Oganesson: qual è l’ultimo elemento chimico scoperto

La tavola periodica degli elementi, rappresenta senza alcun dubbio una delle più grandi conquiste scientifiche dell’essere umano. L’eleganza e l’ordine con i quali sono disposti gli elementi chimici in gruppi e periodi mette in risalto tutta la magnificenza della natura. Venne proposta nel 1869 dal chimico russo Dmitrij Ivanovič Mendeleev e presentava inizialmente numerosi spazi vuoti, colmati successivamente grazie ai grandi progressi fatti nel campo della chimica e della fisica, l’ultimo spazio vuoto colmato dall’oganesson come vedremo in seguito. La periodicità della disposizione degli elementi chimici, legata al numero atomico, può essere suddivisa in gruppi, rappresentati da colonne verticali, e periodi, identificati da righe orizzontali.

Elementi chimici e atomi

Un elemento chimico viene definito come una sostanza chimica pura costituita da atomi aventi lo stesso numero di protoni. A sua volta, una descrizione molto intuitiva e semplificata, vede l’atomo costituito da particelle subatomiche: protoni (carichi positivamente) e neutroni (privi di carica), raggruppate nel nucleo, ed elettroni (carichi negativamente) distribuiti attorno ad esso. Mentre gli elettroni sono coinvolti nelle reazioni chimiche, i protoni e i neutroni sono i principali protagonisti delle reazioni nucleari. Alcune definizioni utili a comprendere la tipologia di atomi e le reazioni coinvolte sono: il numero atomico “Z” (il numero di protoni contenuti nel nucleo) e il numero di massa “A” (somma dei protoni e dei neutroni presenti nel nucleo). Mentre è possibile definire un nuclide come una qualsiasi specie nucleare caratterizzata da determinato numero atomico e numero di massa.

Il percorso che ha portato all’attuale tavola periodica degli elementi, organizzata ordinando gli elementi in base al numero atomico crescente, è stato lungo e complesso. Una delle svolte significative che hanno determinato l’odierna disposizione degli elementi chimici è stata la scoperta degli elementi transuranici, con numero atomico superiore a quello dell’uranio, ovvero 92. Inoltre, elementi con un numero atomico superiore a 104 vengono indicati come superpesanti. Gli elementi transuranici e superpesanti non sono presenti nel sistema solare in quanto instabili, e di conseguenza vengono sintetizzati in laboratorio.

Produzione di elementi transuranici

Generalmente gli elementi transuranici vengono sintetizzati mediante:

• Reazioni di cattura neutronica: si basa sull’assorbimento di neutroni, all’interno di reattori nucleari, da parte di nuclidi che in seguito trasmutano (un nuclide instabile si trasforma in uno avente maggior stabilità).
• Reazioni indotte da particelle cariche accelerate: nuclei atomici vengono accelerati (proiettili) e fatti collidere con altri nuclei (bersagli). I nuclei proiettili possono avere dimensioni ed energie variabili e vengono accelerati in opportuni dispositivi chiamati “acceleratori di particelle”.

La scoperta dell’oganesson

Nel 2002, un team di scienziati composto da membri del Joint Institute for Nuclear Research (Dubna, Russia) e del Lawrence Livermore National Laboratory (California, Stati Uniti d’America), con a capo il fisico nucleare russo Yuri Oganessian, hanno bombardato atomi di californio-249 con atomi di calcio-48 per produrre nuclei con massa atomica pari a 294.

²⁴⁹Cf + ⁴⁸Ca → ²⁹⁴Og + 3n

Gli studi condotti sulle reazioni nucleari sopra citate portarono a concludere che era stato sintetizzato un elemento superpesante avente numero atomico 118: chiamato in seguito oganesson (Og), in onore del professore Yuri Oganessian. Nel 2015, la IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry) e la IUPAP (International Union of Pure and Applied Physics) hanno riconosciuto la scoperta del nuovo elemento. Da un punto di vista chimico, l’oganesson è un gas nobile e completa il settimo gruppo della tavola periodica. Possiede un’emivita di 0,7 millisecondi e attualmente non sono conosciute applicazioni di questo elemento e l’interesse verso di esso ha solo carattere accademico e sperimentale.

La scoperta dell’oganesson, oltre ad aver permesso di colmare un ulteriore spazio vuoto nella tavola periodica degli elementi, ha consentito all’essere umano di aggiungere un ulteriore tassello al mosaico che va a rappresentare la comprensione delle leggi fisiche che governano il comportamento della materia. Inoltre, il progredire di queste scoperte spinge sempre di più i chimici ed i fisici a guardare verso la cosiddetta “isola di stabilità”: una locuzione che indica la possibile presenza di elementi chimici, ancora non scoperti, particolarmente stabili.

A cura di Matteo Iafrate