LA SCIENZA PER TUTTI

ELEMENTI TRANSURANICI!

Con il primo post di questo anno solare (ecco il link) avevo lasciato in sospeso alcune questioni riguardanti i nuovi elementi che compariranno nelle prossime tavole periodiche e che appartengono ad una classe denominata “elementi transuranici”.

In modo particolare, l’obiettivo di questo  e dei prossimi post è di dare alcune basilari informazioni su questa particolare classe di elementi sottolineando magari gli aspetti più curiosi!

Come già detto nel post di riferimento, sono detti transuranici (“al di là dell’uranio”) quegli elementi chimici aventi numero atomico (n° di protoni nel nucleo) maggiore di quello dell’uranio e pari a 92.

In modo particolare, si definiscono superpesanti gli elementi transuranici aventi numero atomico maggiore o uguale a 110 (l’elevata massa coincide anche con una bassa stabilità!).

Ecco una rapida panoramica e un riepilogo dei vari elementi in questione:

Una cosa importante e preliminare da dire è che tutti questi elementi tranne nettunio e plutonio (che derivano dal decadimento beta dell’uranio 238) non esistono in natura e sono stati pertanto riprodotti artificialmente.

Tra gli scienziati più attivi in questo settore bisogna ricordare Theodor Seaborg e Edwin McMillan che ho citato in uno dei tanti posts dedicati ai chimici statunitensi (ecco il link).

La scarsissima abbondanza naturale di questi elementi è dovuta al fatto che avendo un nucleo molto pesante, non è sufficiente la presenza dei neutroni per attenuare la repulsione elettrostatica tra i tanti protoni  presenti (vi ricordo che essendo tutti i protoni carichi positivamente vale la regola “cariche di segno uguale si respingono”!) e il nucleo instabile porta al decadimento in nuclei più leggeri.

L’ultimo elemento ad avere isotopi stabili è il piombo (numero atomico 82). Tutti gli elementi che lo seguono presentano nuclei instabili e il tempo di “vita” (sarò più preciso in futuro) è tanto più basso quanto più alto è il numero atomico.

SI definisce TEMPO di EMIVITA o di DIMEZZAMENTO il  tempo richiesto affinché un dato campione si riduca alla metà della sua  quantità iniziale.

Un esempio molto semplice dovrebbe chiarire un po’ le idee:

Uranio: numero atomico=92     t di emivita dell’isotopo più stabile  = 4 miliardi di anni

Copernicio: numero atomico = 112    t di emivita dell’isotopo più stabile = 11 minuti

Quindi ecco perché, pur essendo instabili, anche elementi come l’uranio sono rintracciabili in natura (decadono molto lentamente). Elementi transuranici invece hanno un tempo di emivita talmente basso che, anche se fossero stati sintetizzati in seguito al Big Bang e al processo assai complesso e lungo detto nucleosintesi (cosa peraltro non dimostrata/verificata), sarebbe passato talmente tanto tempo che la loro quantità non sarebbe più rivelabile (decadono molto rapidamente).

Dal punto di vista prettamente chimico, oltre a dire che tali elementi presentano orbitali di simmetria f (vedi figura) come per i lantanidi, non possiamo pensare di studiarne la reattività in quanto la loro instabilità, radioattività e assenza in natura sono dei problemi insormontabili (almeno per ora!).

Nel prossimo post vedrò di approfondire il fenomeno noto come radioattività e strettamente a contatto con quanto finora detto!

Ringraziandovi ancora per i tanti complimenti ricevuti nel post precedente (“TANTI AUGURI BLOG!”), vi lascio con la celebre “elements song” di Tom Lehrer e vi rimando alla prossima puntata!