Inaugurazione ufficiale dell’Anno Internazionale della Tavola Periodica

Rinaldo Cervellati

Il 29 gennaio a Parigi, nella sede dell’UNESCO (Organizzazione delle Nazioni Unite per l’educazione, la scienza e la cultura), ha avuto luogo la cerimonia ufficiale inaugurale dell’International Year of Periodic Table (IYPT).

Ne ha parlato Laura Howes su Chemistry & Engineering News del 30 gennaio (The International Year of the Periodic Table officially kicks off in Paris, C&EN, 97 (5))

Il 2019 coincide con il 150° anniversario del primo articolo di Dmitri Mendeleev che proponeva una classificazione degli elementi conosciuti in un sistema basato sulle loro proprietà fisiche e chimiche, da lui stesso chiamato sistema periodico. Molti interventi alla cerimonia di apertura di martedì 29 hanno riguardato il lavoro di Mendeleev e la sua Tavola Periodica che gli permise di prevedere le proprietà di elementi non ancora noti, che vennero poi effettivamente scoperti in base a queste previsioni. Mendeleev è stato un “vero genio della chimica”, ha detto il premio Nobel Ben Feringa durante il suo discorso di apertura.

Feringa ha anche affrontato un tema condiviso in molti altri interventi: l’importanza della collaborazione internazionale. I chimici “hanno un linguaggio universale che usa gli elementi e le molecole e non ha confini” ha affermato Feringa.

Oltre ai discorsi, l’inaugurazione del 29 gennaio ha previsto tavole rotonde e spettacoli musicali. Fuori dall’auditorium principale, i delegati hanno preso parte a dimostrazioni pratiche di chimica e hanno potuto ammirare una serie di tavole periodiche. Questa collezione comprendeva diversi Tavole realizzate dall’insegnante giapponese Nagayasu Nawa e un Tavola da muro del 1885 scoperta da Alan Aitken mentre stava pulendo l’Anfiteatro delle Conferenze all’università di St. Andrews nel 2014.

Questa Tavola potrebbe essere il più antico esempio al mondo di una tavola periodica usata a scopo didattico.

Parlando alla cerimonia di apertura, la presidente della American Chemical Society, Bonnie Charpentier, ha affermato che l’ACS spera che le società scientifiche e le istituzioni educative si riuniscano nel 2019 per condividere l’importanza della chimica e della tavola periodica. “Non vedo l’ora di vedere tutti i modi in cui si festeggerà l’IYPT e discutere su come possiamo lavorare insieme”, ha aggiunto, rivolgendosi alla platea.

La cerimonia di apertura è stata solo l’inizio dell’IYPT. Eventi e convegni sono stati pianificati per tutto l’anno. Queste manifestazioni includeranno anche il sostanziale apporto, troppo spesso dimenticato o ignorato, delle donne scienziate che hanno contribuito al completamento della Tavola con la scoperta di nuovi elementi e più in generale al progresso delle scienze chimiche.

L’IYPT, con il suo tema sugli elementi come linguaggio comune per la scienza, ha pertanto lo scopo di migliorare la consapevolezza globale e l’educazione nelle scienze di base.

Alla cerimonia inaugurale ha partecipato anche il nostro collega Marco Taddia che rappresenta la Società Chimica Italiana nel Working Party on History of Chemistry di EuChemS (Società Europea di Chimica). Sicuramente Marco scriverà su questa cerimonia su La Chimica & l’Industria, rivista ufficiale della SCI.

In questo 2019 cade anche il 100°anno di fondazione della IUPAC (Unione Internazionale di Chimica Pura e Applicata), con lo scopo di promuovere la comunicazione internazionale nelle scienze chimiche attraverso un linguaggio standardizzato condiviso da tutti i settori, accademico, industriale e pubblico. Come ricordato nel precedente post la IUPAC ha convocato un gruppo di lavoro con il compito di dare una raccomandazione aggiornata sulla struttura della Tavola periodica.

La Tavola Periodica fra chimica e fisica

Rinaldo Cervellati

Nel 2019 cade il 150° anniversario della pubblicazione della prima Tavola Periodica degli elementi. L’UNESCO ha voluto celebrare l’avvenimento proclamando il 2019 Anno Internazionale della Tavola Periodica degli Elementi.

Una delle prime riviste che ha fornito un contributo all’evento è stata Chemistry & Engineering news, affermando che nonostante la Tavola Periodica campeggi in ogni aula di chimica del mondo e sia uno dei simboli più riconoscibili della scienza chimica, storici e filosofi della chimica stanno ancora dibattendo su quale sia la migliore interpretazione della Tavola e di conseguenza la sua miglior rappresentazione [1].

Ripercorriamo brevemente la genesi già presentata in un post pubblicato su questo blog [2].

Nel 1869 il chimico russo Dmitri I. Mendeleev (1834-1907) pubblicò una tabella in cui i 56 elementi fino allora conosciuti erano ordinati in base al peso atomico crescente in gruppi orizzontali e periodi verticali in modo che ad ogni periodo corrispondevano elementi con proprietà fisiche chimiche simili e in ogni gruppo queste proprietà variavano allo stesso modo in cui variano le valenze degli elementi stessi. La tabella fu chiamata Sistema Periodico dallo stesso Mendeleev ed è mostrata in figura 1, tratta dal lavoro originale dell’Autore [3a].

Figura 1.

Il lavoro, intitolato Sulla dipendenza tra le proprietà e i pesi atomici degli elementi, fu pubblicato in un’oscura rivista russa [3a] quindi ripubblicato in tedesco sullo Zeitschrift für Chemie [3b]. La genialità di Mendeleev sta non solo nell’aver lasciato caselle vuote dove non trovava elementi che dovevano appartenervi, ma nell’aver previsto i pesi atomici e le proprietà chimiche di questi, che furono poi effettivamente scoperti (ad es. il germanio fra il silicio e lo stagno, ecc.).

