Tavola periodica: lo schema può ampliarsi all’infinito?

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La tavola periodica è infinita? La scoperta dell'oganesson

Da quando è stata ideata, la tavola periodica degli elementi (comunemente conosciuta come tavola periodica) si è ampliata sempre di più, attraverso la scoperta di sempre nuovi elementi che hanno portato al completamento della settima riga della tavola stessa. Seguendo questo processo, che solo nel 2016 ha portato all’aggiunta di ben quattro elementi, fin dove ci si può spingere? Lo schema può ampliarsi all’infinito o potrà dichiararsi, prima o poi, completo?

Tavola periodica: che cos’è lo schema ideato da Mendeleev

Ideata dal chimico russo Dmitrij Ivanovič Mendeleev, la tavola periodica degli elementi – comunemente conosciuta come tavola periodica – è uno schema importantissimo nel mondo della chimica, in grado di ordinare tutti gli elementi scoperti (esistenti o meno in natura) all’interno di una struttura entro la quale sono sistemati in base al loro numero atomico.

Se è vero che, inizialmente, la tavola periodica contava numerosissimi spazi vuoti – pensati da Mendeleev stesso che aveva già intuito che nuovi elementi sarebbero potuti essere scoperti – questi stessi spazi sono stati gradualmente riempiti, fino ad occupare l’intera settima riga. La tavola periodica di Mendeleev, benchè non sia l’unica presente in chimica, è quella maggiormente utilizzata e conosciuta; anche il chimico tedesco Meyer ne ha ideata una propria, in modo indipendente, ma ha avuto meno fortuna rispetto a quella del suo collega russo.

Oganesson, l’ultimo elemento della tavola periodica

L’ultimo elemento facente parte della tavola periodica degli elementi è l’oganesson, elemento con 118 protoni considerato – almeno per ora – punto finale dello schema in continua espansione. Inizialmente l’elemento era chiamato ununoctium, e fa parte dei cosiddetti elementi superpesanti: si tratta di elementi che contengono più di 109 protoni, non identificabili in natura ma soltanto in un acceleratore di particelle, che li fa esistere soltanto per qualche frazione di secondo. Non essendo in grado di legare elettroni, i nuclei degli elementi creati in laboratorio decadono, frantumandosi e sparendo.

Nel 2016, dopo decenni di studi e ricerche, è stata ufficializzata la scoperta di quattro nuovi elementi, che hanno così portato al completamento della settima riga della tavola periodica. Il processo per creare elementi che non esistono in natura è, per ora, standard: atomi più piccoli vengono fatti scontrare, nella speranza che possano fondersi in nuclei non ancora identificati in laboratorio.

Esistono elementi con più di 118 protoni?

La scienza è in continua evoluzione, e gli ultimi decenni hanno portato a un progresso scientifico tale da riuscire – in un secolo – a superare tutto ciò che era stato creato e realizzato in tutti i secoli precedenti. Di conseguenza, pensare che la tavola periodica finisca con l’oganesson è riduttivo. Dello stesso avviso è Witold Nazarewicz, professore di fisica della Michigan State University, che è convinto del fatto che esistano altri elementi, ma non del fatto che la tavola periodica sia infinita.

Secondo il professore di fisica, numerosi elementi superpesanti «abitano un angolo del paesaggio nucleare di cui non conosciamo l’estensione», e la scoperta di questi stessi non sarà impossibile per l’uomo che – anzi – molto presto potrebbe arrivare a una soluzione. Alcune analisi dimostrerebbero come, addirittura, tra gli elementi pronti a essere scoperti ci sarebbero quelli con 184 protoni. Intorno all’argomento, però, si è aperto un dibattito riguardante questioni di forma più che di contenuto:

  • Può un atomo costituito dal solo nucleo considerarsi elemento? Nonostante gli atomi combinati tra di loro vengano, in qualche modo, a creare nuclei dall’alto numero di protoni, questi nuclei stessi decadono dopo qualche frazione di secondo, perchè in grado di attirare elettroni.
  • Gli elementi creati in laboratorio esistono nell’universo o si tratta soltanto di una creazione artificiale? Ad ora, tra gli elementi superpesanti scoperti, nessuno dei quali è stato identificato in natura, ma soltanto in acceleratori di particelle. Non è chiaro se l’esistenza di questi stessi sia soltanto dovuta a un meccanismo artificiale, o ciò che avviene negli acceleratori di particelle si verifichi un processo esistente anche nell’universo, ma ad ora sconosciuto all’uomo.

Quanto al primo punto, il decadere di un elemento chimico non è dato essenzialmente dalla mancanza di elettroni: è possibile, infatti, che un nucleo sia così tanto instabile da distruggersi prima ancora di crearsi. Sul secondo punto molti scienziati sono disposti a concordare, presupponendo che uno scontro di stelle di neutroni possa generare la formazione di nuclei di questo tipo, dati dalla fusione di centinaia di neutroni. Un evento del genere, però, sarebbe catastrofico per il cosmo stesso.

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