Sulla discriminazione tra semimetallo e metalloide (i precari della tavola periodica)

Se c’è una cosa che proprio mi lascia l’amaro in bocca, è quella sensazione di incompletezza che aleggia intorno ad un lavoro incompiuto, come dire a un muratore di costruire un muro e poi abbandonarlo a se stesso, ignorando perfino se il muro sia stato effettivamente costruito oppure no. Quella stessa sensazione che si prova scorrendo le moltitudini di bozze inevase che albergano nei nostri buoni propositi, ma che per un motivo o per l’altro, faticano ad emergere e rimangono li, per una virtuale eternità. Detesto anche le imprecisioni, gli errori grossolani, le incomprensioni dovute ad accordi troppo convenzionali e troppo poco rigorosi o incisivi, al punto da diventare puntiglioso per ogni piccolezza, di quelli che spigolano sui decimali e si accorgono delle sviste con un colpo d’occhio, ma non finiscono mai di correggere le proprie bozze e tantomeno sono capaci di terminarle per davvero, vittime del loro stesso pignolo ed esagerato perfezionismo che si rivela inconcludente più volte del previsto, quando non proprio deleterio.

Per questi motivi quando scopro che nel 2012 esiste ancora una controversia irrisolta che latita indisturbata da almeno 30 anni, in merito alla nomenclatura di uno dei tre gruppi principali in cui si possono suddividere gli elementi chimici secondo le loro proprietà, allora decido di scrivere quella fatidica bozza. Se adesso la state leggendo significa che sono riuscito a sconfiggere il ‘perfettino’ che alberga nel mio subconscio, ma vuole anche dire che vi beccate qualche imprecisione, e di ciò chiedo venia in anticipo.  🙂

Immagino che nessuno batta ciglio se parlo di metalli; chiunque, chimici e non, sanno di cosa sto cianciando. Certo i chimici magari sapranno qualcosa in più, tipo il comune aspetto di un solido che riflette la luce in un certo modo mentre conduce calore ed elettricità oltre ad altri dettagli che vado a tralasciare. Se chiedo cosa sono i non metalli, mi aspetto qualche secondo per una formale pausa di riflessione dopo di che l’intuito deduttivo prende il sopravvento e risponde (ovviamente): “tutto ciò che non è metallico!” Tralasciamo anche qui inutili dettagli e passiamo subito al terzo gruppo. Domanda: “non sono metalli e nemmeno non metalli. Cosa sono?”

L’impercettibile mutevolezza dei pesi atomici

Dopo la precarizzazione delle costanti di decadimento radioattivo e il recente assedio alla costante di struttura fine alfa, adesso è arrivato il turno dei pesi atomici, il momento è storico: è giunta la proposta di revisione per i valori convenzionali delle masse di alcuni elementi chimici, ovvero le medie ponderate delle masse relative dei suoi isotopi in funzione della loro relativa abbondanza, al fine di ottenere una maggiore precisione in risposta alle attuali e accresciute conoscenze grazie alle più recenti innovazioni delle tecnologie di misura.

La tavola periodica degli elementi del futuro

Una rappresentazione tridimensionale dell’ipotetica isola di stabilità. Imagecredit: Wikimedia Commons

Attualmente possiamo dire di conoscere nel concreto sette periodi della tavola periodica degli elementi chimici, che si chiude, almeno per quanto è stato confermato fino ad ora, con l’Ununoctium, altrimenti chiamato Eka-radon, l’elemento di numero atomico 118. Questo è l’elemento più pesante conosciuto, e ha alcune interessanti peculiarità: la sua collocazione si pone subito sotto il Radon, e come si prevede, dovrebbe avere le caratteristiche elettive dei gas nobili, quindi stato gassoso, elevata stabilità chimica e condizione monoatomica (non forma molecole come O2, H2). Inoltre è il secondo elemento gassoso radioattivo (insieme al radon) e il primo elemento gassoso semiconduttore.

Se ulteriori elementi con numero atomico superiore a questo verranno scoperti in futuro, essi saranno inseriti in ulteriori periodi, disposti (come per i periodi esistenti) in maniera tale da rispettare periodicamente le tendenze ricorrenti nelle proprietà degli elementi in questione.

Senza entrare in ingegneristici tecnicismi, si pensa che questa scoperta sia una porta per l’accesso ad altri elementi successivi con caratteristiche di stabilità particolari, un insieme nel quale si collocano ad esempio l’elio, l’ossigeno, il calcio, lo stagno ed il piombo: tutti hanno in comune un guscio completo di protoni (gli amici e gli addetti ai lavori lo chiamano numero magico!).

