Costruiamo un Pianeta: integratori alimentari e della polvere | La formazione stellare

Sacca di formazione stellare

INTEGRATORI ALIMENTARI
Perché si possa avviare la formazione stellare, il disco deve contenere particelle solide che possano conglomerarsi: microscopici frammenti di polvere di silicato e di ferro, o cristalli congelati di molecole come l'acqua, il metano e l'ammoniaca. Maggiore è la quantità di elementi più pesanti dell'idrogeno e dell'elio contenuta nel disco e più potrà crescere il pianeta. Vicino alla stella le particelle si accumulano in granelli di polvere, sassi, macigni, asteroidi e pianeti rocciosi. Più lontano, le particelle a bassa temperatura possono crescere fino a diventare comete ghiacciate e, infine, nuclei planetari che attraggono spessi involucri gassosi provenienti dal disco originario, fino a diventare giganti simili a Giove.

CATTURARE LA POLVERE
Le simulazioni mostrano che le particelle delle dimensioni di un millimetro vengono rallentate dal gas del disco e cominciano a scendere a spirale verso la stella. Se vogliamo che queste particelle di polvere si riuniscano in grumi, qualcosa le deve intrappolare. Fortunatamente, le osservazioni svolte con il telescopio ALMA in Cile hanno rivelato proprio l'esistenza di "trappole" nel disco di una stella dell'età di 15 milioni di anni, forse formate da differenze nella densità del gas.(science)

Continua a leggere...

Cibo cinese:la sua qualità yin o yang, il sapore, le energie in esso contenute, la natura intrinsecamente fredda o calda

..segue da qui

Tutte le risorse del mondo vegetale, animale e minerale sono sfruttate dalla farmacologia cinese e la maggior parte di esse anche dalla cucina: l'uomo, essendo parte della natura, deve nutrirsi di tutto quanto essa gli offre.

Alcuni alimenti sono definiti di «natura fredda», cioè sviluppano poco calore, poco yang (per es. l funghi e l germogli di bambù), altri alimenti hanno «natura calda», come le carni e lespezie; di questi bisognerà servirsi quando si vorrà praticare una dietetica curativa, indagando tra l'altro sia sui luoghi di produzione degli stessi sia sulle condizioni in cui sono stati prodotti. La scelta del cibo è quindi condizionata dalla valutazione di molteplici fattori: la sua qualità yin o yang, il sapore, le energie in esso contenute, la natura intrinsecamente fredda o calda, il modo di preparazione.

Quella che ne traiamo è l'immagine di una cucina intesa come vero e proprio laboratorio alchemico. L'importanza di una dieta varia ed equilibrata era pienamente riconosciuta nel Classico di  Medicina, dove leggiamo: «Prendere i cinque cereali come base nutriente, i cinque fruttimcome complementi, le cinque carni come tonificanti e i cinque ortaggi come supplementi, e combinare insieme il qi (l'energia) e il wei (i sapori) nella dieta: questa miscela e ciò che reca beneficio alla mente e al corpo». Sulla nutrizione In generale questo testo così si pronuncia: «Mangia moderatamente, conduci una vita regolare, non stancarti mai troppo né fisicamente né mentalmente». Con il tempo la tradizione della medicina dietetica si sviluppò diffondendosi pienamente. Nel periodo della dinastia Song (960-1279), per esempio, Qian Zhi scriveva che le persone anziane sono generalmente poco propense ad assumere le medicine, mentre sono amanti del cibo. "E pertanto molto meglio trattare i loro disturbi con un'alimentazione adeguata piuttosto che con i farmaci che dovranno essere prescritti solo quando la prima si rivelerà inutile».

