Elementi di passaggio…o di transizione?

Per molti di voi rappresenta solo un brutto ricordo scolastico, per altri è stampata per sempre nella mente, parte del proprio percorso di studi e di lavoro, per altri ancora, i più giovani, è un mondo ancora da scoprire. E non vorremmo mica farli partire col piede sbagliato, no?
Dal momento che sono stati di recente introdotti 4 nuovi elementi, la protagonista di oggi è la tavola periodica!

“Si vede che non te l’hanno spiegata bene, la tavola periodica!”, queste le parole di una professoressa dall’intelligenza vivace e dalla parlata piuttosto schietta (ho volontariamente edulcorato la frase) quando da adolescente la osservavo sbuffando, convinta che non si trattasse di niente di più di un insieme di quadretti colorati con lettere e numeri da imparare a memoria. Ed in effetti per molti di noi era così, un inutile foglio da cercare di memorizzare con l’unico scopo di passare un’interrogazione, i colori erano interpretati come un aiuto, “per fortuna qualcuno ha capito che tenendola tutta bianca era troppo difficile”.

Il segreto di quel pezzo di carta ci era decisamente oscuro.

Doveva esserci dietro qualcosa, era evidente, se si fosse potuto sistemare gli elementi casualmente non avrebbe avuto senso costruire una tavola apparentemente così complessa, almeno per gli occhi di un’adolescente. In poco meno di un mese di lezioni, però, non solo ne scoprii il senso, ma ne rimasi segretamente affascinata. Segretamente perché nessuno doveva saperlo, beninteso.

All’improvviso riconobbi l’essenza della tavola, una stele sempre meno misteriosa contenente i materiali di cui è fatto il mondo. Da questo nuovo punto di vista non poteva non incuriosirmi.

Ma la verità è che ci promise di illustrarci esperimenti per far “esplodere delle cose” in laboratorio, quale migliore incentivo..

In ogni caso ricordo che mano mano che la professoressa andava avanti con le spiegazioni i pregiudizi nei confronti della chimica sparivano e piano piano tutto diventava più chiaro, i numeri, i colori, le posizioni… la tavola iniziava ad acquistare un senso.
Del resto si trattava di qualcosa che si tocca con mano ogni giorno, la materia. La materia è costituita da molecole, che sono insiemi di atomi, parti più piccole di elementi che sono tutti qui, ordinati in qualche modo su questo pezzo di carta.

immagine 1 (2)

Il primo impatto è con i colori. Per questo basta una legenda.

immagine 1bis

La prima cosa che andava compresa era l’ordine, dal più leggero al più pesante, in base al numero atomico che si trova al piede della lettera e rappresenta il numero di protoni che l’atomo contiene. Da sinistra a destra, cresce il numero atomico e con lui cambia il nome dell’elemento. Fin qui era semplice.

Poi le colonne, che raggruppano elementi con caratteristiche simili perché hanno in comune la configurazione elettronica esterna; senza entrare nel dettaglio parlandovi di orbitali e numeri quantici mi limiterò a precisare che essendo quella esterna la zona che partecipa alle reazioni chimiche è quella più importante per conoscere e prevedere il comportamento di un dato elemento. A questo punto, entrando nello specifico iniziava ad essere meno semplice, ma una volta compresi un paio di concetti di base (ed aggiungerei un paio di pomeriggi a disegnare orbitali atomici…) finalmente capii la costruzione della tavola.

Già perché qualcuno, quella roba li, l’aveva ordinata. Qualcuno s’era preso la briga di dare un senso ad un marasma di elementi, gas nobili, metalli, semimetalli, metalli di transizione…ma poi che cos’è un metallo di transizione?
Una cosa per volta, parlavamo dell’origine della tavola.
In realtà saremo brevi perché, nonostante molti prima di lui (e anche dopo) abbiano cercato di creare una notazione simbolica che fosse universale, l’attuale disposizione degli elementi la dobbiamo notoriamente al signor Dmitrij Mendeleev. Anche se con il passare degli anni, nuovi elementi sono stati scoperti e sintetizzati questi si vanno ad aggiungere agli altri presenti nella tavola periodica originaria, che conserva le caratteristiche di periodicità osservate da Mendeleev.

immagine 2 (1)

Anche se avevo capito il nobile intento all’origine e l’organizzazione propria della tavola, domande ne avevo ancora, e parecchie.
Che cos’è un elemento di transizione? E un metalloide? E perché ci sono dei buchi? E gli attinidi e i lantanidi che fanno lì fuori?

