La Tavola Periodica: L’UNESCO ha proclamato l’anno 2019 Anno Internazionale della Tavola Periodica degli Elementi Chimici per celebrare i 150 anni dalla prima pubblicazione della Tabella di Dmitrij Mendeleev.

La Tavola Periodica degli elementi è lo schema con cui sono ordinati gli elementi chimici sulla base del loro numero atomico Z e del numero di elettroni presenti negli orbitali atomici s, p, d ed f. È stata ideata dal chimico russo Dmitrij Ivanovic Mendeleev nel 1869 ed in modo indipendente dal chimico tedesco Julius Lothar Meyer.

In principio la Tavola Periodica contava numerosi spazi vuoti, previsti per gli elementi che sarebbero stati scoperti in futuro, alcuni dei quali nella seconda metà del Novecento. Durante la storia della chimica si scoprivano sempre più elementi e si è resa così necessaria l’introduzione di una notazione simbolica concisa ed unica.

La nascita della Tavola Periodica:

Mendeleev ha ordinato gli elementi secondo il loro peso atomico sfruttando le periodicità delle proprietà chimiche per riunire negli stessi gruppi gli elementi con proprietà simili. La sua Tavola Periodica, salvo qualche leggera modifica, è quella che ancora oggi usiamo.

Nelle Tavole Periodiche di Meyer e Mendeleev gli elementi erano ordinati in righe e colonne, in ordine di peso atomico e cominciavano una nuova riga o colonna quando le caratteristiche degli elementi cominciavano a ripetersi. Tra le due fu adottata la seconda per due ragioni:

in primo luogo, erano presenti degli spazi vuoti, ipotizzando che gli elementi corrispondenti a tali spazi non fossero ancora stati scoperto (vedi Gallio e Germanio), in secondo luogo Mendeleev decise di ignorare occasionalmente l’ordine suggerito dai pesi atomici e di scambiare elementi adiacenti per farli entrare nella colonna con le loro stesse proprietà chimiche.

Quando si svilupparono le teorie della struttura atomica, ci si accorse che Mendeleev aveva, senza volerlo, ordinato gli elementi in ordine di numero atomico o carica nucleare crescente.

Continuando nel tempo:

Nel 1871 Mendeleev pubblicò una forma aggiornata della Tavola Periodica, dando anche accurate predizioni sugli elementi che aveva notato che mancavano, ma che sarebbero dovuti esistere. Questi vuoti furono riempiti in sequenza quando i chimici scoprirono nuovi elementi reperibili in natura. Inoltre, la scoperta dei gas rari o nobili, fra il 1885 e il 1890, fece aggiungere un ottavo gruppo, ovvero una colonna a destra delle sette precedentemente indicate.

Con lo sviluppo della meccanica quantistica diventò evidente che ogni periodo (riga) corrispondeva al riempimento dei livelli energetici caratterizzati dallo stesso numero quantico principale (n). Nel 1943 il chimico statunitense Glenn Seaborg sintetizzò il plutonio; due anni dopo suggerì che gli attinidi, come i lantanidi, avessero il sotto-orbitale f pieno; prima si pensava che formassero una quarta riga nell’orbitale d. L’ipotesi di Seaborg fu verificata nel 1951 e gli fu conferito il Premio Nobel per la chimica.

Gli elementi del blocco f e gli elementi transuranici si trovano in natura in piccolissime quantità, tuttavia la maggior parte di questi elementi sono stati scoperti in laboratorio. Il primo di questi è stato il Nettunio nel 1939.

Tra il 2010 e il 2015 alcuni elementi che magari conoscerete come Uu-, sono stati finalmente nominati in Nihonio, Flerovio, Moscovio, Livermorio, Tenesso e Oganesso.

Curiosità’:

Della Tavola Periodica esistono numerose rappresentazioni alternative, circolare, circolare alternativa, a spirale, a piramide, Stowe ed estesa in funzione di chi la rappresenta.

Una curiosità, nonostante tutti gli elementi fino all’oganessio siano stati scoperti, si conoscono le proprietà chimiche degli elementi solo fino all’hassio (108) e quello del copernicio (112). Gli altri elementi potrebbero comportarsi differentemente da quanto previsto per estrapolazione, a causa di effetti relativistici.

Non è chiaro se i nuovi elementi continueranno lo schema a periodi di 8 della tavola periodica corrente o avranno bisogno di ulteriori aggiustamenti o adattamenti. Seaborg si aspettava un ottavo periodo, che include un blocco-s per gli elementi 119 e 120 ed un nuovo blocco-g per i successivi 18 elementi.

Testo: Luca Tonietti

Foto: Wikipedia.org

Fonti: Wikipedia.org