 La farmacopea comprendeva opere specifiche che trattavano esclusivamente di dietetica, come Le ricette che valgono mille monete d'oro, le Ricette nutrienti supplementari di Meng Shen (VlIFsec.) o il famoso Shi Liao Ben Cao "Erbe fondamentali per curarsi mangiando" di Zhang Ding. Quanto ricca fosse la letteratura sull'alimentazione nell'antica Cina lo si misura da uno sguardo ai titoli di alcune altre importanti opere andate purtroppo perdute. Manuali di alimentazione (Shi Jing) appaiono già nel periodo dei Tre Regni (111 sec.) e non mancano regolari trattati sulla dieta, come lo Specchio essenziale di medicina nutrizionale di Zan Yin o il Manuale dei cibi proibiti di Gao Shen. Il nome più famoso in questo campo è senza dubbio quello di Hu Sihui, Dietista Imperiale tra il 1315 e il 1330. La sua opera dal titolo Principi di dieta corretta raccomanda cibi, che noi ora sappiamo essere ricchi di vitamine, per il trattamento delle malattie da carenza. Egli tratta anche di metodi di cottura e di presentazione del cibo.

Così profondamente radicate erano nei cinesi le antiche conoscenze dietetiche che ancora oggi la locuzione «cure della nonna», è usata per alludere alla dieta tradizionale e persino nella Shanghai odierna generi alimentari e alcuni farmaci si vendono nello stesso negozio. Inoltre si è notato che in Cina, in assenza di calamità naturali e di guerre, i contadini hanno sempre saputo per esperienza cosa e come mangiare per mantenere, seppure a livelli modesti, un soddisfacente stato di benessere fisico. I principi dell'armonia si possono scorgere tuttora nella cucina cinese. Gli ingredienti devono essere genuini e freschi quanto più è possibile, le portate e ogni singolo piatto scelte in modo da presentare un armonioso equilibrio di sapori, consistenze, colori, aromi e qualità. La consistenza deve variare in modo che l'intero pasto contenga il secco, il liscio, il croccante, il sugoso e il morbido, così che i vari piatti si completino l'un l'altro sia nel contenuto sia nell'ordine in cui vengono presentati.

Bisogna poi saper mescolare i vari ingredienti affinché non abbiano effetti contrari e conoscere i modi di cottura che convengono ad ogni alimento in ogni stagione. La ricchezza della migliore cucina cinese moderna deve essersi sviluppata in tempi relativamente recenti, cominciando ad apparire solo in epoca Tang (618- 906), indubbiamente sotto l'influenza di gusti e abitudini stranieri, in particolare quelli dell'India e dei paesi indianizzati in genere, se dobbiamo credere ai racconti del monaco Yi Jing che ci descrive la cucina cinese della sua epoca, il VII secolo, come basata su pesce e verdure prevalentemente crudi, in evidente contrasto con quella indiana, riccamente preparata: la sua curiosa descrizione, che ricorda piuttosto la cucina giapponese odierna, differisce alquanto dalla contemporanea nozione della gastronomia cinese, specialmente di quella del sud. Miglio, riso, maiale, soia, pollame, susine, cipolle, germogli di bambù sono gli alimenti più menzionati, insieme, è ovvio, a una serie di specialità locali.

Sappiamo che i buongustai cinesi dell' epoca, durante i loro viaggi di affari o di piacere provavano questi piatti che differivano alquanto dai cibi della capitale: ghiottonerie come le rane, cibo favorito nel lontano sud, della cui predilezione si racconta che i sofisticati settentrionali si prendessero gioco, le torte di sago e le ostriche essiccate consumate con il vino nel Guangdong, ecc. Quando la specialità di una regione attirava l'attenzione a corte, entrava a far parte della lista dei tributi locali e pertanto regolarmente ricevuta dalle cucine imperiali: la lingua di cervo del Gansu, la carpa bianca marinata in fondi di vino dell'Anwei, la carne essiccata di un tipo di vipera dell' Hubei, il melone conservato in purè di riso dello Shenxi, il ginger essiccato del Jiejiang sono solo alcuni esempi.

Continua a leggere...

I cinque elementi e l'alchimia del cibo in Cina

I cinesi sono sempre stati fortemente consapevoli del legame esistente tra corretta alimentazione e salute fisica. Per nutrire eorrettamente il corpo il medico doveva consultare i Cinque Elementi e i vari fattori ad essi collegati. 

