L’Unesco ha dichiarato il 2019 l’anno della tavola periodica degli elementi. E il perché è presto detto: questo (ancora oggi) potente strumento compie 150 anni. Al mondo non c’è nessun laboratorio o aula di chimica che non ne abbia una in bella vista, tant’è che è diventata immagine iconica della scienza stessa, ricordata in uno speciale anche dalla rivista Science nei giorni scorsi che ne ripercorre la storia in un’infografica animata.
La nascita (nel sonno) della tavola periodica
Nata nel 1869 da – si narra – un’ispirazione onirica del chimico russo Dimitri Mendeleev, la tavola periodica si è evoluta nel tempo, cambiando aspetto, disposizione, ampliandosi e colmando buchi. Ma com’era un tempo? Anche se Mendeleev non fu il primo a cercare di mettere in ordine i 63 elementi chimici conosciuti all’epoca (dei tentativi erano già stati fatti per esempio da John Dalton e John Newland, ma non solo), la sua tavola del 1869 riscosse un successo impareggiabile. L’idea vincente fu quella di disporre gli elementi in righe e colonne ordinandoli in base al loro peso atomico e in relazione alle loro caratteristiche chimiche e fisiche, che cambiano gradualmente fino a ripetersi (da qui il termine “periodica” attribuito alla tavola).
L’evoluzione
Ci sono molte differenze tra la tavola periodica attuale e la prima versione del chimico russo. Quella del 1869 è ruotata di 90° rispetto a quella odierna della Iupac (International Union of Pure and Applied Chemestry) e riporta il peso atomico invece del numero atomico (cioè il numero di protoni nel nucleo di un atomo), che al tempo di Mendeleev non si conosceva.
La prima tavola periodica mancava completamente della colonna dei gas nobili, che si scoprirono solo in seguito e che nella visualizzazione odierna sono collocati all’estrema destra dello strumento. Ma c’era anche qualche altro “buco”, delle lacune che il chimico russo inserì appositamente ritenendo che certe posizioni dovessero essere occupate da elementi non ancora scoperti, di cui con la logica della tavola egli predisse peso e proprietà. In corrispondenza del peso atomico 45, 68 e 70, per esempio, Mendeleev lasciò dei punti di domanda, ma i posti vacanti furono presto riempiti dallo scandio (scoperto nel 1879), dal gallio (1876) e dal germanio (1886).
Bisogna proprio dirlo: anno dopo anno la tavola periodica degli elementi più che invecchiare è migliorata. Gli ultimi elementi (atomi superpesanti di nihonio, moscovio, tennesso e oganesson con numero atomico pari rispettivamente a 113, 115, 117e 118) sono stati inseriti appena nel 2016, e ancora oggi i chimici sono a caccia di nuovi elementi che vadano ad aggiungersi agli attuali 118.
Una caccia continua a nuovi elementi
C’è però chi dubita che la tavola periodica possa espandersi ancora molto. Già per identificare e osservare in laboratorio questi ultimi quattro elementi ci sono voluti 10 anni di ricerche: più si va avanti ad aggiungere protoni al nucleo atomico, infatti, più gli elementi sembrano essere instabili e decadono molto rapidamente, non dando il tempo per identificarli con le tecnologie attuali. E c’è anche il rischio che l’agglomerato di protoni e neutroni che dovrebbe costituire il nucleo decada prima di riuscire a catturare un elettrone per formare un atomo a tutti gli effetti. Tra dubbi e teorie, comunque, la ricerca continua, almeno per provare a isolare il 119° elemento, quello che segnerebbe il punto di partenza per una nuova riga della tavola periodica. E poi, chissà.
(Nell’immagine: la tavola periodica che mostra l‘origine degli elementi chimici).