Questi elementi “seriali”, fanno presagire che le caratteristiche di quelli successivi, siano tali da presupporre che esista una fascia inesplorata della tavola periodica, definita “isola della stabilità” dove anche elementi con elevati numeri atomici siano più stabili e, quindi in grado di esistere per tempi più lunghi, elementi ancora sconosciuti sul noatro pianeta e che potrebbero aprire nuovi e impensabili sviluppi sia nelle scienze dei materiali che nelle loro applicazioni più tecnologiche.

Come fare un videoclip di una molecola

Molucad, uno dei freeware più versatili per la modellistica molecolare

Un pallino che mi attanagliava da tempo (si lo so, sono un po’ strano), era quello di disegnare una molecola qualsiasi con le forme di Van der Waals (quelle a palloncini), predisporre una rotazione variabile e estrarre il filmato in formato avi, pronto per essere pubblicato e utilizzato anche per una didattica più accattivante.

La ricerca di un software adatto è stata lunga e laboriosa, le condizioni da rispettare erano rigorose e prevedevano l’estrema facilità d’uso, la condizione di software open source o freeware, anche per decorrenza dei termini di licenza. Chiaramente non poteva mancare il supporto per il 3D e l’animazione. Infine, assolutamente indispensabile, la possibilità di esportare il tutto in un file video manipolabile con programmi comuni.

La chimica è tutta un’altra musica!

La scienza ispira l’arte canora? Giudicate voi, con questa rassegna di videoclip che potrebbero concorrere al festival della scienza per le migliori rappresentazioni canore da parte di cantanti non professionisti.

Il primo è un video che potrebbe anche essere utile per l’apprendimento della corretta pronuncia di tutti gli elementi chimici della tavola periodica, una nota canzone di Tom Lehrer del 1959, un cantante satirico americano: The elements song (with lyrics).

Il periodo delle tavole periodiche (2° parte)

Come promesso, dopo il precedente post che passava in rassegna alcune delle infinite incarnazioni delle tavole periodiche degli elementi “canoniche”, passiamo a quelle che con la chimica che noi conosciamo, hanno ben poco a che fare, non per questo però risultano meno degne di attenzione, almeno per il contesto in cui sono collocate.

L'unobtainium

Nella fantascienza, nonostante il largo impiego di elementi improbabili, come ad esempio l’unobtainium, recentemente (ri-)portato alla ribalta dal colossal in 3D di James Cameron, Avatar. Un gioco di parole che sottintende l’inottenibilità della sostanza, un termine studiato per mimetizzarsi perfettamente fra gli ultimi elementi della vera tavola periodica che iniziano per un-, e terminano con -ium, citato fin dagli anni ’50, dove veniva usato in ingegneria aerospaziale per indicare un materiale insolito o molto costoso. Nella narrativa di fantascienza è un tormentone, nato probabilmente come sinonimo del fantastico scrith semi-trasparente utilizzato nel romanzo premio Hugo conosciuto in Italia con il titolo I burattinai (Ringworld) di Larry Niven, dove descrive la sostanza che compone la struttura artificiale di dimensioni spropositate a forma di anello che circonda una stella del celebre Mondo Anello. Nel 2003 viene nuovamente sfruttato nel film catastrofico The Core e nel gioco massively multiplayer online Skyrates del 2008.

Per un elenco completo, o quasi, di tutti gli elementi, materiali, isotopi e particelle atomiche che appartengono alla fantascienza, il miglior link possibile è quello che porta alla relativa pagina in inglese di Wikipedia.

La tavola periodica di Star Trek

In Star Trek viene mostrata una tavola periodica su un display presente in un’aula a bordo della USS Enterprise-D, nel settimo episodio della sesta stagione di TNG, “Giovani eroi“. La tavola in questione è ricca di elementi immaginari, numerosi errori e nomi burleschi, con palesi riferimenti ad autori, e a riferimenti completamente estranei alla saga, come la kriptonite e il jonesium, quest’ultimo probabilmente ispirato a Indiana Jones.

Fra le tavole periodiche in qualche modo correlate al genere sci-fi, assolutamente da non perdere sono i racconti della tavola periodica di  Michael Swanwick, di cui alcuni esemplari si possono leggere (in inglese) sul suo blog personale, mentre una copia completa di tutti e 118 brevi racconti si può ancora trovare qui.  Nulla a che vedere, tuttavia con uno dei più bei romanzi che mi sento di consigliare, ovvero il sistema periodico di Primo Levi, un antologia di ventuno racconti brevi, ciascuno caratterizzato dal nome di un elemento in qualche modo correlato. Una lettura stimolante che rende poetica perfino la chimica.