Il "Classico di Medicina dell'Imperatore Giallo" (Huang Di Nei Jing), compilato intorno al III secolo a. c., afferma che "ciascuno dei cinque organi principali reagisce a quello dei cinque sapori a cui corrisponde". I "Cinque Sapori" - acido, amaro, dolce, piccante e salato - erano connessi in quest'ordine a fegato, cuore, milza, polmoni e reni (i "Cinque Organi") o, in altri termini, ciascun organo si rigenerava a partire dai sapori. E grazie a questo sistema di corrispondenze che può effettuarsi, al fine di equilibrare lo yin e lo yang presenti nel corpo dell'uomo, un'attenta scelta degli alimenti che meglio si addicono ad ogni individuo, secondo la sua costituzione o secondo la sua patologia.

Questo schema piuttosto rigido di concordanze era mitigato tuttavia dall' affermazione che, in generale, i prodotti di ciascuna stagione e di ciascuna particolare regione costituivano il nutrimento ideale. Appare dunque chiara fin d'ora la complessità dell'azione dei sapori sull'organismo e ci si rende conto della particolare attenzione con la quale il terapeuta (o il cuoco) dovrà mescolarli per ottenere un effetto curativo. Per gli antichi cinesi il modo di nutrirsi rivestiva un'importanza tale che gli alimenti erano studiati nei testi di farmacologia, insieme a tutti i prodotti di origine animale, vegetale e minerale che avevano proprietà medicinali: ogni singolo cibo, dunque, era dotato di virtù terapeutiche, analizzate da medici specializzati e particolarmente dai taoisti per i quali la dieta era strettamente connessa alla lotta contro il tempo e il cui scopo era quello di prolungare una sana e robusta giovinezza.

La trattazione degli alimenti nella farmacopea non è affatto una caratteristica esclusivamente cinese: lo stesso avveniva, fino al XVI secolo, nelle opere di medicina in occidente, dove però in seguito la dietetica si è staccata dalla farmacologia, mentre in Cina questa tradizione è stata sempre rispettata e fedelmente trasmessa La classe dominante in Cina, paese fondamentalmente agricolo, si è sempre interessata all'alimentazione della popolazione: Shen Nong, uno dei primi eroi mitici della storia cinese, a cui sono attribuiti l'introduzione della coltivazione dei cinque tipi di cereali e l'invenzione dell''aratro, è presentato come un sperimentalista che assaggiava tutti i tipi di piante e le classificava in vari gruppi per usi ordinari o medicinali. A lui è intitolata la più antica farmacopea cinese, ti :"Canone di Farmacologia di Shen Nong", (Shen Nong Ben Cao Jing), compilato in epoca Han (206 a. C.- 220 d. C.): dei metodi di trattamento elencati dal classico di Medicina fu soprattutto la farmacologia a svilupparsi autonomamente sotto la potente suggestione dell'alchimia taoista.

Il sistema di pensiero che prende il nome di Taoismo, in contrapposizione all'ortodossia confuciana, partiva in realtà da una comune base dottrinale: il riconoscimento di una Legge universale (il Tao), la teoria dello Yin e dello Yang e del Cinque Elementi. Il rapporto con il tao: era di natura essenzialmente mistica e individuale: accrescendo la propria potenza attraverso il rafforzamento dell'equilibrio yin-yang, per mezzo di pratiche alchemiche, dietetiche, respiratorie. Il saggio taoista apprendeva, tra l'altro, il dosaggio delle erbe e delle sostanze inorganiche a scopi terapeutici, enfatizzando l'uso interno di minerali (soprattutto il cinabro) nella ricerca dell' "elisir di lunga vita".

