Alcuni elementi sono più amici di altri

Così come succede tra gli uomini anche gli elementi della tavola periodica non vanno tutti d’accordo allo stesso modo. Gli elementi che stanno bene insieme formano dei gruppi. Perché stanno bene insieme? Semplice si comportano allo stesso modo.

Il primo a riconoscere e a dare un nome ai gruppi di elementi con lo stesso comportamento è stato Victor Moritz Goldschmidt. Goldschmidt è stato un chimico norvegese vissuto a cavallo tra ‘800 e ‘900. Per le sue importanti opere è considerato uno dei padri fondatori della Geochimica. Non a caso a lui è dedicato uno dei più importanti congressi internazionali di Geochimica.

goldschmidt Victor Moritz Goldschmidt. (fonte Wikipedia)

Ma come ha fatto Goldschmidt a capire che non tutti gli elementi si comportavano allo stesso modo? Goldschmidt e i suoi colleghi raccolsero numerose analisi chimiche di meteoriti e rocce terrestri. Dalla fusione di una roccia proveniente da una miniera di rame Goldschmidt ottenne tre liquidi immiscibili tra loro: uno ricco di ferro, uno ricco di solfuri di rame e uno ricco di minerali silicatici.

La composizione chimica di questi tre fusi rispecchiava la composizione chimica delle 3 principali componenti delle meteoriti: minerali silicatici, metallo e solfuri.

Goldschmidt capì che questa distribuzione non era causale e chiamò litofili quelli che si concentravano nei minerali silicatici, calcofili quelli che si concentravano nei solfuri e siderofili quelli che si concentravano nella fase metallica.

A questi 3 gruppi di elementi si aggiunge un quarto quello degli elementi atmofili che comprende tutti quelli elementi che si trovano allo stato gassoso e si concentrano principalmente nell’atmosfera.

tavola periodicaTavola periodica degli elementi suddivisi sulla base della loro affinità.

Questa classificazione è molto importante per capire i processi che portano alla formazione dei corpi solidi differenziati del Sistema Solare come la Terra ovvero di corpi che hanno un nucleo metallico (principalmente ferro e nichel) più denso e di un mantello+crosta costituito prevalentemente da minerali silicatici.

interno terra

Non a tutti i corpi differenziati del Sistema Solare è toccata la stessa fortuna della Terra, molti di essi sono stati distrutti da impatti catastrofici, liberando anche i numerosi frammenti appartenuti ai loro nuclei metallici e ai loro mantelli. Alcuni di questi frammenti hanno nel corso della storia geologica del nostro pianeta deciso di fare della Terra la loro nuova casa e noi oggi li possiamo studiare e li classifichiamo come meteoriti differenziate (acondriti, sideroliti e sideriti).

Tuttavia, complice l’ambiente in cui vivono, gli elementi possono cambiare il loro comportamento e quindi la loro affinità. La tavola periodica degli elementi che ho presentato qui sopra è valida per le condizioni di ossidazione terrestre (alte quantità di ossigeno libero disponibile a reagire con altri elementi), che discostano molto da quelle del resto del Sistema Solare, che è generalmente meno ossidato (quantità minori di ossigeno libero disponibile a reagire con altri elementi).

Vi porto un rapido esempio Northwest Africa 6583 (NWA 6583). In questa meteorite metallica troviamo un solfuro di manganese, l’alabandite, e un solfuro di magnesio la niningerite. Manganese e magnesio secondo la tavola periodica di elementi qui sopra non dovrebbero legarsi allo zolfo e formare dei solfuri alle condizioni terrestri, dovrebbero al contrario essere degli elementi litofili. Per formare questi minerali occorrono condizioni estremamente riducenti (poche quantità di ossigeno libero) rispetto a quelle terrestri, non a caso l’alabandite è un minerale rarissimo sulla Terra e la niningerite non è mai stata riconosciuta sul nostro pianeta.

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Pubblicato il 13 gennaio 2014, in Qualche nozione con tag , , , , , , , , , , , , . Aggiungi il permalink ai segnalibri. 3 commenti.

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