Nel 1871 Mendeleev pubblicò la sua tavola periodica in una nuova forma, con i gruppi di elementi simili disposti in colonne piuttosto che in righe, numerate da I a VIII in corrispondenza delle valenze minima e massima dell’elemento[1].

Lemonick [1] sostiene che Mendeleev apparentemente organizzò la sua tavola in base al peso atomico crescente, ma diede piuttosto alle proprietà chimiche un ruolo decisivo. Ad esempio, il tellurio è leggermente più pesante dello iodio ma Mendeleev mise il tellurio prima dello iodio perché ha la stessa valenza di ossigeno, zolfo e altri elementi di quel gruppo.

Al tempo di Mendeleev nulla si sapeva circa la struttura interna degli atomi, il modello atomico di Rutherford è del 1909-1911, il concetto di numero atomico si deve a Moseley (1911), sicché Mendeleev non poteva sapere che il tellurio ha un minor numero di protoni – e quindi ha numero atomico inferiore. Quindi gli elementi nella Tavola periodica sono ordinati in base al numero atomico crescente.

Gli anni successivi al 1871 videro la scoperta di molti nuovi elementi che in base alle previsioni di Mendeleev andarono a riempire le caselle vuote e la tavola si arricchì di una colonna, quella dei gas nobili (gruppo 0). Sta comunque di fatto che la scoperta della maggior parte dei nuovi elementi è stata fatta secondo manipolazioni chimiche sulle indicazioni fornite dalle loro previste proprietà.

Insieme ai protoni arrivò la scoperta degli elettroni e l’idea quantomeccanica degli orbitali atomici. Questi risultati hanno fornito un nuovo tipo di logica per il sistema periodico. Sebbene l’organizzazione del sistema di Mendeleev non fosse cambiata, gli scienziati ora potevano vedere che era la struttura elettronica a stabilire le proprietà degli elementi e a spiegare perché i membri dello stesso gruppo avessero proprietà simili. La regola di Madelung, o principio aufbau, che impone che gli elettroni riempiano prima l’orbitale 1s e poi i 2s e i 2p e così via, ha ulteriormente fatto luce su come si ordinano gli elementi [1].

Questo ci porta alle tavole odierne che non sembrano così diverse dalle versioni che il famoso chimico Glenn T. Seaborg (1912-1999)[2] disegnò negli anni ’40. Seaborg spostò gli elementi del blocco-f, chiamati anche la serie dei lantanidi e degli attinidi, fuori dalla tavola principale elencandoli nella parte inferiore della tavola con un richiamo a uno spazio lasciato vuoto o comprendente i simboli del primo e dell’ultimo elemento del gruppo nel corpo della tabella, fig. 2.

Questa decisione è generalmente considerata come una concessione alla convenienza e cioè che la Tavola si adatti a un foglio di carta standard [1].

Seaborg incluse 15 elementi nel suo blocco f. Ciò non ha molto senso dal punto di vista della configurazione elettronica, poiché gli orbitali f possono ospitare solo 14 elettroni.

Figura 2. Tavola Periodica di Seaborg (1940).

Ma molte tabelle, inclusa la tabella sul sito web dell’Unione internazionale di chimica pura e applicata (IUPAC), che ha l’ultima parola sulla terminologia chimica, condividono questa caratteristica (figura 3).

È un modo per evitare una delle domande più controverse sulla tavola periodica: quali elementi appartengono al gruppo 3? Nessuno contesta lo scandio e l’ittrio. Ma quali elementi vengono al di sotto di questi due? Lantanio e attinio? O lutezio e laurenzio

Figura 3. Tavola Periodica IUPAC- La questione del gruppo 3 viene evitata.

Attualmente non c’è uniformità nelle tabelle periodiche che si trovano in aule, laboratori e libri di testo. Alcuni evitano la questione del gruppo 3 e usano un blocco di 15 elementi. Altri mettono La e Ac nel gruppo 3, e altri ancora pongono Lu e Lr, con il resto del blocco f sottostante.

La IUPAC ha convocato un gruppo di lavoro con il compito di dare una raccomandazione definitiva in un modo o nell’altro.

Philip Ball, uno scrittore scientifico e membro del gruppo di lavoro, dice che il dibattito si riduce alla questione fondamentale se debba essere la “fisica” o la “chimica” a dirimerla. Detto in altre parole il gruppo sta discutendo se schierarsi con la fisica quantistica che determina le configurazioni elettroniche degli elementi o con le proprietà e il comportamento chimico degli elementi.

Dal lato del comportamento chimico c’è Guillermo Restrepo, un chimico matematico del Max Planck Institute for Mathematics in the Sciences. Restrepo ha una visione storica di come dovrebbe essere organizzata la tavola. Indica Mendeleev e i suoi contemporanei, che hanno proposto i loro sistemi periodici studiando le proprietà chimiche degli elementi, spesso attraverso il loro comportamento reattivo. “Al centro del sistema periodico, c’è la chimica“, afferma Restrepo.

Restrepo e colleghi hanno analizzato circa 4.700 composti binari contenenti 94 elementi per determinare come le reazioni chimiche informino il sistema periodico [4]. Le molecole potrebbero consistere di più di un atomo ma solo di due elementi. Applicando la teoria delle reti e l’analisi topologica, i ricercatori hanno creato una mappa che raggruppa elementi vicini che formano composti. Ad esempio, il cloro, il bromo e gli altri alogeni si accostano l’uno all’altro perché si legano tutti con gli stessi elementi. Restrepo afferma che questa mappa di somiglianze mostra che il lantanio è più simile allo scandio e all’ittrio rispetto al lutezio, quindi dovrebbe essere nel gruppo 3. Ma la stessa analisi non fornisce una risposta su Lr versus Ac. Restrepo dice che il problema è che non ci sono molti dati su come Lr e Ac si legano ad altri elementi. Mentre ci sono decine di migliaia di composti che si possono usare per studiare le somiglianze di Sc, Y, La e Lu, Ac fornisce solo circa 70 punti dati, e Lr, meno di 40.