Questo spiega perché l'antica farmacopea sia spesso colorata da rosei sogni di ringiovanimento e da visioni esaltate di poteri soprannaturali o contenga elementi, come la magia e le credenze popolari, che appaiono estranei alla tradizione. E così leggiamo, per esempio, che la liquerizia (definita la migliore di tutte le erbe) era un rimedio per i disturbi addominali, la malva un emoliente intestinale, la radice di rabarbaro un tonico; che i porri cotti aumentano l'appetito e li loro succo è utile se applicato ai morsi di cani idrofobi, che lo scalogno facilita il parto, lo zenzero essiccato apre i "passaggi interni", le albicocche e le pesche secche sono un rimedio rispettivamente per le malattie di cuore e quelle polmonari, per non parlare delle ostriche, citate come coadiuvante nei disturbi sessuali o della carne d'asino stufata e condita come rimedio per la malinconia e la pazzia.

Continua a leggere...

Chimica in casa | Atomi e molecole tra le mura domestiche

Chimica in casa

Chimica in casa di Yann Verchier e Nicolas Gerber Edizioni Dedalo, 15,00 euro (176pp, 2013). 

Chiediamo ad un gruppo di bambini cos'è la chimica. Qualcuno dirà che è saper fare le pozioni magiche, qualcun altro parlerà di esperimenti difficili da capire, molti strabuzzeranno gli occhi oppure rimarranno in silenzio.

Ma se domandiamo loro cos'è il Lego non ci sarà nessuna perplessità. Insomma, chi non ha giocato con i mattoncini più famosi del mondo? Allora immaginiamo che gli elementi chimici siano proprio come dei Lego in miniatura da assemblare per creare fantastiche costruzioni. Volete ottenere l'alcol? Niente di più semplice! Basta associare atomi di carbonio, idrogeno e ossigeno. Ecco un modo semplice per spiegare la chimica ai più piccoli. È l'obiettivo di questo libro che invita il lettore a osservare il mondo che ci circonda, svelando in modo semplice e accessibile tutti i principi fondamentali di questa materia affascinante: dal sistema periodico alle reazioni chimiche, dalle proprietà dei metalli alle soluzioni. Il tutto partendo dalla nostra vita quotidiana e dalla casa.

Capitolo dopo capitolo e stanza dopo stanza, scopriremo, per esempio, come funziona il televisore, come fanno le saponette a lavarci, come mai i profumi profumano e quali sono i segreti per preparare una buona maionese. Per rendere ancora più accattivante la descrizione degli argomenti, vengono proposti numerosi esperimenti, tutti facilmente realizzabili con oggetti di uso quotidiano. Attraverso una serie di curiosi aneddoti vengono, inoltre, ripercorse le tappe e le principali scoperte di questa scienza che ha contribuito così tanto a formare il nostro attuale stile di vita.(science)

Continua a leggere...

Meccanismi olfattivi

Meccanismi olfattivi

Strano ma vero: la dinamica seguita per percepire e riconoscere gli odori non è ancora perfettamente nota. 

Nel 2004, gli scienziati Richard Axel e Linda Buck hanno vinto il premio Nobel per le loro scoperte in questo campo: hanno concluso che sono ben 1000 i geni impegnati a codificare per i recettori olfattivi nasali, quasi il 3 per cento del nostro patrimonio genetico totale. Ma non tutti concordano con la loro teoria del meccanismo chiave-serratura...

L'ipotesi accettata. Teorìa della forma
Questa teoria rappresenta ormai da 60 anni l'ortodossia di pensiero nel mondo del riconoscimento olfattivo. Secondo questa ipotesi, una parte di molecola olfattiva (la "chiave") combacia con un recettore localizzato nella parte superiore del nostro naso (la "serratura"). Questa interazione chimica viene poi convertita in segnale elettrico, che viaggia fino a raggiungere il bulbo olfattivo cerebrale. Diversi recettori, tutti corrispondenti allo stesso odore, inviano segnali a una sola localizzazione nel bulbo. Le informazioni provenienti da diverse aree sono poi ritrasmesse ad altre parti del cervello e combinate per formare un modello. I premi Nobel Richard Axel e Linda Buck sono stati i principali sostenitori della teoria della forma, e hanno scoperto come i recettori nasali comunicano con il cervello.

