eleménto chìmico

eleménto chìmico Sostanza semplice costituita da atomi con lo stesso numero atomico.

La definizione operativa di elemento

Nel 18° sec., grazie alle ricerche di molti scienziati, soprattutto di A.-L. Lavoisier, si passò dall'idea, risalente alla filosofia presocratica, che la composizione dei corpi fosse di soli quattro elementi - acqua, aria, terra, fuoco - alla loro individuazione sperimentale. Lo stesso Lavoisier ne individuò trentatré. Per Lavoisier un elemento chimico era l'ultimo gradino relativo della scomposizione dei corpi, e non più portatore di qualità assolute di questi. In opposizione ai composti, gli elementi chimici sono sostanze non ulteriormente scomponibili nelle comuni reazioni chimiche.

La teoria atomica

All'inizio del 19° sec., il chimico J. Dalton elaborò una teoria sulla costituzione chimica dei corpi, secondo la quale ogni elemento chimico era costituito da atomi uguali tra loro, indivisibili, dotati di un peso determinato, invarianti nelle reazioni chimiche e differenti dagli atomi degli altri elementi. In questo modo la teoria degli elementi e quella degli atomi venivano unificate in maniera coerente. Durante questo secolo furono scoperti moltissimi altri elementi chimici, sistemati nel 1869 da D.I. Mendeleev nella tavola periodica che porta il suo nome, strutturata in gruppi (verticali), ordinati secondo la valenza degli elementi chimici e in periodi (orizzontali), ordinati secondo il peso atomico crescente. All'inizio del 20º sec., in seguito alla scoperta dell'atomo e delle sue proprietà, la tavola fu strutturata orizzontalmente secondo il numero atomico, con poche varianti rispetto alla disposizione originale di Mendeleev (' sistema periodico degli elementi). Attualmente gli elementi chimici noti sono 114 di cui 91 sono naturali, mentre gli altri sono realizzati in laboratorio perché sono elementi chimici radioattivi dotati di vita media piuttosto breve.

Gli isotopi

Agli inizi del 20° sec., si scoprì che molti elementi chimici sono formati da atomi con una diversa massa, ma con le stesse proprietà chimiche (isotopi). Ciò dipende dal fatto che atomi di uno stesso elemento chimico, pur avendo lo stesso numero atomico (numero di protoni), possono avere un diverso numero di neutroni e quindi un diverso peso atomico (neutroni + protoni). È quindi il numero atomico a fornire la specificità degli atomi di ogni elemento.

La distribuzione naturale degli elementi

Sulla Terra gli elementi chimici naturali sono distribuiti in modo diverso, a seconda delle sfere geochimiche. Nell'atmosfera sono concentrati gli elementi chimici atmofili: ossigeno, azoto, gas rari, idrogeno. Nella biosfera sono presenti i bioelementi, cioè gli elementi chimici della vita: carbonio, idrogeno, ossigeno, azoto, fosforo, sodio, potassio, calcio. Nell'idrosfera sono concentrati gli elementi chimici talassofili: idrogeno, ossigeno, sodio, magnesio, cloro, zolfo, carbonio, cromo e boro. Nella crosta terrestre, gli elementi chimici calcofili (zolfo, rame, zinco, argento, cadmio, piombo, selenio) e gli elementi chimici litofili (silicio, ossigeno, alluminio, magnesio, sodio, potassio, calcio). Infine, nel nucleo più profondo del pianeta, vi sono gli elementi chimici siderofili: soprattutto ferro e nichel, poi carbonio, fosforo, oro, renio e molibdeno. (➔ anche elemento)