Eric Scerri, storico della chimica e filosofo della scienza all’Università della California, a Los Angeles, presidente del gruppo di lavoro IUPAC, non è d’accordo. Ritiene che Sc, Y, Lu e Lr dovrebbero essere elementi del gruppo 3, ma pensa che focalizzare l’attenzione sulle proprietà chimiche o fisiche sia fuorviante. “Si dovrebbe invece utilizzare un qualcosa di fondamentale”, come ad esempio la configurazione elettronica. Non che la configurazione elettronica sia la scelta perfetta dice però Scerri. In termini di riempimento degli orbitali sono state fatte eccezioni per alcuni elementi nella tavola periodica, come il rame. Con la logica della tavola periodica, tutti gli elementi del blocco-d avrebbero dovuto riempire gli orbitali s. Ma il rame sfida questa logica. Dovrebbe avere la configurazione elettronica [Ar] 3d⁹ 4s². Invece, il suo orbitale atomico 4s rimane semivuoto, e un elettrone entra nel suo guscio 3d, portando alla configurazione [Ar] 3d¹⁰ 4s¹, che è più stabile. Scerri vede una logica ancora più semplice per interpretare la Tavola risolvendo nel contempo la questione del gruppo 3: il numero atomico.

“Il mio suggerimento è semplicemente questo”, dice Scerri. “Rappresentare la tavola periodica nel formato a 32 colonne.“

Secondo Scerri la rappresentazione a 32 colonne è la forma più naturale per la Tavola periodica, visto che quella a 18 colonne obbedisce solo a una questione di praticità.

Figura 4. Tavola periodica a 32 colonne.

Una tabella a 32 colonne (figura 4) utilizza i numeri atomici come fondamento logico, non solo risolve la questione del gruppo 3 ma Scerri aggiunge che 32 colonne sarebbero più corrette perché collocherebbero il blocco-f nella sua giusta posizione: all’interno della tavola anziché all’esterno per comodità. In una tabella a 32 colonne ordinata per numero atomico crescente, il lantanio (numero atomico 57) segue il bario (numero 56) per avviare il blocco f, con l’attinio sotto di esso. Ciò rende il lutezio il primo elemento nella terza riga del blocco-d, con sopra scandio e ittrio e il laurenzio sotto a formare il gruppo 3. La stretta aderenza al numero atomico soddisfa il desiderio di Scerri di un principio organizzativo fondamentale eludendo in modo chiaro riferimenti a proprietà chimiche o fisiche.

Riguardo all’ordine di riempimento degli orbitali va sottolineato che molti chimici ritengono che potrebbe non reggere più a lungo. Alcuni calcoli mostrano che la regola di Madelung non vale più a numeri atomici molto alti a causa degli effetti relativistici. Gli elettroni di atomi pesanti si muovono così velocemente che il loro comportamento – e le proprietà degli atomi cui appartengono – iniziano a cambiare.

Philip Ball, Guillermo Restrepo ed Eric Scerri, membri della Commissione IUPAC per la Tavola Periodica.

I fan degli effetti relativistici saranno felici di sapere che c’è anche una tabella per loro. Pekka Pyykkö, un chimico teorico dell’Università di Helsinki, ha calcolato le configurazioni di elettroni fino all’elemento 172 e ha proposto una diversa versione della tavola [5]. Pyykkö non si preoccupa della questione del gruppo 3. La sua tabella lascia un buco sotto ittrio e ha tre file di 15 elementi in un blocco-f posto sotto la tavola principale [1]. E non è così limitata dai numeri atomici. Ad esempio, l’elemento 164 è seguito dagli elementi 139, 140 e poi 169. Secondo i calcoli di Pyykkö, 139 e 140 sono i primi elementi con gli elettroni nell’orbitale 8p.

Infine, al di là delle disquisizioni, c’è una fantasia senza limiti: sono state e vengono proposte forme della tavola le più stravaganti. Alcune tabelle sembrano anelli o spirali. Alcune sono in 3-D. Come ho scritto nel precedente post [2] si può consultare l’Internet Database of Periodic Tables, il database più completo che raccoglie e aggiorna le centinaia di forme diverse di tavole periodiche da Mendeleev ai giorni nostri [6].

Bibliografia

[1] S. Lemonick, The periodic table is an icon. But chemists still can’t agree on how to arrange it., Chem. Eng. News, 2019, 97(1)

https://cen.acs.org/physical-chemistry/periodic-table/periodic-table-icon-chemists-still/97/i1

[2] https://ilblogdellasci.wordpress.com/2017/09/08/la-tavola-periodica-dimenticata-di-w-rodebush/

[3a]D.I. Mendeleev, On the Correlation Between the Properties of Elements and Their Atomic Weight (in russo), Zurnal Russkogo Kimicheskogo Obshchestva 1, no. 2-3 186935, 60-77; [3b] D.I.

Mendeleev, Über die Beziehungen der Eigenschaften zu den Atomgewichten der Elemente, Zeitschrift fur Chemie, 1869, XII, 405-406a

[4] W. Leal, G. Restrepo, A. Bernal, A Network Study of Chemical Elements: From Binary Compounds to Chemical Trends., MATCH Commun. Math. Comput. Chem., 2012, 68, 417-442.

[5] P. Pyykko, A suggested periodic table up to Zr>172, based on Dirac–Fock calculations on atoms and ions., Phys. Chem. Chem. Phys., 2011, 13, 161–168.

[6] The INTERNET Database of Periodic Tables

http://www.meta-synthesis.com/webbook//35_pt/pt_database.php

[1] Questa è sostanzialmente analoga alla forma in cui si presenta la maggior parte delle tavole odierne.