Una nuova ipotesi. Teoria della vibrazione molecolare
La teoria della forma sembra plausibile: molti elementi in biologia, compreso il nostro senso del gusto, si basano su un principio del tipo chiave-serratura. C'è però un problema: perché molecole di forma sostanzialmente identica, per esempio Cis-3-exene-1-ol (erba tagliata) e Cis-3-exene-1-thiol (uovo marcio) hanno odori diversi? I difetti della teoria della forma sono stati evidenziati dal carismatico ed eclettico scienziato Luca Turin: "Il meccanismo chiave-serratura non spiega tutta la casistica. Deve esserci qualcos'altro", ha detto. Tutte le molecole vibrano ad una frequenza estremamente specifica e Turin ritiene che ciò che rileviamo sia la vibrazione, e non la forma, molecolare. Sostiene di avere le prove che molecole con frequenze vibrazionali simili abbiano lo stesso odore.(science)

Continua a leggere...

Terza parte | L'origine dei continenti | La Terra si muove

Il geologo britannico Arthur Holmes fu uno dei pochi ad apprezzare la deriva dei continenti. 

Essendo stato tra i pionieri dell'applicazione del decadimento radioattivo alla datazione delle rocce, Holmes lavorò per tutti gli anni Venti cercando di comprendere l'interno della Terra, fino a rendersi conto che era il calore generato dal decadimento degli elementi radioattivi all'interno della Terra ciò che manteneva incandescente l'interno.

Nel dicembre 1927 scrisse un articolo fondamentale in cui postulava che il riscaldamento non uniforme dell'interno della Terra, generato dal decadimento, provocava moti di convezione nel substrato al di sotto della crosta. Anche se questo substrato appariva solido, Holmes riteneva che considerato su lunghi periodi di tempo si comportasse come un liquido caldo molto viscoso; quando il materiale incandescente raggiungeva la sommità di una cella di convezione sotto un continente, si spostava orizzontalmente, producendo una forza sufficiente a trascinare lentamente i continenti, allontanandoli, permettendo al substrato di sollevarsi nello spazio che si apriva e formando nuovo fondo oceanico. Questa convezione, secondo Holmes, era il meccanismo che sospingeva i continenti in giro per il globo. Ma come Wegener, anche Holmes era avanti rispetto ai suoi tempi. Molto avversate, le loro teorie languirono per altri 35 anni.(science)

Continua a leggere...

Quali elementi determinano la qualità dell'olio di oliva?

Sebbene oggi le etichette ci diano innumerevoli informazioni sul prodotto che andiamo ad acquistare, alcune di esse non le troveremo mai scritte. Tuttavia esse sono utili per capire come possiamo riconoscere oli buoni da altri meno buoni. I fattori che influenzano la qualità dell'olio d'oliva sono di varia natura e sono fattori che ogni olivicoltore dovrebbe sapere ma non tutti vengono osservati nelle giuste misure per varie ragioni.

IL TERRENO E LA VARIETA':  i terreni possono avere caratteristiche particolari, ad esempio vi sono terreni  tendenzialmente sciolti, con contenuti di argilla mediamente del 20% e con valori di pH di 7,2-7,5 alquanto indicativi per avere produzioni ottimali. Le basse temperature arrecano danni al frutto con conseguenze sulle qualità. Anche la varietà ha un ruolo importante sulle caratteristiche dei frutti e sui componenti principali e secondari dell'olio di oliva. Gli stessi polifenoli e steroli presentano notevoli variazioni tra varietà diverse.


COLTURA: anche le modalità di coltura hanno un ruolo determinante, la concimazione ad esempio, l'irrigazione, la potatura, la difesa dagli attacchi parassitari. L'ulivo infatti è colpito da numerosi parassiti vegetali ed animali cheportano parecchi danni che si riflettono sulla qualità e sulla quantità. Tra i parassiti vanno menzionati: la mosca dell'olivo, la tignola dell'olivo, la cocciniglia mezzo grano di pepe, l'oziorrinco, lebbra, marciume, ecc...  Ma la mosca dell'olivo è sicuramente il parassita più importante dell'ulivo. Con la sua azione incide sia sulla produzione, in quanto asporta dalla drupa una quantità di circa il 10% della polpa, sia sulla qualità dove influenza l'acidità, aumentandola, e sul numero di perossidi.