L’immagine sovrastante, per quanto carente di molti elementi della settima riga, grazie ai colori consente di riassumere in un’occhiata la divisione in metalli, non metalli e semimetalli (che sono quella manciata di elementi verdini che segna una specie di confine diagonale fra i metalli ed i non metalli), termine che ha sostituito il desueto metalloidi. I semimetalli hanno proprietà intermedie fra i due gruppi che dividono; la chiave per individuarli è la conducibilità elettrica, proprietà caratteristica dei metalli, nei semimetalli è molto meno sviluppata, arrivando ad essere nulla nei non metalli.
Lantanidi e attinidi sono comunemente raffigurati a parte, come delle parentesi all’interno della tavola, solo perché immettendoli all’interno la tavola perderebbe in praticità e, sicuramente, in estetica.

Per quanto riguarda i metalli di transizione, sono definiti dalla loro configurazione elettronica ma hanno alcune proprietà chimiche che li rendono riconoscibili; oltre ad avere una resistenza meccanica e punto di ebollizione molto alti, formano composti colorati, il che li rende simpatici, per un ragazzino in laboratorio.

immagine 3 (1)

I buchi rappresentano tutti quegli elementi possibili ma tuttora sconosciuti.

Abbiamo detto che gli elementi chimici della tavola periodica sono catalogati in ordine crescente, in base alla quantità di protoni presenti nel loro nucleo (o numero atomico). Per questo motivo è possibile ipotizzare l’esistenza di elementi ancora sconosciuti in corrispondenza degli spazi vuoti. A rendere, però, complicata la loro scoperta è il fatto che si tratta di elementi estremamente pesanti e, quindi, instabili. Sono impossibili da trovare sul nostro pianeta perché decadono con estrema rapidità, per identificarli gli scienziati devono ricrearli artificialmente in laboratorio.
Del resto non sappiamo neanche quanti siano gli elementi possibili, a riguardo esistono solo ipotesi.

A tal proposito, negli ultimi anni, quattro nuovi elementi sono stati scoperti da team di ricercatori americani, russi e giapponesi. Le new entries si trovano tutte nella settima riga e vanno a riempire gli spazi vuoti presenti fino ad oggi in corrispondenza dei numeri atomici 113, 115, 117 e 118. Come tutti gli altri elementi superpesanti che popolano l’ultima parte della tavola, “esistono” solo qualche frazione di secondo prima di decadere in altri elementi.

Era dal 2011 che non venivano ufficialmente introdotti nuovi elementi nella tavola da parte della IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry), l’unione internazionale che stabilisce nomi e misure nel campo della chimica.

Adesso la parte simpatica, o almeno potrebbe esserlo, è la scelta del nome che spetta ai team scopritori. Momentaneamente, infatti, i quattro elementi hanno nomi provvisori: ununtrio, ununpentio, unuseptio e ununoctio.
La proposta può essere ispirata a concetti presi dalla mitologia, a minerali, luoghi o nazioni, proprietà, al nome di uno scienziato, e deve essere vagliata dalla Inorganic Chemistry Division della IUPAC prima che il nome sia considerato ufficiale.

Grazie ancora prof., per avermela spiegata bene, la tavola.

E per avermi fatto “esplodere delle cose” in laboratorio, s’intende.

Mi limito a rispettare la chimica. Perché la chimica dev’essere rispettata. (Walter White – Breaking Bad)

 

Serena Piccardi

Condividi:
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  

© 2012-2020 virgoletteblog.it creato da Filippo Piccini

Log in with your credentials

Forgot your details?