[2] Glenn Seaborg (1912-1999) chimico statunitense. Nel 1940 sintetizzò il plutonio (n 94). Successivamente, con metodi radiochimici isolò nel 1944 l’americio (n 95) e il curio (n 96), nel 1949 il berkelio (n 97) e il californio (n 98), nel 1953 l’einsteinio (n 99) e i fermio (n 100). Premio Nobel per la chimica 1951 per i suoi studi sugli attinidi

Comunicazione finale IUPAC su nomi dei nuovi elementi.

Da: “Reedijk, J.” <reedijk@chem.leidenuniv.nl>

Data: 30 November 2016 20:08:14 CET

Oggetto: Grazie per i vostri commenti sui nomi e i simboli dei nuovi elementi.

Cari signore e signori:

Grazie ancora per i vostri commenti sul documento con i nomi e i simboli dei 4 nuovi elementi. Avevo già accusato ricevuta del vostro messaggio precedentemente durante l’anno, dato già ad alcuni di voi una risposta immediata, e promesso di dare una risposta più dettagliata più avanti dopo che i nomi fossero diventati ufficiali.

In effetti sto rispondendo adesso, con una risposta generale a voi e a molti altri, dato che è tecnicamente impossibile per me rispondere individualmente a ciascuno di voi in dettaglio.

Questa settimana IUPAC ha deciso, dopo una approfondita considerazione di tutti i commenti, di accettare i nomi e i simboli proposti , che sono ora definitivi; verificate sul sito IUPAC https://iupac.org/iupac-announces-the-names-of-the-elements-113-115-117-and-118/

Noi abbiamo ricevuto molte risposte, specie nei primi due mesi dopo la pubblicazione delle raccomandazioni provvisorie.

In questo messaggio darò un breve sommario di tutte le risposte avute durante i 5 mesi dall’8 giugno. E’ stato con vero piacere che abbiamo visto così tanto interesse dal mondo esterno, non solo in senso positivo, ma anche in modo critico circa le possibili alternative di nomi e simboli.

Per illustrare questo interesse mondiale, ricorderò alcuni casi specifici.

In un caso abbiamo ricevuto una petizione con oltre 160.000 firme che faceva un appello per un elemento il cui nome fosse intitolato alla star musicale dell’heavy metal Lemmy Kilmister morto inaspettatmente alla fine del 2015.

Abbiamo ricevuto anche molte altre proposte di nome per onorare non-scienziati e proporre altri nomi. Tutte queste proposte sono state rifiutate per due motivi principali: 1) I nomi non rispettavano i criteri validi per dare nomi e 2) Solo gli scopritori hanno il diritto di proporre nomi secondo il regolamento attuale.

Abbiamo anche ricevuto molti suggerimenti da scienziati e dal pubblico per dare agli elementi il nome di scienziati famosi, come Berzelius, Lavoisier, Levi, Liebig and Moseley. In un caso abbiamo ricevuto una petizione con oltre 3000 firme per dare il nome in onore di Primo Levi.

Ancora una volta queste proposte sono state rifiutate per il motivo 2 indicato sopra e a tutti i proponenti sono state ricordate o sono ricordate ora le regole vigenti su come dare i nomi agli elementi. Confidiamo che i proponenti di “nomi alternativi” capiranno che il diritto di proporre il nome di un nuovo elemento è riservato agli scopritori prima di tutto per l’enorme sforzo necessario per produrre e verificare l’esistenza di un nuovo elemento. Dato che ci sono pochi vantaggi per gli scopritori in questo settore della scienza il meno che si possa pensare è di dargli i diritto di propore il nuovo nome. Questo approccio è coerente in molti settori scientifici come le nuove specie o i nuovi oggetti astronomici.

Un certo numero di suggerimenti sono venuti da persone che non conoscevano le nostre raccomandazioni per la scelta dei nomi, che prevedevano che gli elementi del gruppo 17 terminassero in –ine (in inglese) e quelli del gruppo 18 in –on (in inglese).

Alcuni commenti hanno messo in discussione che i nomi del 117 e del 118 terminassero rispettivamente in “ine” e in “on” dato che non è sicuro affatto che tali elementi si comportino come gli alogeni, rispettivamente o i gas nobili.

Le regole correnti, comunque, non si riferiscono alle proprietà chimiche, ma solo ai gruppi 17 e 18 nella Tavola Periodica.

Alcuni altri hanno suggerito altri simboli diversi da quelli raccomandati, senza sapere che i loro suggerimenti sono stati in uso per altri elementi in passato, e perciò non possono essere usati di nuovo (come Ms, Tn). Altri hanno posto il problema dell’uso di Ts, che è uno delle due abbreviazioni correnti consentite da IUPAC per il tosile; l’altra è Tos. Dato che quasi tutte le abbreviazioni di due lettere hanno significati multipli – anche in chimica come Ac e Pr – la conclusione tratta è che il contesto in cui il simbolo dell’elemento è usato renderà sempre chiaro quale sia il senso della abbreviazione usata.

Infine, abbiamo ricevuto un certo numero di commenti e domande riguardanti la pronuncia di tennesinio e oganessio, e circa la possibile traduzione in altre lingue dell’elemento 117, tennessinio, e anche su nome dei loro composti.

A differenza dei nomi terminanti in “ium”, il nome “tennessine” potrebbe non essere automaticamente trasferibile in alcune altre lingue, dal momento che la terminazione –ine non è usata in molti linguaggi per gli elementi del gruppo 17. Per cloro e bromo questo non è stato un problema in passato ma in alcuni linguaggi anche per iodio e astato sono state usate delle traduzioni non immediate

Nel caso del tennessinio sono stati posti alla nostra attenzione problemi e soluzioni di analogo tenore.