PERIODO DI RACCOLTA:  non meno importante è il periodo di raccoolta, che influenza notevolmente la qualità dell'olio extravergine d'oliva; ricordate che ritardando la raccolta l'acidità aumenta ed il numero degli acidi polinsaturi diminuisce. Inoltre si ottiene un olio più dolce (cosa gradita nel Nord Italia) ma meno fruttato. Il momento migliore per la raccolta è quando le olive incominciano a cambiare colore, cioè passano dal verde al nero.

TIPO DI RACCOLTA E CONSERVAZIONE: la metodologia utilizzata per la raccolta incide sia sulla quantità che sulla qualità. Come già accennato il sistema migliore è quello della raccolta manuale perchè il frutto non subisce danni, mentre con la raccolta meccanica le drupe subiscono delle ferite con un aumento della lipasi che provoca a sua volta un aumento dell'acidità; non solo,  nella fase di stoccaggio, che precede la molitura, tali ferite causano la perdita di importanti composti volatili dell'olio. La raccolta meccanica però, riduce di molto i costi, per questo la sua diffusione è sempre maggiore.  La conservazione delle olive prima della molitura va fatta in cassette di plastica forate che permettono la circolazione dell'aria. L'uso dei sacchi è sconsigliato perchè provoca il fenomeno del riscaldo.

PERIODO DI MOLITURA:  prima si fa la molitura, meglio è, infatti per avere un buon olio extravergine non bisogna aspettare più di 48 ore.  Qualcuno di voi potrebbe giustamente  consumatore a questo punto si chiederà: "Come posso ottenere queste informazioni e poter riconoscere un buon olio extra vergine di oliva?" Non sono informazioni facili da ottenere, nè le troveremo mai così dettagliate in etichetta, e d anche andando a chiederle direttamente ad un olivicoltore non potremmo essere certi di averle in modo veritiere.

Se intendiamo prendere il nostro olio da un olivicoltore  potremmo però richiedere le analisi del "Panel test" (assaggio degli oli vergini di oliva con il compito di valutare e certificare le caratteristiche organolettiche: sapore, colore, odore e aspetto) che non sono obbligatorie ma se ci vengono esibite potremmo avere delle indicazioni molto utili sull'olio prodotto. E' comunque consigliato leggere sempre l'etichetta (pregi e difetti):) e affidarsi al proprio gusto la bocca è la miglior etichetta, le cose buone si notano subito e ricordatevi che un olio extravergine d'oliva non è mai uguale a quello dell'anno precedente. Da un anno all'altro cambiando le condizioni climatiche e di conseguenza gli effetti degli agenti parassitari, l'olio d'oliva presenterà delle leggere differenze dal punto di vista organolettico anche all'interno di una stessa coltivazione.

Continua a leggere...

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)

l 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.

2 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)

Continua a leggere...

La scoperta chiave | Parte quinta | Gli elementi della tavola periodica organizzati secondo Mendeleev!

Tavola periodica secondo Mendeleev
(immagine dal web)

La scoperta chiave riguardo gli elementi della tavola periodica l'ebbe Mendeleev! Gli elementi furono organizzati in una tavola periodica logica e grzie al genio di Dmitrij Mendeleev, che li dispose secondo i peso atomico, identificando le proprietà chimiche simili!

L'idea della tavola periodica venne a Mendeleev mentre scriveva un libro di testo che ebbe un grande successo. Nel gennaio del 1869 aveva completato il primo volume in cui però trattava solo otto dei 63 elementi noti all'epoca. Sapeva che per il secondo volume serviva un'organizzazione più strutturata, per potere soddisfare le scadenze e il formato richiesti dall'editore.

Quindi il 17 febbraio del 1869 (1° marzo del calendario gregoriano) si concentrò su come ordinare gli elementi, sia nel testo sia mentalmente. Potrebbe avere giocato a un vero e proprio solitario con carte corrispondenti agli elementi: è pressoché certo che utilizzò simultaneamente due metodi di classificazione. Scrisse gli elementi in righe ordinate per peso atomico crescente, individuando cosi le ripetizioni periodiche delle proprietà chimiche, ed elencò in colonne vari "gruppi naturali", come i metalli alcalini e gli alogeni, individuando regolarità nella successione dei pesi atomici.