Infine per chiudere le tavole della fantascienza, segnalo i link per la tavola periodica degli elementi immaginari di Russelwalks, la tavola periodica dei film e serie tv di fantascienza e l’imperdibile tavola dei supereroi!

Dal semi-serio al faceto, ecco una esilarante tavola a fumetti, con gli elementi nel pieno delle loro attività, di cui ne propongo una porzione.

Funny toons (clic sull'immagine per la versione integrale)

In alternativa è sempre possibile imitare le inconsuete e bizzarre abitudini di un nerd degno di The Big Bang Theory stendendo intorno alla vostra doccia un telo impietoso, per soli 32 $, un vero affarone, se non potete proprio farne a meno!

Tra le più strane, in ambito culinario, mi sento ancora di segnalare la tavola dei vegetali, una per la frutta,  e quella dei dessert, tanto per gustare. Ah, non dimentichiamoci i cocktail, per un’allegra serata in compagnia.

Diciamo che c’è una tavola periodica per tutto quanto può passare per la testa del creativo di turno, animali, personaggi immaginari e dei cartoni animati, serie tv e videogames non ne sono immuni, ma quando arriva lui, dato che riconosce solo l’elemento sorpresa, la distrugge accartocciandola senza pietà.

Bene, se avete resistito fino qui, vi propongo ancora due ottimi link, che potrebbero tornare utili: una tavola periodica ragionata dei migliori blogger scientifici e un’ultima tavola periodica con la particolarità di visualizzare un breve filmato relativo all’elemento in questione, periodicvideos.

Il periodo delle tavole periodiche

La tavola periodica degli elementi, come  ogni ragazzino delle elementari ben sa, è uno schema che rappresenta i diversi tipi di atomi attualmente conosciuti, ordinata in base alle proprietà specifiche di ciascun elemento. Come dire, ogni specie atomica risiede in una certa posizione per un motivo preciso. Come molte altre convenzioni scientifiche di una certa portata, il percorso che ha portato la tavola periodica così come la conosciamo oggi, è stato molto lungo e pieno di controversie.  In ultima analisi, la paternità oggi viene attribuita al chimico russo Dimitrij Mendeleev che la perfezionò nel 1869.

Ma veniamo al vero scopo del post, una rassegna delle tavole in giro per il web, fra le più complete, mirate e curiose che possiate mai trovare. Chiaramente questi saranno link che non possono mancare fra i segnalibri di un chimico che si rispetti,  e di alcuni forse non immaginavate nemmeno l’esistenza…

Tavola periodica dinamica

In primis, la tavola per eccellenza, in formato dinamico e interattivo, comprende un cursore per scorrere le temperature che visualizza istantaneamente lo stato fisico di tutti gli elementi, è poliglotta e cliccando su ciascuna cella si ottengono tutte le informazioni relative in maniera esaustiva e affidabile. Visualizzazione dei trend del raggio atomico e macchina del tempo (per l’anno della scoperta) sono inclusi, insieme a orbitali, isotopi, origine dei simboli e integrazione con Wikipedia.

La tavola "triangolare"

La seguente, di forma pseudo-triangolare, invece rappresenta un ordinamento degli elementi più inusuale, a dir poco, che segue le teorie della chimica quantistica, possiede una struttura aperta e condensata, in cui ogni periodo rappresenta il guscio elettronico più esterno occupato ed il suo numero quantico. Inutile dire che è per specialisti.

La tavola "fotografica"

Molto simpatica e d’impatto quella “fotografica” di Theodore Gray, con numerose immagini correlate a ciascun elemento, quando possibile, e moltissime informazioni preziose. Disponibile solo in  lingua inglese.

La "circolare"

Fra le alternative, se ne trovano a volontà, quella circolare è molto suggestiva, come anche quelle presenti nella relativa voce di Wikipedia.en: Alternative periodic tables, che a sua volta contiene numerosi altri link ad altre esotiche rappresentazioni degli elementi naturali e non, fra i quali spicca il database di tutte (o quasi) le tavole concepite finora.

Tutti pazzi per la tavola periodica allora, nelle prossime clip potrete ammirare alcuni improbabili oggetti che raffigurano in un modo o nell’altro la familiare tabella, una tazza tematica, una carrozzeria da urlo e una artigianale composta esclusivamente da invitanti dolcetti farciti! Yummy! 🙂

Concludo questa rassegna, per rimandare ad una successiva puntata con le tavole periodiche più incredibili del web, con una tabella didattica ideale per i vostri bambini che sono incuriositi dalle diversità della materia!

Tavola periodica didattica

Continua …