No és que aquests elements s'hagin trobat ara; es tracta només de la validació oficial dels descobriments, que daten en realitat de 2004, 2003, 2010 i 2002 respectivament. Encara falta donar nom als quatre nous elements, tasca que correspon als equips descobridors de cadascun. No es quedaran per sempre amb aquests noms tan lletjos: Ununtri, Ununpentio, Ununheptio i Ununocti!
Però el veritablement divertit arribarà amb els elements que es descobreixin a partir d'ara, ja que s'entra en el vuitè període de la taula periòdica, on s'esperen novetats.
Els elements s'ordenen en la taula periòdica segons el seu nombre atòmic, però la seva disposició en columnes no és arbitrària, depèn de la seva configuració electrònica, la manera en què els electrons es distribueixen al voltant del nucli. D'acord amb la física quàntica, els electrons de l'àtom només poden ocupar uns determinats nivells d'energia, denominats orbitals, que s'agrupen en capes. Aquests orbitals es designen amb un número i una lletra. El nombre fa referència a la capa, mentre que la lletra identifica el tipus d'orbital dins de la capa. A la primera capa només hi ha un orbital, anomenat s; en la segona hi ha dos, sip; en la tercera, tres, s, PYD; i en la quarta, quatre, s, p, di f. (Les lletres, que semblen arbitràries, tenen un origen històric, relacionat amb l'estudi experimental dels espectres de llum dels àtoms.) Hi haurà a la cinquena capa un cinquè tipus d'orbital? A aquest nou orbital hipotètic se l'ha anomenat g, simplement perquè la g és la lletra següent a la f en l'alfabet.
Depenent del seu tipus, un orbital pot albergar un nombre diferent d'electrons: en un orbital s hi caben dos electrons; en un p, sis; en un d, deu; en un f, catorze ... En un àtom, els electrons tendeixen a ocupar els nivells de mínima energia. Segons es va recorrent la taula periòdica, augmenta el nombre atòmic i, per tant, el nombre d'electrons. Els períodes (files) de la taula periòdica es corresponen amb les capes que es van ocupant amb electrons.
En el primer període s'omple la capa 1, que només té un orbital s, així que només hi caben dos electrons. Per això en el primer període només hi ha dos elements: l'hidrogen, amb un electró, i l'heli, amb dos. En el segon període s'omple la capa 2, primer l'orbital si després el p. En total, vuit elements, del liti al neó. Es podria pensar que llavors en el tercer període hauria d'haver divuit elements, corresponents a l'ompliment de la capa 3: dos de l'orbital s, sis del pi, deu del d. Però no és així: en el tercer període, com en el segon, només hi ha vuit elements. L'explicació és simple: L'energia dels electrons en el nivell 3d és més alta que en el nivell 4s, així que el nivell 4s comença a omplir-se abans, i dóna començament al període 4. L'ordre en què s'omplen els orbitals obeeix, amb molt poques excepcions, a una regla empírica anomenada principi d'Aufbau, regla de Madelung, regla de Klechkovski, i també regla del xerrac.
Si es representen els orbitals en una taula, en què cada fila correspon a una capa i cada columna a un tipus d'orbital, s'obté una espècie d'escala: a la primera fila, l'orbital 1s; sota d'aquest, en la segona fila, el 2s i, a la seva dreta, el 2p; sota d'aquests dos, l'3s i el 3p respectivament, i a la seva dreta, el 3d, i així successivament. Doncs bé, el que diu la regla del xerrac és que l'ordre en què s'omplen els orbitals s'obté traçant diagonals de dalt a baix i de dreta a esquerra.
La primera diagonal només passa pel orbital 1s; la segona, per 2s; la tercera, per 2p i 3s; la quarta, per 3p i 4s; la cinquena, per 3d, 4p i 5s, i així successivament. Aquest moviment de vaivé en el recorregut de les diagonals és el que es coneix com a regla del xerrac.
En l'orbital 4s, amb el qual comença el quart període. Després d'ell li toca el torn a l'orbital 3d, que correspon als metalls de transició que ocupen el centre de la taula periòdica. I així successivament. En els períodes sisè i setè apareixen, entre els orbitals syd, els orbitals f, que corresponen als lantànids i actínids, que se solen representar fora de la taula per raons d'espai.
En el setè període, recentment completat, s'han omplert els orbitals 7s, 5f, 6d i 7p. El següent orbital segons la regla de xerrac és el 8s, amb el qual comença el període 8. Aquest orbital dóna per a dos elements més, el 119 i el 120, que quedarien en la taula periòdica sota el franci i del radi, respectivament. Però, si s'assumeix que en cada capa hi ha un orbital més que en l'anterior, i que la regla del xerrac se seguirà complint (no oblidar que és una regla empírica), el següent orbital hauria de ser el 5g, el primer d'aquest tipus, on caben, seguint la progressió, divuit electrons. Ni més ni menys que divuit nous elements, del 121 al 138, que no tenen cabuda en la taula periòdica tal com la representem actualment. Si ja hi va haver de treure els lantànids i els actínids de la seva posició natural, entre les columnes, o grups, 2 i 3 perquè la taula no quedés massa ampla, amb aquests nous elements no guanyarem per a paper, ni per paret on penjar la taula.
Font: CIENCIAes
Cap comentari:
Publica un comentari a l'entrada
Aquest és un blog amb moderador dels comentaris. Per tant, no apareixen immediatament