In tal maniera, ottenne il cosiddetto "primo tentativo". L'elemento mancante era Sc, lo scandio, ignoto nel 1869 ma scoperto poi nel 1879, con peso atomico 45.(science)

Continua a leggere...

Terza parte | La tavola periodica secondo John Dalton.

Dicevamo del chimico inglese John Dalton che intorno al 1803 ipotizzò che ogni elemento fosse costituiyo da un tipo specifico di atomo, che era un'entità indivisibile.

Utilizzando i dati di Lavoisier, Dalton stimò i pesi atomici di vari importanti elementi analizzando semplici composti chimici. L'acqua sembrava formata per un ottavo del suo peso da idrogeno e per sette ottavi da ossigeno: cosi Dalton assegnò peso atomico 1 all'idrogeno e 7 all'ossigeno, assumendo che la formula molecolare dell'acqua fosse HO. Anche se le proporzioni misurate da Lavoisier non erano del tutto precise e la formula molecolare di Dalton in questo caso specifico era errata (come ormai tutti sanno), il suo approccio era esatto.

John Dalton
(immagine dal web)

I pesi atomici relativi degli elementi si sarebbero in futuro dimostrati cruciali, dopo ulteriori precisazioni, per riuscire a costruire poi la tavola periodica, nel corso degli anni Sessanta dell'Ottocento.
A cominciare fu un chimico tedesco, Johann Wolfgang Dobereiner, che per vari anni, a partire dal 1817, notò che per terne di elementi con proprietà chimiche simili avevano anche delle somiglianze nei pesi atomici. Ad esempio i metalli alcalini litio, sodio e potassio hanno pesi atomici rispettivamente 7-23 e 39. Il peso atomico del sodio si trova quindi esattamente a metà tra quello del litio e quello del potassio (7+39 uguale a 46; 46/2 uguale a 23). la stessa relazione vale per i metalli alcalino-terrosi calcio, stronzio e bario, stronzio e bario e per gli alogeni cloro, bromo e iodio.

Tra il 1827 ed il 1858 altri chimici estesero le osservazioni di Dobereiner al di là di queste terne, aggiungendo il magnesio ai metalli alcalino-terrosi e il fluoro agli alogeni. L'ossigeno, lo zolfo, il selenio e il tellurio furono classificati in una stessa famiglia: l'azoto, il fosforo, l'arsenico, l'antimonio e il bismuto in un'altra.
Nel 1858 un chimico italiano, Stanislao Cannizzaro, pubblicò un elenco standardizzato di pesi atomici e molecolari riesumando un'ipotesi formulata nel 1811 dal suo connazionale il chimico e fisico Amedeo Avogadro, a proposito dei gas.(science)

Continua a leggere...

La tavola periodica | Come abbiamo fatto a scoprire la sua struttura.

La tavola periodica degli elementi è conosciuta a gran parte degli studenti di tutto il mondo, ma c'è voluto un secolo di progressi scientifici per completarla.

Al grande fisico Ernest Rutherford è attribuita la celebre frase "Le uniche scienze sono fisica o filatelia", con irritazione degli studiosi di tutte le altre discipline scientifiche delle generazioni successive. Nonostante tutto, quando gli venne assegnato nel 1908 il premio Nobel per un esperimento di fisica, il riconoscimento fu per la chimica. Rutherford la prese con spirito, commentando sulla sua "trasmutazione istantanea da fisico a chimico".

Rutherford svolse un ruolo fondamentale nella determinazione che sarebbe proseguita nel corso del XX secolo di una legge periodica che governa gli elementi chimici; oggi la nostra comprensione degli elementi si deve sia alla fisica che alla chimica.

