium, cérium, lanthane and didyme. Aujourd’hui encore, lanthanides et actinides restent bannis du cadre du tableau.
Cette présentation retracera l’histoire de cette crise des terres rares en commençant par l’hypothèse des éléments “astéroïdes” du chimiste Tchèque et ami proche de Mendeleïev, Bohuslav Brauner. Le britannique Sir William Crookes envisagea quant à lui les terres rares comme « méta-éléments » sur base de ses recherches spectroscopiques.
La discussion sur l’état actuel de la question soulignera comment le biologiste Charles Janet avait déjà esquissé une solution en 1929 avec son tableau périodique dit « left-step ».

Après avoir consacré son mémoire de master en chimie au placement des terres rares dans le tableau périodique, Pieter Thyssen a effectué son doctorat sur l’application de la théorie des groupes au système périodique sous la supervision des professeurs Koen Binnemans and Arnout Ceulemans à la KULeuven. Avec ce dernier, il a publié l’ouvrage Shattered Symmetry: Group Theory from the Eightfold Way to the Periodic Table (Oxford University Press, 2017). Il poursuit un deuxième doctorat en philosophie de la physique, sur la physique et la métaphysique du temps, et tient un blog : thelifeofpsi.com.

Glenn Seaborg et l'invention du groupe des actinides

Dr Brigitte Van Tiggelen (Mémosciences et Science History Institute, USA)

    Le groupe des actinides apparaît dans le tableau périodique au sortir de la deuxième guerre mondiale, proposé par Glenn Seaborg. Dès 1942, il en avait émis l’hypothèse qui avait été classée secret défense dans le cadre du Manhattan project.
L’idée d’une série similaire aux terres rares existait néanmoins auparavant. Niels Bohr avait déjà envisagé que le thorium le protactinium et l’uranium puissent être des homologues des terres rares, sur base de sa théorie atomique, tandis que Victor Goldschmidt avait constaté des similitudes avec les terres rares en étudiant la contraction du volume des ions du thorium et de l’uranium.
Ce n’est toutefois qu’avec la production des transuraniens que le nouveau groupe est définitivement introduit. L’invention du groupe des actinides permet ainsi d’analyser l’interaction entre la découverte de nouveau éléments et le développement du système périodique.