La Tavola periodica compie 150 anni

Molto probabilmente tutti i chimici, almeno italiani, hanno letto 'Il sistema periodico' in cui Primo Levi dà vita al 'carattere' dei vari elementi, dedicando a ciascuno di loro un capitolo del suo romanzo. La Tavola periodica invece ne descrive tutte le caratteristiche senza esclusione. Uno schema che compie 150 anni e che resta ancor oggi valido nella sua logica inattaccabile. Una sorta di 'Bibbia' per qualunque chimico, contenuta in un unico foglio ma ricchissima di informazioni.

“Con il lavoro di Mendeleev si mette ordine al caos. All'epoca, siamo nella seconda metà dell'Ottocento, erano stati isolati ed erano quindi noti all'incirca una sessantina di elementi, se ne conoscevano il peso atomico e alcune proprietà e si iniziava a intuire che ci dovesse essere un ordine, non era chiaro però quale”, racconta Maurizio Peruzzini, direttore del Dipartimento di scienze chimiche e tecnologie dei materiali (Dsctm) del Consiglio nazionale delle ricerche. “Ecco che Mendeleev trova le chiavi giuste, via via che mette gli elementi allora noti al loro posto si accorge che la cosa funziona. Abbiamo anche una pagina di appunti del grande scienziato russo con la bozza della tavola periodica in cui si annotano le cancellazioni e i ripensamenti: un documento unico e quasi commovente, da cui emerge la tensione della scoperta e la consapevolezza di avere fra le mani qualcosa di veramente rivoluzionario. La scoperta di Mendeleev getta luce sugli elementi chimici, i mattoni di cui è costituito il creato. È dirompente, soprattutto perché la sistemazione degli elementi avviene sulla base di informazioni ancora incomplete sulla natura degli atomi e della materia”.

Ma con la Tavola periodica non si sistema solo l'esistente. “Mendeleev fa anche previsioni sugli elementi mancanti, di alcuni dei quali lo studioso predice la densità, il peso molecolare e il comportamento chimico”, continua il direttore del Cnr-Dsctm. “Previsioni che si dimostreranno estremamente accurate nel caso del Germanio e del Gallio, scoperti pochi anni dopo. Questo favorì la diffusione dell'idea di Mendeleev e l'accettazione universale della sua Tavola”.

La Tavola periodica resistette anche alla scoperta dei gas nobili. “Questi elementi inizialmente non sembravano trovare posto nella sistemazione proposta nel 1869, ma poi si scoprì che andavano a creare un nuovo gruppo che trovava quindi la sua collocazione logica nella Tavola”, spiega Peruzzini. “Nei primi decenni del Novecento, inoltre, l'ordine di Mendeleev si rivelò coerente a quanto veniva descritto dalla nascente fisica quantistica e capace di comprendere meglio le relazioni fra i vari elementi, le regole con cui, a partire dai differenti mattoncini, si possono costruire le molecole, anche le più complesse, e per capire come queste si possono trasformare. In definitiva, la Tavola periodica divenne la matrice base con cui organizzare e comprendere la chimica, una mappa per interpretare le regole del mondo degli atomi”.

Consultandola si scopre, ad esempio, che il Sodio si lega bene al Cloro o che esistono elementi che preferiscono non interagire con gli altri, come avviene nei gas nobili quali l'Argon, il Neon o l'Elio. C'è poi il Carbonio, che può originare numerosi e complessi composti, tanto da costituire da solo un'intera branca della chimica, la chimica organica: quella delle proteine, degli amminoacidi, di molti farmaci e del Dna, per citare solo alcune delle tante molecole in cui è presente in combinazione con pochi altri elementi.

“Qualche giorno fa, mi sono messo a contare quanti elementi avevo maneggiato nella mia carriera scientifica: sono circa 60, un numero elevato ma comune per un chimico inorganico come me”, conclude Peruzzini. “Oggetto di una delle mie attuali attività di ricerca è il Fosforo del quale quest'anno ricorrono i 350 anni dall'isolamento avvenuto a opera dell'alchimista Hennig Brand, che stava cercando la 'pietra filosofale'. Nell'ambito del progetto Erc 'Phosfun', infatti, sto studiando il fosforo nero e il fosforene che è l'equivalente del grafene però fatto solo di atomi di fosforo.Si tratta di un vero e proprio 'rinascimento' della chimica del fosforo nero, una forma dell'elemento praticamente considerata una curiosità scientifica per oltre cento anni”.