Le radici dei nomi degli alogeni precedenti sono fluere (latino) e cloro, bromo e astato (greco) che in inglese sono diventati fluorine, chlorine, bromine, iodine and astatine mentre in molti altri linguaggi hanno nomi più brevi, come cloro in spagnolo e italiano, Chlor in tedesco and chlore in francese.

Il Tanasi monument.

Così la terminazione degli alogeni in inglese non è una regola in tutti gli altri linguaggi. Il nome Tennessee, d’altra parte deriva dalla lingua Cherockee e dal nome del villaggio Tanasi, come spiegato in letteratura. Ciascun linguaggio è perciò indipendente nell’effettuare le conversioni e le traduzioni, ma si spera che questo breve excursus etimologico sia di aiuto per le Organizzazioni Nazionali Aderenti per tradurre Tennessine in altri linguaggi. Questi problemi sono stati analizzati nella nostra pubblicazione finale in Pure and Applied Chemistry, che apparirà nei primi mesi del 2017.

Noi apprezziamo profondamente il tempo e gli sforzi che avete impegnato per pensare a nomi e simboli e per mandarci i vostri commenti e suggerimenti. Tutti i commenti sono stati registrati in modo opportuno e rimarranno negli annali dello IUPAC.

I migliori saluti,

Jan Reedijk, Presidente della Divisione di Chimica Inorganica, IUPAC.

Nota del blog master.

Dizionario irockese inglese: http://www.cherokeedictionary.net/

https://it.glosbe.com/chr/it/Tenasi

la pronuncia italiana è Tenasi non Tanasi e il significato della parola in Irochese non è del tutto chiaro perchè il termine veniva usato anche per altri villaggi. Al momento il luogo storico denominato Tanasi o Tenasi è stato inondato con la costruzione di una diga che ha portato alla formazione di un lago.

La risposta di IUPAC.

Nota: si ricorda che le opinioni espresse in questo blog non sono da ascrivere alla SCI o alla redazione ma al solo autore del testo

a cura di Claudio Della Volpe

Cari colleghi come ricorderete abbiamo raccolto oltre 3000 firme per chiedere ad IUPAC di chiamare con un nome che facesse riferimento a Levi o comunque con un nome che sottolineasse gli aspetti generali e di pubblico interesse della Chimica uno degli ultimi 4 elementi scoperti; l’idea di usare il nome di Levi veniva da un articolo pubblicato su Nature da Philip Ball, uno degli editor di Nature.

La raccolta, in calce ad una petizione a IUPAC è andata avanti sia pur lentamente negli ultimi mesi, e, se devo dire la mia personale impressione, non è stata efficacissima; tutto sommato la sola SCI ha oltre 3000 iscritti e fra SCI e ordini dei chimici (e il CNC) si superano abbondantemente i 10.000 iscritti; altrettanti probabilmente e certamente di più non sono organizzati in alcuna associazione culturale o professionale; inoltre la raccolta era fatta su un testo in quattro lingue e si è valsa di qualche indirizzo estero suggerito da alcuni colleghi.

Si poteva fare di più; ne prendo atto e ne prendiamo atto come redazione, credo, ma non dipende solo dalla volontà, ma anche dal contesto; prova ne sia che altri tentativi, citati nel prosieguo hanno superato le 100.000 firme.

Questa è una prima conclusione; questo blog ha un ruolo, ma può fare di più e può fare di più se altri, oltre i membri della redazione attuale, vi parteciperanno CON CONVINZIONE, con la convizione che la divulgazione e la discussione APERTE, non riservate all’accademia e prive di qualunque “spocchia culturale” e di una grande apertura alle istanze sociali e culturali, sono la base di un confronto efficace fra noi e il resto della società del nostro paese, perchè chimico non sia più una parolaccia.

Ma comunque sia, una volta superato il traguardo delle tremila firme abbiamo deciso di spedire la richiesta della petizione (firmata dalla redazione del blog ed aggiunta qui in calce) a IUPAC, sia al consiglio direttivo che alla divisione di chimica inorganica che si occupa del tema degli elementi e della nomenclatura e questa che segue è la gentile e, tutto sommato, inattesa risposta del suo coordinatore e presidente, Jan Reedijk.

Come vedrete si tratta di una risposta di fatto negativa ma nel medesimo tempo possibilista e aperta a quello che è il cuore della questione: da una parte la questione dell’immagine della Chimica è nell’attenzione della IUPAC (e non poteva essere altrimenti) e insieme i metodi di assegnazione dei nomi devono essere aggiornati e anche su questo c’è convergenza.

Insomma non abbiamo vinto, ma abbiamo contribuito o stiamo contribuendo ad aprire una strada nuova; incrociamo le dita e continuiamo la nostra azione.

Si potrebbe anche mandare la petizione ai gruppi che hanno fatto le scoperte anche se l’idea di usare altri nomi è certamente stata alla loro attenzione non fosse altro che per la discussione presente nella letteratura internazionale; secondo me le questioni di cui stiamo discutendo, il ruolo della Chimica nella società, l’immagine negativa della chimica e l’idea che le scoperte sono di chi le fa e non viceversa di tutta l’umanità non sono un problema solo italiano. Parliamone.

PS. Se IUPAC ritiene di dover aggiornare le proprie regole, lo stesso forse dovrebbero fare anche la SCI (e il CNC).

A voi i commenti.

La risposta di IUPAC

 

Dear dr. Della Volpe and colleagues:

Thanks for your message and attachments, which was emailed to me and many other colleagues of the IUPAC Executive committee and Inorganic Division Committee.

The fact that you had such a long list of addressees had resulted in your message being filtered away by my spam filter. (And perhaps this happened with other recipients as well; fortunately I could fish it out. TIP: when you send a mail to more than 6 or 8 people: use bcc instead of “cc” or “to”).

