Mendeleev aveva proprio ragione. Un ulteriore conferma al sistema periodico degli elementi, messo a punto quasi 130 anni fa dallo scienziato russo, viene dalla Germania. Nei laboratori dell’Istituto per la Ricerca sugli Ioni Pesanti di Darmastadt è stato studiato il seaborgio, un elemento con 106 protoni nel nucleo atomico. I risultati ottenuti dai ricercatori tedeschi mostrano che anche il seaborgio ha proprietà chimiche e fisiche compatibili con la sua posizione nella tavola periodica degli elementi.
Era il 1869 quando Dmitrij Mendeleev intuì che le proprietà degli elementi chimici sono funzione periodica del loro peso atomico e redasse una tavola che da allora porta il suo nome. Gli elementi sono disposti orizzontalmente al crescere del numero di protoni contenuti nel nucleo. Si comincia con l’idrogeno (un protone), si prosegue con l’elio (due protoni) per finire con elementi pesanti come l’uranio (92 protoni) o il plutonio (94 protoni). Se si considerano gli elementi che nella tavola occupano una stessa colonna, si scopre che essi hanno le stesse proprietà chimiche, cioè reagiscono allo stesso modo se messi in contatto con altri elementi. Per esempio, l’idrogeno, il litio, il sodio e il potassio occupano la prima colonna della tavola di Mendeleev (un chimico direbbe che appartengono al primo gruppo) e hanno un comportamento chimico simile nonostante i protoni nel nucleo (e gli elettroni che orbitano intorno) siano rispettivamente uno, tre, undici e diciannove. La cosa che li accomuna, e che è fondamentale ai fini delle reazioni chimiche, è il numero di elettroni su gusci più esterni degli atomi. Idrogeno, litio, sodio e potassio hanno un solo elettrone che si muove sull’orbita più distante dal nucleo. E’ quell’unico elettrone a conferire loro le proprietà caratteristiche degli elementi del primo gruppo.
Il grande successo della tavola periodica sta proprio nell’aver classificato gli elementi in base alle loro caratteristiche comuni. Lo stesso Mendeleev lasciò diverse caselle vuote, certo che presto sarebbero stati scoperti elementi chimici con le propietà giuste per riempirle. Da tempo i buchi lasciati da Mendeleev sono stati colmati e ci si è spinti oltre: sintetizzare elementi più pesanti di quelli esistenti in natura per verificare se il sistema periodico funziona comunque.
Pionieri in questo tipo di ricerca sono i fisici tedeschi guidati da Matthias Schaedel che con un acceleratore di particelle fanno scontrare pezzi di atomi per ottenerne altri sempre più pesanti. L’ultimo loro successo, riportato su Nature di questa settimana, è lo studio delle proprietà dell’elemento 106. Per crearlo sono stati bombardati atomi di curio (96 protoni) con atomi di neon (10 protoni nel nucleo). Una operazione non semplice e che ha portato alla formazione di un atomo di seaborgium ogni ora. Pochi, ma tuttavia sufficienti per fare l’identikit dell’elemento 106. Sono stati fati passare in camere chimiche contenenti altri elementi e ne è stata osservata la reattività. Ebbene, il seaborgio si comporta proprio come il tungsteno e il molibdeno, elementi del sesto gruppo e che quindi, proprio come il seaborgio, hanno sei elettroni sull’orbita più esterna.
Dunque il “neonato” 106 entra a pieno titolo nella tavola di Mendeleev. Schaedel e colleghi non lo davano affatto per scontato, viste le sorpese che gli avevano riservato gli elementi 104 e 105. Le loro proprietà chimiche e fisiche si rivelarono subito anomale e non compatibili con i rispettivi gruppi di appartenenza. Bizzarie dovute forse al gran numero di elettroni (oltre cento) che negli elementi superpesanti ruotano intorno al nucleo con velocità vicine a quella della luce. Bizzarie tanto evidenti da far ritenere che la regola della periodicità, intuita dal Mendeleev quasi 130 anni fa, valesse solo fino a un certo punto.