I cinque elementi platonici
(immagine dal web)

La legge fu scoperta esattamente 145 anni fa, nel febbraio del 1869, da Dmitrij Mendeleev e da altri chimici come lui. Anche se viene considerato un chimico, Mendeleev trascorse pochissimo tempo in laboratorio alla ricerca degli elementi. Che cosa sia effettivamente un elemento è stato oggetto di un lungo dibattito e in qualche misura è tuttora un problema aperto.

Il concetto di elemento risale agli antichi filosofi greci, che nel nostro mondo ne riconoscevano solo quattro: aria, acqua, fuoco, terra. Gli elementi corrispondevano ai quattro solidi platonici studiati dai matematici, ovvero sia il cubo, l'icosaedro, l'ottaedro e il tetraedro. Cosi la fluidità dell'acqua si riteneva dovuta alla forma relativamente poco spigolosa dell'icosaedro con le sue venti facce, mentre il dolore provocato dal contatto con il fuoco era spiegato dai vertici aguzzi del tetraedro. Quando poi fu scoperto il quinto elemento solido platonico, il dodecaedro con 12 facce, Aristotele propose l'esistenza di un quinto elemento: la "quintessenza", l'etere dei cieli.(science)

Continua a leggere...

La tavola periodica sopravviverà alla nostra stessa specie | Buon compleanno Dmitri Mendeleev!

La tavola periodica sopravviverà alla nostra stessa specie! Avremmo potuto brindare per commemorare il 180° compleanno di Dmitri Mendeleev lo scorso 8 febbraio, il grande chimico ed inventore russo nato nel 1834.

Durante gli anni ’60 dell’ottocento, egli stesso formulò la prima tavola periodica degli elementi che da allora adorna le pareti delle aule di chimica nelle scuole di tutto il mondo. Mendeleev fu autore di un’impresa a dir poco straordinaria, ovvero sia mettere ordine in un ambito naturale ancora relativamente inesplorato, ambito la cui evoluzione accompagna, inevitabilmente, quella del Cosmo stesso. Un elemento è una sostanza che non può essere scomposta chimicamente in altre sostanze più semplici. Tutti gli atomi di un certo elemento hanno lo stesso numero di protoni all’interno del nucleo, il cosidetto “numero atomico” e la tavola periodica è fondamentalmente un elenco degli elementi ordinati per numero atomico.

Dmitri Mendeleev

Ad esempio, tutti gli elementi di una stessa colonna, detta gruppo sono, accomunati dalla stessa configurazione elettronica esterna che conferisce loro proprietà chimiche uguali. Gli elementi del “Gruppo I” che includono sodio, potassio e litio, sono tutti metalli altamente reattivi. La tavola periodica dunque con la sua struttura estremamente semplice, ci apre una finestra sui meccanismi naturali più occulti.

Alcuni elementi come il rame, il piombo e l’oro sono noti sin dalla Preistoria. Il fosforo è stato il primo elemento scoperto con le tecniche della chimica moderna nel 1669. L’idrogeno, il più semplice e abbondante tra gli elementi, è stato isolato chimicamente da Cavendish nel 1766. Vale la pena ricordare un fatto straordinario a questo punto: soltanto tre elementi nacquero con il Bing Bang, l’idrogeno, l’elio e il litio in tracce. Non esisteva ancora il carbonio, ne l’ossigeno.

La nostra Galassia, gigantesca fucina di stelle, arricchisce costantemente gli spazi interstellari di nuclei pesanti, determinando una variazione costante del nostro Universo. Il processo forse si concluderà tra 100 trilioni di anni, con l’esaurimento di tutto l’idrogeno del Bing Bang e la risultante impossibilità di far nascere nuovi corpi siderali. A quel punto la materia sarà formata da una successione di elementi esotici, irriconoscibili rispetto alla terna idrogeno-elio-litio che era emersa dal Bing Bang.

Nonostante ciò, anche quegli elementi di un lontanissimo futuro troveranno uno spazio logico nella tavola disegnata per la prima volta da un chimico di umili origini, nato in un giorno d’inverno nella Russia del XIX secolo. Buon compleanno Dmitri!

Continua a leggere...