 

First of all I am pleased to see that such a large group of people wants to make a plea to give a special name of a new chemical element to try to promote chemistry. Earlier this year we had another petition for a name from another group, which was even accompanied by over 150000 signatures!

We agree with you that naming of new elements is one of the rarely occurring events which we can use to generate extra attention for chemistry.

Your recent example on “chemical free” products again illustrates that chemists still have a mission; indeed in the last 4 decades “free of chemicals” has very often appeared in the press and in advertisements, and was repeatedly criticized as a misnomer. I remember from about 40 years ago a cartoon in New Scientist where a restaurant advertised soup “guaranteed without chemicals” as which was followed by many others since then.

 

Regarding your petition and proposal, I am afraid that you and your colleagues were not aware of the current (and older) rules for naming new elements, as updated most recently in the following paper:

W.H. Koppenol, J. Corish, J. Garcia-Martinez, J. Meija and J. Reedijk; How to name new chemical elements (IUPAC Recommendations 2016); Pure Appl. Chem.,  88, (2016),  401-405.

Here it is clearly written that ONLY the discoverers can propose names.

However, your petition and other comments from the community have made clear to me that perhaps in the future IUPAC might want to consider to modify the current rules and procedures for naming new elements. If that would be the case, your petition would clearly have played a role.

 

In summary: I regret we cannot honour your request given the current rules of naming, but your efforts to undertake action to make chemistry as a field more “popular” are highly appreciated.

 

Kindest regards

Jan Reedijk; President  Inorganic Chemistry Division IUPAC

 

Il testo della mail mandata ad IUPAC:

Dear Sirs,

 Please find attached a list of more than 3000 signatures collected on a dedicated web-page (https://www.change.org/p/international-union-of-pure-and-applied-chemistry-giving-name-levium-to-one-of-the-4-new-chemical-elements) asking for naming one of the recently new discovered elements as Levium (113 o 115) or Levine (117) or Levion (118). We are proposing this name following a suggestion of Philip Ball (P. Ball, Nature, 2016, 529, 129).

Chemistry is a “central science” because of its connection with all other sciences; it has been defined as “nice and powerful” and it is certainly, with its countless technologies and applications, at the base of our day life. Notwithstanding this, Chemistry is passing through an important reject crisis by the public at large. An example is the widespread use of the term “chemical free” (Nature Chemistry vol. 6 -2014 p. online). There is an increasing intolerance of the public at large toward a science and a technology that appear to violate the “natural order” of things. Probably this is only the somewhat obscure consciousness of the difficulty to push science towards socially important objectives, rather than to further increase the power of multinational companies. At the same time, we need to face new and important challenges deriving from the exaggerated impact of chemistry and other sciences on biosphere, which brought Paul Crutzen, Nobel Prize for Chemistry in 1995, to propose the term “anthropocene” for the current epoch.

Chemistry needs a symbol, a flag, a unifying myth (mythology is an allowed source of element names) to underline the idea that, if we wish to live in peace on Earth, Chemistry has to be a science for people, for all human beings.

At the end of World War II, a chemist who had the venture to live a terrible experience in a concentration camp, looked deeply at the rubble left behind by the war and at the role of some insane relationships between science, technology and the malefic power of man. His name was Primo Levi, an Italian chemist with Hebrew culture, the author of one of the most famous and widely read books in the world: “The Periodic System”, which is also used as a schoolbook in many countries. “The Periodic System” is an incredibly audacious piece of literature trying to merge the best scientific and humanistic traditions: the rejection of war, the development of science and the desire to live together in peace.

Chemistry is for all, for each child, woman or man of this planet, whatsoever his/her religion, skin colour or language, rich or poor, migrant or not. Chemistry is for all. This is the greatest myth: one humankind only. Levium, Levine or Levion, but let it be this name (or a similar one) indicating Chemistry as a common flag for humankind.

(in alphabetical order) Vincenzo Balzani, Luigi Campanella, Rinaldo Cervellati ,Claudio Della Volpe, Mauro Icardi, Annarosa Luzzatto, Giorgio Nebbia, Margherita Venturi

E.mails: vincenzo.balzani@unibo.it, luigi.campanella@uniroma1.it, rinaldo.cervellati@unibo.it, claudio.dellavolpe@unitn.it,  siricaro@tiscali.it ,annarosa.luzzatto@gmail.com, nebbia@quipo.it,   margherita.venturi@unibo.it

Attached text of the petition in .pdf and list of 3029 signatures in .csv

Ancora sulla simbologia chimica

Nota: si ricorda che le opinioni espresse in questo blog non sono da ascrivere alla SCI o alla redazione ma al solo autore del testo

a cura di Rinaldo Cervellati

Nel precedente post sull’argomento (https://ilblogdellasci.wordpress.com/2016/07/20/lorigine-della-nomenclatura-e-della-simbologia-chimica-moderna/), ho citato questa frase tratta dal libro di Solove’v [1]: “Nella trattatistica chimica le formule e le equazioni cominciarono a comparire fra il 1827 e il 1831”. Secondo lo storico della chimica statunitense William B. Jensen[1][2], a quei tempi i diagrammi chimici erano ancora i soli a essere impiegati nei trattati, un esempio è fornito dalla seguente figura tratta dal libro di A. Lee[2] Chemical Diagrams, Accompanied by a Concise Description of Each Decomposition, Cox, London, 1933, p.12:

Questo diagramma rappresenta la reazione fra carbonato di calcio [lime] e acido cloridrico [muriatic acid] per dare cloruro di calcio e acido carbonico [anidride carbonica + acqua]. I numeri rappresentano gli equivalenti delle sostanze in base ai pesi atomici di Dalton “aggiornati”. Probabilmente Dumas in base alla simbologia di Berzelius avrebbe scritto l’equazione di reazione “in linea” circa così:

(CaO+CO²) + 2(HCl) = (CaCl²) + (H₂O+CO²).

