Il caso degli elementi che scompaiono

I cittadini pensano che la Terra si sia formata circa cinque miliardi di anni fa. Quali elementi avrebbe trovato un chimico sulla Terra in quei giorni?

Parte della risposta a questa domanda è facile. La maggior parte degli elementi trovati oggi erano probabilmente presenti cinque miliardi di anni fa. Questi sono gli elementi stabili, o costanti. Un pezzo d’oro intatto nella crosta terrestre cinque miliardi di anni fa sarebbe ancora un pezzo d’oro oggi.,

Ma questa affermazione non è vera per gli elementi radioattivi. Gli elementi radioattivi “cadono a pezzi” spontaneamente. Si rompono e formano nuovi elementi più semplici.

La velocità con cui gli elementi radioattivi si rompono differisce da elemento a elemento, tuttavia. Alcuni si rompono lentamente, altri si rompono rapidamente. Gli scienziati misurano il tasso di rottura in emivita. Un elemento con una lunga emivita si rompe molto lentamente. Un elemento con una breve emivita si rompe rapidamente.

L’uranio, ad esempio, ha tre isotopi presenti in natura. Le loro emivita sono 4.,6 miliardi di anni, 700 milioni di anni e 25 milioni di anni. Se fossero presenti 100 tonnellate di uranio quando la Terra si formò cinque miliardi di anni fa, circa la metà del primo isotopo si sarebbe ormai rotto. Circa 50 tonnellate metriche dell’elemento rimarrebbero. Gli scienziati non avrebbero problemi a trovare l’elemento nella crosta terrestre.

Ma neptunium è una storia diversa. Il suo isotopo più longevo è il nettunio-237, con un’emivita di circa due milioni di anni., Se 100 milioni di tonnellate di nettunio fossero presenti all’inizio della Terra, solo 50 milioni di tonnellate sarebbero rimaste dopo due milioni di anni. Dopo altri due milioni di anni (quattro milioni di anni in tutto), rimarrebbero solo 25 milioni di tonnellate. Dopo altri due milioni di anni (sei milioni di anni in tutto), ne sarebbero rimasti solo 12,5 milioni di tonnellate.

Continua la matematica. Quanto nettunio è rimasto dopo 8 milioni di anni, 10 milioni di anni, 12 milioni di anni, … 5 miliardi di anni? Non c’è bisogno di fare i calcoli: Non molto nettunio a tutti sarebbe rimasto!, Forse, troppo poco per trovare anche nella crosta terrestre.

Quindi cosa suggerisce questo esempio su altri elementi transuranici, come il plutonio (numero 94) e l’americio (numero 95)? Tutti questi elementi hanno emivita abbastanza breve. Certo,” abbastanza breve “a volte significa “solo” pochi milioni di anni!