02/06/14

La tavola periodica | Diamo i numeri | Anche i metalli vicini possono comportarsi in maniera diversa!

Il più serio di tutti i problemi, però, fu la fiducia incrollabile che Mendeleev riponeva nel valore crescente del peso atomico come principale criterio per l'ordinamento della sua tavola periodica.

Più era elevato il peso atomico di un elemento e più doveva comparire in posizione avanzata nella tavola, sosteneva Mendeleev. Era conscio egli stesso delle difficoltà, perché ammise un paio di eccezioni alla regola: la principale riguardava il tellurio, che pose prima dello iodio, nonostante un peso atomico pari a 127,6 per il tellurio e 126,9 per lo iodio. Giustificò questa inversione supponendo che il peso atomico di uno o entrambi gli elementi fosse stato determinato in modo erroneo. Ma il suo ragionamento si rivelò essere sbagliato. Sebbene il tellurio abbia un peso atomico maggiore dello iodio, infatti, adesso sappiamo che il suo numero atomico, 52, è minore di quello dello iodio, 53. A seguire il glossario per capire la tavola periodica:
Nucleo atomico
(immagine dal web)

NUMERO ATOMICO
Il numero atomico di un elemento è il numero di protoni del nucleo dei suoi atomi. Il numero atomico dell'ossigeno è 8, quello dell'oro 79. Molti elementi hanno forme diverse, dette lsotopl, con lo stesso numero di protoni ma numeri diversi di neutroni. Il carbonio ha due isotopi stabili, il carbonio-12 (il più comune) e il carbonio-13, e un isotopo radioattivo, il carbonlo-ld.

PESO ATOMICO
Detto anche massa atomica relativa, il peso atomico di un elemento è il rapporto tra la massa media di un atomo dell'elemento e un dodicesimo della massa di un atomo di carbonio, che ha un peso atomico approssimativamente uguale a 12. Il peso atomico dell'ossigeno è 16, quello dell'oro 197.

3 ELEMENTO
Un elemento chimico, come l'ossigeno o l'oro, è una sostanza che non si può scomporre in altre più semplici con mezzi chimici. Gli atomi di un dato elemento hanno tutti lo stesso numero atomico. Elementi diversi hanno numeri atomici diversi.

Il numero atomico era un concetto ignoto a Mendeleev. In alcune tavole periodiche del XIX secolo, gli elementi venivano semplicemente numerati in base al peso atomico crescente. Questo concetto di numero atomico deve la sua esistenza ai fisici, e in particolare al lavoro compiuto da Rutherford e da Henry Moseley tra il 1911 e il 1914. Rutherford scoprì il nucleo atomico, dotato di protoni carichi positivamente, attorno a cui gli elettroni, con carica negativa, orbitano in una sorta di "sistema solare". Moseley seguì il suggerimento di un economista e fisico dilettante, Antonius van den Broek, secondo cui il numero di un elemento doveva corrispondere alla carica del suo nucleo, e cioè al suo numero di protoni. Misurando le lunghezze d'onda delle linee spettrali caratteristiche nei raggi X di molti elementi, Moseley mostrò che queste lunghezze d'onda dipendevano in modo regolare dal numero atomico dell'elemento.

È il numero atomico, non il peso atomico, il principio in base al quale vengono ordinate molte versioni della tavola periodica moderna. Il motivo per cui il peso atomico dà ugualmente una buona indicazione delle proprietà di un elemento è che il peso atomico in genere va di pari passo con il numero atomico, perché il peso atomico è determinato dai protoni e dai neutroni del nucleo. AI crescere del numero dei pro toni, in generale, cresce anche quello dei neutroni. Quindi esiste una corrispondenza approssimativa tra il numero e il peso atomico. Ciò detto, la fisica dell'atomo non basta a prevedere il suo comportamento chimico come elemento. Per citare Il sistema periodico, il celeberrimo volume di racconti che dobbiamo a Primo Levi, chimico ebreo sopravvissuto ad Auschwitz, "occorre diffidare del quasi uguale".

Persino il potassio e il sodio, due metalli alcalini vicini nella tavola periodica, possono comportarsi in modo molto diverso pur nella stessa situazione: uno provoca un'esplosione, l'altro no. Alludendo a come scampò fortunosamente alla morte nel corso della Shoah, Levi aggiunge: "Le differenze possono essere piccole, ma portare a conseguenze radicalmente diverse, come gli aghi degli scambi" (dal racconto Potassio). Ed è una conclusione appropriata per la complessa vicenda della scoperta più significativa nella storia della chimica.(science)
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