Jensen sostiene che l’apparizione delle “equazioni chimiche in linea” accompagnate dall’uso del simbolo = per separare i reagenti dai prodotti risale alla fine degli anni ’40 del 1800 e cita il famoso libro di testo introduttivo Manual of Elementary Chemistry, Theoretical and Practical, Blanchard and Lea, Philadelphia, 1^a Ed. 1847, di G. A. Fownes[3]. Nella prima edizione del 1847 e certamente fino alla 7^a edizione del 1860, la doppia notazione, diagramma ed equazione in linea, viene mantenuta, ma essa scompare a favore della seconda nella 12^a edizione intitolata Fownes’ Manual of Chemistry Theoretical and Practical, revisionata e corretta da Henry Watts, J. & A. Churchill, London, 1877.

Tuttavia Stanislao Cannizzaro userà esclusivamente equazioni in linea con reagenti e prodotti separati dal simbolo = nel suo famosissimo Sunto di un Corso di Filosofia Chimica del 1858.

L’uso della singola freccia al posto di = arriva certamente più tardi se è vero che ancora nel 1821 gli autori del Journal of the American Chemical Society usavano = per separare reagenti e prodotti. Ad esempio [3]:

L’origine del simbolo doppia freccia per indicare una reazione all’equilibrio chimico è invece più facile da ritrovare. Nel 1884 vengono pubblicati gli Etudes de Dynamique Chimique di Jacobus Henricus van’t Hoff, in cui l’autore afferma:

La trasformazione limitata, di cui dobbiamo la conoscenza a Berthollet, è caratterizzata dal fatto che essa si arresta prima di arrivare a completezza. Nello stato finale si trova dunque inalterata una parte dei corpi primitivi in presenza dei corpi nuovi formatisi; così nell’azione dell’acido cloridrico sull’azotato [nitrato] di sodio si ha una trasformazione che conduce ad acido nitrico e sale marino, ma questa trasformazione non porta mai alla scomparsa totale dei corpi primitivi impiegati.

Le osservazioni di questo tipo sono diventate via via più numerose e trasformazioni limitate si trovano ora in tutte le parti della chimica. Ora M. Pfaundler ha collegato questi due fenomeni in un solo concetto considerando il limite osservato come la risultante di due trasformazioni contrarie, conducendo l’una, nell’esempio citato alla formazione di sale marino e acido nitrico, l’altra all’acido cloridrico e all’azotato di sodio. Questa considerazione, che l’esperienza ha verificato, giustifica l’espressione di equilibrio chimico, di cui ci si serve per caratterizzare lo stato finale della reazione limitata. Io proporrei di tradurre questa espressione con il seguente simbolo:

HCl + NO₃Na ⇄ NO₃H + ClNa

Sostituisco dunque nell’equazione chimica, in questo caso il segno = che, in realtà non mostra solo l’uguaglianza ma mostra anche il verso della trasformazione, con il simbolo ⇄. Esso esprime chiaramente che un atto chimico si compie simultaneamente nei due versi opposti. [4, p. 4-5]

Per la simbologia delle equazioni chimiche, nel Gold Book della IUPAC, alla voce chemical reaction equation si trova:

“Symbolic representation of a chemical reaction where the reactant entities are given on the left hand side and the product entities on the right hand side. The coefficients next to the symbols and formulae of entities are the absolute values of the stoichiometric numbers. Different symbols are used to connect the reactants and products with the following meanings: = for a stoichiometric relation; → for a net forward reaction; ⇄ for a reaction in both directions; ⇌ for equilibrium.” [5]

Nonostante questa raccomandazione, sono tuttavia abbastanza sicuro che nella pratica comune per le reazioni all’equilibrio si usino indifferentemente i due simboli ⇄ e ⇌, mentre per le reazioni che vanno praticamente a completezza l’uso della singola freccia valga anche a indicare la relazione stechiometrica.

[1] J.I. Solove’v, Storia del Pensiero Chimico, EST, Mondadori, Milano, 1976, p. 157.

[2] W.B. Jensen, The Symbolism of Chemical Equations, J. Chem. Educ., 2005, 82, 1461

[3] W.C. Bray, A Periodic Reaction in Homogeneous Solution and its Relation to Catalysis, J. Am. Chem. Soc., 1921, 43, p. 1262

[4] J.H. Van’t Hoff, Etudes de Dynamique Chimique, Frederik Muller & Co., Amsterdam, 1886. 1 vol di pp. 214

[5] IUPAC, Compendium of Chemical Terminology Gold Book, Version 2.3.3, 2014.02.24, p. 262

[1] William B. Jensen, chimico statunitense è Professor of Hystory of Chemistry and Chemical Education all’Università di Cincinnati, curatore della Oesper Collections della stessa Università. Ha curato la rubrica bimestrale “Ask the Historian” del Journal of Chemical Education dal 2003 al 2012. Ha fondato ed è stato il primo editor della rivista Bulletin for the History of Chemistry.

[2] Il libro di Alexander Lee, con un titolo lunghissimo, è “inteso a facilitare il progresso dello studente medico”. Si tratta di un voluminoso compendio di chimica inorganica e organica, dedicato in particolare “to the gentlemen who attending the Borough Medical Schools”.

[3] George A. Fownes (1815-1849), chimico inglese noto per i suoi saggi sulla chimica dei vegetali, professor of chemistry in varie istituzioni, famoso per il suo Manual of Chemistry di cui riuscì a curare solo le prime tre edizioni prima di morire di polmonite a soli 34 anni.

Perchè Levio

Nota: si ricorda che le opinioni espresse in questo blog non sono da ascrivere alla SCI o alla redazione ma al solo autore del testo

a cura di Claudio della Volpe

L’8 giugno 2016 la IUPAC ha iniziato ufficialmente il periodo di 5 mesi di discussione pubblica sui nomi dei nuovi 4 elementi con i numeri atomici 113, 115, 117 e 118; le proposte sono le 4 seguenti:

Z=113, Nihonio – Z=115, Moscovio – Z=117, Tennessino – Z=118, Oganessio.

rispettivamente in onore o per ricordare le zone dove si è lavorato per la scoperta del nuovo elemento o la persona che vi si è dedicata principalmente.

