L’uomo vive e prospera sul nostro pianeta, nonostante che una parte significativa degli elementi chimici sia potenzialmente estremamente pericolosa per la sua salute. Ad oggi, gli elementi presenti nella tavola periodica di Mendeleev, così denominata in onore del chimico russo Dmitrij Ivanovič Mendeleev che l’ideò nel 1869, contiene 118 elementi chimici, 92 naturali e 26 prodotti artificialmente.
Di alcuni di questi sappiamo ancora sorprendentemente molto poco, come l’astato, numero atomico 85 prodotto in natura dal decadimento radioattivo dell’uranio e del torio. È probabilmente insieme al francio l’elemento più raro in natura. Si stima che l’intera crosta terrestre ne contenga in tutto meno di 28 grammi. Forse il francio, numero atomico 87, un metallo alcalino che può trovarsi nei minerali dell’uranio e del torio, fa ancora meglio in quanto a rarità. Secondo alcune stime il nostro pianeta, in ogni istante, conterrebbe al massimo una ventina d’atomi di francio. È l’elemento chimico più instabile tra i primi 103 della tavola periodica ed inutile dirlo, anche di questo elemento sappiamo ben poco, per non dire quasi niente.
Soltanto una trentina di elementi chimici si trovano in modo significativo diffusi in natura e quelli necessari per la vita umana sono soltanto cinque o sei. L’ossigeno è l’elemento chimico più abbondante della Terra, seguito dal silicio che non riveste dal punto di vista biologico alcuna utilità per l’essere umano. Abbondanza e utilità sono infatti due parametri che spesso non sono correlati quando si esaminano gli elementi della tavola periodica.
Per esempio, sulla Terra c’è più cerio che rame, più neodimio e lantanio che cobalto o azoto. Lo stagno si piazza, a stento, tra i primi cinquanta, largamente superato quanto ad abbondanza, da illustri sconosciuti quali il praseodimio, il samario, il gadolinio e il disprosio. Inoltre la relativa abbondanza spesso ha poco a che vedere con l’utilità o l’indispensabilità di certi elementi. Ad esempio il carbonio si colloca al quindicesimo posto per abbondanza e il suo contributo alla crosta terrestre ammonta a un modesto 0,048%, eppure questo elemento è fondamentale per la vita. La sua capacità di agganciarsi a molti altri elementi, compreso se stesso, dando vita a lunghe e robuste catene molecolari è alla base in natura della struttura del DNA e delle proteine.
Pur rivestendo un ruolo essenziale per la vita nel nostro corpo il carbonio è superato da molti altri elementi. Su 200 atomi del nostro corpo, 126 sono di idrogeno, 51 di ossigeno e solo 19 di carbonio. Altri elementi sono fondamentali per mantenerci in vita, il ferro ad esempio per sintetizzare l’emoglobina o il cobalto, indispensabile per la produzione della vitamina B12. Potassio e piccole quantità di sodio sono utili per i nervi e molibdeno, manganese e vanadio aiutano gli enzimi a funzionare. Lo zinco poi aiuta a smaltire l’alcool attraverso il processo di ossidazione.
L’evoluzione ci ha permesso con il passare delle ere di far tesoro delle proprietà di questi elementi ma spesso in quella che potremmo definire come “modica quantità“. È il caso del selenio che in piccole dosi è assolutamente indispensabile per la nostra vita ma superati questi livelli minimi è semplicemente letale
Di norma la nostra tolleranza nei confronti dei vari elementi è direttamente proporzionale alla loro abbondanza nella crosta terrestre. Le proprietà degli elementi poi variano quando si combinano tra loro, ad esempio idrogeno e ossigeno sono elementi altamente facili alla combustione ma quando si combinano fra loro formano l’acqua che fortunatamente non ha questa proprietà.
Se immergiamo un pezzetto di sodio puro in una bacinella d’acqua questa esploderà con sufficiente forza per uccidere. Il cloro in piccolissime concentrazione ha una grande capacità battericida ma in dosi maggiori è altamente tossico. Eppure se questi due elementi così pericolosi si combinano insieme danno vita al cloruro di sodio, il banale ma utilissimo sale da cucina.
Mercurio, cadmio e piombo sono elementi ad alta tossicità, l’ultimo per secoli è stato usato impropriamente con gravi conseguenze per l’organismo umano. Il plutonio elemento chimico numero 84 è l’elemento oggi più usato nelle bombe nucleari a fissione ed è quello caratterizzato dalla maggior radioattività. Il suo isotopo più importante è 239Pu, che ha un’emivita, ovvero un tempo di dimezzamento della sua persistenza in natura, di 24.100 anni.
Per lungo tempo si pensò che il plutonio fosse stato il primo elemento sintetizzato artificialmente finché negli anni settanta Glenn Seaborg lo ritrovò in alcune pechblende del Canada e in seguito fu rinvenuto soprattutto 239Pu in tracce minerali in Zaire, Colorado, Russia, Brasile, dove accompagna l’uranio. Contro il polonio non abbiamo difesa alcuna e negli ultimi anni è stato anche usato per assassinare alcuni personaggi scomodi per la Federazione Russa.
Concludendo la Terra presenta quasi un centinaio di elementi chimici naturali molti dei quali altamente pericolosi per la vita umana, l’evoluzione e il progresso scientifico ci hanno però permesso di continuare a vivere su questo meraviglioso pianeta, usufruendo dei benefici portati da questi elementi ed evitando (quasi sempre) quelli altamente letali.
Foto di ExplorersInternational da Pixabay
Foto di Martin Str da Pixabay
Fonti:
alcune voci di Wikipedia
Bryson, Bill. Breve storia di (quasi) tutto
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