Appendice

“I mattoni dell’universo”

Così una moderna enciclopedia della scienza definisce gli elementi chimici. Tra gli elementi che costituiscono la terra vi è una sorprendente varietà; alcuni sono rari, altri abbondano. Elementi come l’oro sono belli a vedersi. Altri sono gas che non vediamo nemmeno, come l’azoto e l’ossigeno. Ogni elemento è composto di atomi di un certo tipo. La struttura degli atomi e le loro relazioni reciproche rivelano un uso razionale delle risorse e un’organizzazione stupenda che segue uno schema ben preciso.

Circa 300 anni fa si conoscevano solo 12 elementi: antimonio, argento, arsenico, bismuto, carbonio, ferro, mercurio, oro, piombo, rame, stagno e zolfo. Quando se ne scoprirono altri, gli scienziati notarono che gli elementi riflettevano un ordine preciso. Visto che in questo ordinamento rimanevano dei posti vuoti, scienziati come Mendeleev, Ramsay, Moseley e Bohr ipotizzarono l’esistenza di elementi sconosciuti, predicendone le caratteristiche. In seguito quegli elementi furono scoperti confermando puntualmente le previsioni. Come fecero quegli scienziati a predire che esistevano forme di materia a quel tempo ancora sconosciute?

Ebbene, gli elementi chimici seguono un ordine numerico che dipende dalla loro struttura atomica. Questa è una legge dimostrata. Per questo motivo i libri di testo possono pubblicare una tavola periodica degli elementi suddivisa in righe e colonne, in cui trovano posto idrogeno, elio e così via.

Un’enciclopedia osserva: “Poche sistematizzazioni, nella storia della scienza, possono competere con il concetto di periodicità quale vasta rivelazione dell’ordine del mondo fisico. . . . Se in futuro verranno scoperti nuovi elementi, è certo che questi troveranno la loro collocazione nel sistema periodico, conformandosi al suo ordine ed esibendo le caratteristiche appropriate per il gruppo in cui si troveranno”. — McGraw-Hill Encyclopedia of Science & Technology.

Disponendo gli elementi secondo le righe e le colonne della tavola periodica si nota una notevole affinità tra gli elementi che occupano la stessa colonna. Ad esempio, nell’ultima colonna ci sono elio (numero atomico 2), neon (numero atomico 10), argo (numero atomico 18), cripto (numero atomico 36), xeno (numero atomico 54) e radon (numero atomico 86). Si tratta di gas che emettono una forte luce quando sono attraversati da una scarica elettrica, e vengono usati in certe lampade. Inoltre, a differenza di altri gas, non reagiscono facilmente con vari elementi.

Sì, finanche negli atomi che lo costituiscono, l’universo rivela uno straordinario grado di armonia e ordine. Da dove derivano l’ordine, l’armonia e la varietà dei “mattoni” dell’universo?

 [Prospetto a pagina 27]

(Per la corretta impaginazione, vedi l’edizione stampata)

Tavola periodica degli elementi

L’ordine e l’armonia degli elementi nella tavola periodica sono frutto del caso o di un progetto intelligente?

METALLI

NON METALLI

GAS NOBILI

ELEMENTI DI TRANSIZIONE

Serie dei lantanidi

Serie degli attinidi

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

Nome dell’elemento Simbolo Numero atomico

idrogeno H 1

elio He 2

litio Li 3

berillio Be 4

boro B 5

carbonio C 6

azoto N 7

ossigeno O 8

fluoro F 9

neon Ne 10

sodio Na 11

magnesio Mg 12

alluminio Al 13

silicio Si 14

fosforo P 15

zolfo S 16

cloro Cl 17

argo Ar 18

potassio K 19

calcio Ca 20

scandio Sc 21

titanio Ti 22

vanadio V 23

cromo Cr 24

manganese Mn 25

ferro Fe 26

cobalto Co 27

nichel Ni 28

rame Cu 29

zinco Zn 30

gallio Ga 31

germanio Ge 32

arsenico As 33

selenio Se 34

bromo Br 35

cripto Kr 36

rubidio Rb 37

stronzio Sr 38

ittrio Y 39

zirconio Zr 40

niobio Nb 41

molibdeno Mo 42

tecnezio Tc 43

rutenio Ru 44

rodio Rh 45

palladio Pd 46

argento Ag 47

cadmio Cd 48

indio In 49

stagno Sn 50

antimonio Sb 51

tellurio Te 52

iodio I 53

xeno Xe 54

cesio Cs 55

bario Ba 56

lantanio La 57

cerio Ce 58

praseodimio Pr 59

neodimio Nd 60

promezio Pm 61

samario Sm 62

europio Eu 63

gadolinio Gd 64

terbio Tb 65

disprosio Dy 66

olmio Ho 67

erbio Er 68

tulio Tm 69

itterbio Yb 70

lutezio Lu 71

afnio Hf 72

tantalio Ta 73

tungsteno W 74

renio Re 75

osmio Os 76

iridio Ir 77

platino Pt 78

oro Au 79

mercurio Hg 80

tallio Tl 81

piombo Pb 82

bismuto Bi 83

polonio Po 84

astato At 85

radon Rn 86

francio Fr 87

radio Ra 88

attinio Ac 89

torio Th 90

protoattinio Pa 91

uranio U 92

nettunio Np 93

plutonio Pu 94

americio Am 95

curio Cm 96

berkelio Bk 97

californio Cf 98

einsteinio Es 99

fermio Fm 100

mendelevio Md 101

nobelio No 102

laurenzio Lr 103

104

105

106

107

108

109