Rimandiamo al testo della IUPAC per i dettagli delle scelte. Il periodo terminerà l’8 novembre.

L’elenco di oltre 3000 firme che accludiamo chiede una cosa diversa, chiede di nominare almeno uno dei 4 elementi come Levio (Levium (113 o 115) o Levine (117) o Levion (118) in accordo con le regole proposte per le terminazioni) in ricordo dello scrittore italiano Primo Levi, autore de “Il Sistema periodico”.

Il motivo o l’ispirazione fondamentale di questa proposta sta nell’articolo publicato su Nature da Philip Ball nel gennaio 2016, ma i motivi si possono facilmente spiegare ed estendere.

La ricerca dei nuovi elementi è una operazione che ha un grande impatto mediatico e culturale ed i loro nomi, una volta scelti, sono destinati a rimanere per sempre nella cultura umana; i metodi di scelta di questi nomi privilegiano in qualche modo la gloria personale o nazionale o continentale di chi effettua la scoperta, ma lasciano uno spiraglio sia pur piccolo verso qualcosa di diverso e di questo siamo grati alla IUPAC. I metodi seguiti sono stati recentemente elencati qui.

Nella storia tali metodi sono stati via via precisati; Guyton de Morveau nel 1782 chiedeva “un metodo di denominazione costante, che aiuti l’intelligenza e supporti la memoria”; la Commissione dei Pesi atomici ricordava nel 1957 che i nomi erano stati scelti in accordo “con vari criteri arbitrari che si rifacevano all’origine, alle proprietà fisiche e chimiche o più recentemente a commemorare il nome di scienziati eminenti”; la pubblicazione del 2016 precisa:

(a) un concetto o carattere mitologico (incluso un oggetto astronomico)

(b) un minerale o sostanza simile

(c) un posto o regione geografica

(d) una proprietà dell’elemento

(e) uno scienziato

lasciando quindi il caso (a) come il più generale ed adatto al nostro intendimento. Un nome “mitologico”, che si rifaccia ad un mito. Quale mito possiamo scegliere?

La Chimica è oggi considerata una scienza “centrale” per il suo ruolo di collegamento fra le altre scienze fisiche e biologiche. Essa è stata definita via via “bella e potente” ed è certamente alla base della nostra vita quotidiana con le sue innumerevoli tecnologie ed aplicazioni.

Ciononostante essa vive una crisi importante una crisi di rigetto che è espressa dall’abusato termine “chemical free”, sul quale anche i giornali scientifici hanno spesso ironizzato. Va crescendo una insofferenza nel grande pubblico nei confronti di una tecnologia e di un’approccio che appaiono violare sempre più invasivamente l’”ordine naturale” delle cose, in realtà la oscura presa di coscienza che è difficile orientare in senso sociale e collettivo l’uso e le applicazioni della scienza, le cui applicazioni e per converso le cui scoperte appaiono dovute a cause esterne, che gratificano non tutti ma solo alcuni, che sottolineano la potenza di chi le fa non i risultati poi disponibili (almeno potenzialmente) per tutti.

Contemporanemente si aprono nuove importanti sfide che sono figlie proprio del successo enorme che la chimica ha avuto nella vita umana; è stato Paul Crutzen, premio Nobel per la Chimica nel 1995, ad adottare il termine Antropocene per segnare l’impatto che l’umanità sta avendo sulla biosfera, proprio grazie al successo della tecnologia chimica. Tale impatto, che si sta manifestando in tutti i campi, dal clima alle risorse minerali, rappresenta la nuova sfida per l’umanità e per la chimica.

La Chimica ha bisogno di un simbolo, di una bandiera, di un mito unitario per raccogliere questa sfida e questa bandiera non può essere quella di criteri che esaltano una persona o un paese o una regione, ma solo quella che rafforza un’idea: la Chimica è per tutti. La Scienza è, deve essere, per tutti se vogliamo continuare a vivere in pace su questo pianeta.

Quando alla fine della seconda guerra mondiale ci si è guardati indietro, alle macerie lasciate alle spalle, alcuni hanno avuto la capacità di pensare e guardare più profondamente alle cose; uno di questi uomini che da perseguitato aveva maturato coscienza di quel che era successo è stato un italiano, Primo Levi, chimico e scrittore, di cultura ebraica, che ha scritto uno dei libri più famosi e letti del mondo adottato nelle scuole di vari paesi, “Il sistema periodico”.

Si tratta di un audace tentativo di raccontare la vita e le contraddizioni umane tramite la chimica e che proprio per questo fonde la migliore tradizione scientifica ed umanistica, raccoglie lo spirito migliore, il succo dell’esperienza umana: rifiuto della guerra, amore per la scienza, anelito ad una umanità che vada al di là delle divisioni di ogni tipo.

Se la chimica deve essere capace di raccogliere le sfide del nuovo millennio questo è il momento di farlo, lasciando per un attimo da parte le rivendicazioni personali o geografiche e guardando all’attività di ricerca come al lavoro più bello e unificante e nuovo che l’umanità abbia inventato, alla scoperta del “chemical space” come alla più grande avventura umana: che è per tutti, per ogni uomo, donna o bambino di questo pianeta, qualunque sia la sua religione o il colore della sua pelle o la sua lingua, ricco o povero, migrante o fuggitivo. Chemistry is for all! Quale mito è più grande di quello dell’unità dell’umanità? Levium, Levine o Levon, ma sia un nome (questo o un altro) che valga per questa scelta simbolica, la chimica come una bandiera per tutti gli uomini.