Tavola periodica degli elementi, 150 anni di grande evoluzione

I primi 150 anni della tavola periodica degli elementi che grazie ad essa sono disposti in modo ordinato: cosa sapere e perché è importante conoscerla. Ci aiuta Pietro Calandra dell’Istituto per lo studio dei materiali nanostrutturati del Cnr

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La tavola periodica degli elementi, delizia e spesso tortura dei tempi scolastici, ideata dal chimico russo Dmitrij Mendeleev nel 1869, quest’anno ha compiuto i suoi primi 150 anni di vita. Un quadrato colorato in cui, attraverso linee verticali e orizzontali, gli elementi sono ordinati secondo il loro numero atomico, permettendo  così di comprenderne capacità, caratteristiche, differenze, pensando magari a come usarli al meglio per tutti, ricavandone materiali innovativi e prodotti un tempo impensabili, anche attraverso certe loro incredibili “unioni”.

Ad esempio, i fogli di grafene ottenuto dal carbonio, leggerissimo, adoperato in tanti settori per le sue performance versatili. Così come l’indio, che alcuni definiscono vero e proprio jolly, che serve tra l’altro per produrre i display sensibili al tatto degli smartphone. Oppure l’elio, utile certo per gonfiare i palloncini nelle feste di compleanno ma che, liquido a basse temperature, è essenziale nel sistema di raffreddamento delle macchine per la risonanza magnetica nucleare che così funzionano al meglio e danno importanti informazioni ai medici per migliorare stati di patologie varie.

Tavola periodica degli elementi, 150 anni di grande evoluzione
Foto Pixabay

Gp News ha voluto omaggiare la tavola periodica degli elementi parlandone con Pietro Calandra, ricercatore dell’Istituto per lo studio dei materiali nanostrutturati (Ismn) del Consiglio Nazionale delle ricerche. È autore tra l’altro del libro “Elio era nel pallone – racconti atomici” (Aras Edizioni),  in cui i personaggi sono proprio gli elementi chimici che, “umanizzati”, vivono diverse vicende: ci si diverte e si impara anche un po’ di chimica.

Insomma, Pietro Calandra, allora è proprio utile per tutti conoscere la tavola periodica degli elementi?

Questo elenco degli elementi esistenti, organizzato in modo razionale, è un validissimo strumento per i chimici ma soprattutto sarebbe utilissimo per i curiosi: chiunque voglia sapere che proprietà ha un certo elemento lo può intuire dalla sua posizione nel sistema periodico. Sì, sapere leggere la tavola periodica sarebbe davvero di grande utilità per tutti.

Cosa è cambiato nella tavola periodica rispetto alla originale intuizione di Mendeleev?

Tanto. Sono stati scoperti molti elementi allora ancora sconosciuti ma per i quali Mendeleev prevedeva l’esistenza lasciando per loro delle caselle vuote nel suo sistema periodico. I buchi quindi sono stati riempiti, è stata aggiunta una colonna, quella dei gas nobili, e l’elenco stesso degli elementi si va allungando sempre di più con la sintesi artificiale di nuovi elementi.

Quanti erano gli elementi all’inizio e quanti ora?

All’inizio (nel 1869) erano 63. Oggi siamo arrivati a 118. Il numero è quindi quasi raddoppiato … e si sta lavorando per preparare in laboratorio gli elementi dal numero atomico 119 e 120.

Tavola periodica degli elementi, 150 anni di grande evoluzione
La tavola periodica degli elementi con parole e disegni che individuano le varie utilità, elaborata dal fisico ingegnere informatico Keith Nielsen. Ha anche versioni interattive. Curiosare qui:
https://elements.wlonk.com/

Quali sono i più nuovi? Ci sarà mai una “fine”?

I più nuovi sono i più pesanti, in particolare dal 114 (il flerovio, accettato nel sistema periodico nel 2012) in poi. Non si sa se ci sarà una fine. Certo è che se i ricercatori studiano metodi per sintetizzarne di sempre più pesanti un motivo ci sarà. Ci sono valide argomentazioni scientifiche che lasciano prevedere una instabilità sempre maggiore man mano che si aumenta di numero atomico, infatti i più pesanti sopravvivono solo frazioni di secondo dopo la loro preparazione. Però ci sono altri indizi che, aumentando il numero atomico, si possa arrivare a una cosiddetta “isola di stabilità” dove per certe ragioni venga ri-acquisita la stabilità chimica. Se così fosse potremmo avere a disposizione atomi pesantissimi con proprietà chimico-fisiche sbalorditive… ma chissà se ci arriveremo.

Sono tutti elementi che si trovano in natura o sono estratti da rocce?

I primi 94 elementi sono naturali. Vengono prodotti nei processi di sintesi nucleare nelle stelle e in certi eventi esplosivi estremi che ne accompagnano la morte finale (novae e super novae). Questa è l’origine degli atomi. Tutti gli atomi che vediamo e di cui siamo fatti sono stati prodotti miliardi di anni fa in stelle chissà dove.

Siamo figli delle stelle, è il caso di dire. Ovviamente adesso alcuni elementi si trovano nelle rocce, ma pure nelle acque, nell’atmosfera, ovunque diciamo, perché tutto è fatto di elementi.

Gli elementi dal numero atomico 95 in poi invece sono prodotti artificialmente, cioè in laboratorio, e non si trovano naturalmente.

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