LA POSIZIONE DELL’IDROGENO NELLA TAVOLA PERIODICA

 

Eric Scerri

 

Department of Chemistry and Biochemistry, University of California in Los Angeles, CA, USA

scerri@chem.ucla.edu

 

In un articolo recente (CI Nov-Dec 2003, p. 14; http://wwwcsi.unian.it/educa/prodiba/h1-hkpa.html), Peter Atkins e Herb Kaesz hanno proposto una modifica alla tavola periodica riguardo alla disposizione dell'elemento idrogeno.  Invece della disposizione usuale nella parte superiore dei metalli alcalini e la sua disposizione occasionale fra gli alogeni, Atkins e Kaesz scelgono di posizionare l'idrogeno a sè stante e galleggiando sopra la tavola.  In tal modo questi autori sembrano trascurare la possibilità di posizionare l'idrogeno insieme ai membri del gruppo che è capeggiato solitamente dal carbonio come recentemente è stato discusso in detaglio. [1]

 

La disposizione proposta della tavola periodica, con idrogeno in alto nel primo periodo, ma non assegnato ad alcun gruppo.

 

Ma piuttosto che considerare le virtù relative di queste tre disposizioni possibili, intendo valutare gli argomenti per la rimozione dell’idrogeno dalla parte principale della tavola un po’ più attentamente e dalla prospettiva della filosofia della chimica.  Una convinzione molto ampiamente diffusa, fra i chimici ed altri simili, è che il sistema periodico sia costituito principalmente da una classificazione degli elementi come sostanze semplici che possono essere isolate e le cui proprietà possono essere esaminate sperimentalmente.  Tuttavia, c’è una tradizione di vecchia data di considerare anche gli elementi come inosservabili generatori di proprietà, a volte chiamati elementi come sostanze di base. 

 

Sorprendente come potrebbe sembrare, questa nozione ha avuto un'influenza profonda sullo stabilirsi e sulla sopravvivenza del sistema periodico sin dalla sua scoperta nel 1860.  Per esempio, Mendeleev, lo scopritore principale del sistema periodico, ha sottolineato frequentemente che stava soprattutto classificando gli elementi nel senso di astratti portatori di proprietà e non come sostanze semplici.  Considerando che il carbonio si presenta come grafite e come diamante, se ci si focalizza sull'elemento nelle sue forme semplici di sostanza, la casella del carbonio nella tavola periodica si riferisce all'elemento come la sostanza di base che è sotto ad entrambe le forme allotropiche. 

 

Similmente, la scoperta degli isotopi durante i primi anni del ventesimo secolo ha condotto ad una crisi in cui gli "atomi" conosciuti sembravano moltiplicarsi improvvisamente nel numero.  Alcuni chimici come Kasimir Fajans hanno dichiarato che la tavola periodica non sarebbe sopravvissuta a questa scoperta.  Tuttavia, il radiochimico Fritz Paneth ha argomentato, come Mendeleev, che la tavola periodica non dovrebbe classificare le sostanze semplici come gli isotopi degli elementi.  Ha sostenuto che dovrebbe classificare gli elementi astratti e che la tavola periodica sarebbe sopravvissuta la scoperta degli isotopi, come certamente è avvenuto. [2]

 

La nostra incapacità corrente di disporre l'idrogeno nella tavola periodica in un modo non ambiguo non ci dovrebbe condurre ad escluderlo del tutto dalla legge periodica come Atkins e Kaesz sembrano implicare rimuovendo l'idrogeno dalla parte principale della tavola.  Suggerisco che l'idrogeno sia soggetto alla legge periodica come lo sono tutti gli altri elementi.  Inoltre sostengo che c’è "un fatto della materia" per quanto riguarda la disposizione ottimale dell’idrogeno nel corpo principale della tavola e che questo non è una questione di utilità o di convenzione che possa essere legiferato come questi ed altri autori hanno argomentato. 

 

Piuttosto che fare affidamento sulle proprietà specifiche degli elementi come sostanze semplici, dovremmo cercare una qualche forma di regolarità implicita per risolvere la questione della disposizione dell’idrogeno.  Una possibilità è quella di cominciare ogni nuovo periodo con un nuovo valore di n + l (somma dei primi due numeri quantici) nell'assegnazione delle configurazioni elettroniche, come molti autori hanno suggerito. [3]  Questa tavola periodica risulta nella disposizione dell’idrogeno nei metalli alcalini e dell’elio fra le terre alcaline.  Naturalmente la seconda di queste disposizioni solleva ulteriori difficoltà tra coloro che insistono nel vedere gli elementi soltanto come sostanze semplici.  Ma come ho provato a discutere qui questa è una visione sbagliata della natura degli elementi chimici. 

 

Riferimenti

1. M. W. Cronyn, J. Chem. Educ., 2003, 80, 947–951.

2. E. R. Scerri, in Minds and Molecules, N. Bhushan, S. Rosenfeld (eds.), Oxford University Press, New York, 2000.

3. G. Katz, The Chemical Educator, 2001, 6, 324–332.

 

Pubblicato originariamente in:

Chemistry International Vol. 26 No. 3 May – June 2004, p. 21.

online at <http://www.iupac.org/publications/ci/2004/2603/ud2_scerri.html>

 

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