Per molti, la tavola periodica degli elementi è una stramberia ormai dimenticata – una tabella piena di misteriose, criptiche lettere viste per l’ultima volta sul muro di un’aula di chimica a scuola. In quanto principio organizzatore per il comportamento chimico di tutti gli elementi noti e ancora da scoprire nell’Universo, la tavola dovrebbe invece essere un’icona culturale, la celebrazione della scienza come avventura umana internazionale condotta in laboratori, acceleratori di particelle e alla frontiera del cosmo stesso. Neil deGrasse Tyson, Astrofisica per chi va di fretta, p. 73.
Bentrovati nel 2019, anno internazionale UNESCO della Tavola periodica degli elementi. Nata nel 1869 dal genio del chimico russo Dmitrij Ivanovič Mendeleev, la tavola compie 150 anni, ma li porta benissimo, come dimostrano anche le significative parole di deGrasse Tyson poste in esergo. Ed è proprio a quei «molti» che pensano sia una stramberia dimenticata che ci rivolgiamo per parlare di due libri molto diversi fra loro, in una sorta di dialogo a distanza di penna fra due chimici d’eccezione.
Uno si chiama Primo Levi (1919-1987): dal Dopoguerra in poi ha lavorato per gran parte della sua vita in una fabbrica di vernici in qualità di chimico, ma tutti lo conosciamo come uno dei maggiori scrittori del Novecento. Il suo primo romanzo Se questo è un uomo (1947, poi ripubblicato con grande successo nel 1956) racconta la durissima esperienza dei campi di concentramento ed è fra le più strazianti testimonianze letterarie di quella pagina oscura della storia che furono i lager nazisti. Ancora oggi, grazie agli studenti che lo leggono e agli insegnanti che lo consigliano, continua a comparire nelle classifiche dei libri più venduti.
L’altro si chiama Peter Atkins (1940), a lungo professore di chimica all’Università di Oxford e autore di un libro di testo famoso in tutto il mondo, Chimica fisica, pubblicato nel 1970 e ancora oggi adottato in molte parti del mondo. È anche un divulgatore scientifico di fama internazionale e di grande e meritato successo. Ha vinto molti premi, fra i quali la prima edizione dell’italianissimo Premio Asimov 2016 con il libro Che cos'è la chimica. Un viaggio nel cuore della materia (Zanichelli). Ma ne meriterebbe anche altri… Come pare abbia detto un altro noto divulgatore, Richard Dawkins: «Nessuno scienziato ha mai vinto il Nobel per la letteratura. È tempo che questo accada e Peter Atkins è il mio candidato».
Sono legati da almeno due cose: sono scrittori eccellenti e hanno pubblicato ognuno un libro di facile e appassionante lettura dedicato alla tavola periodica degli elementi di Mendeleev.
Due libri che sembrano parlarsi
Il sistema periodico (1975, Einaudi editore, 243 pagine, euro 12) di Primo Levi è una raccolta di 21 racconti autobiografici, ogni racconto ispirato a un elemento chimico che, in diversa misura, nella storia raccontata svolge un ruolo. Si tratta del quinto libro pubblicato dall’autore, che lui stesso definisce come una raccolta di «storie di chimica militante». Così, per esempio, l’autore – ebreo – si sente simile all’impurità che fa reagire lo zinco, proprio nel periodo in cui viene pubblicato «La Difesa della razza», che porterà alle immonde leggi razziali: «ed io cominciavo ad essere fiero di essere impuro».
Contiene anche due racconti che rappresentano le prime cose mai scritte da Levi, sopravvissuti – come l’autore – alle tragiche vicissitudini della guerra (Piombo, Mercurio). Nel 2006 la Royal Institution di Londra ha eletto Il sistema periodico di Primo Levi come il miglior libro scientifico mai scritto, più votato di Charles Darwin, Richard Dawkins o Konrad Lorenz.
Il Regno periodico (1995, in Italia tradotto e aggiornato nel 2008, Zanichelli editore, 199 pagine, euro 11,50) di Peter Atkins è una saggio divulgativo che con una efficace metafora immagina la tavola periodica come una vera e propria nazione, con una sua geografia fisica, una sua storia, un suo governo fatto di proficue alleanze e di scontri insanabili. Per esempio, a temperatura ambiente, nel Regno, ci sono due laghi che si chiamano Bromo e Mercurio; poi c’è un vasto deserto metallico, c’è un istmo, ci sono due coste e c’è anche una misteriosa Isola del Sud…
Così avviene, dunque, che ogni elemento dica qualcosa a qualcuno (a ciascuno una cosa diversa), come le valli o le spiagge visitate in giovinezza… [Levi, Carbonio]
Per leggere questo libro non occorre conoscere già la chimica. Tutto ciò che vi chiedo è di usare la vostra immaginazione per interpretare le metafore geografiche in termini di entità concrete. Voleremo insieme attraverso il paesaggio e atterreremo quando ci servirà. [Atkins, Prefazione]
Sulla storia della Tavola di Mendeleev e sul suo significato profondo rimandiamo ai pezzi di Marco Boscolo e Stefano Dalla Casa. Qui ci interessa omaggiare i 150 anni della Tavola consigliando due libri bellissimi ognuno a suo modo, e che spesso danno l’impressione di parlarsi fra loro, in un dialogo che ci sembra molto fruttuoso per chi legge.
Dunque, cosa rappresenta per i due autori questa “icona culturale” della chimica in particolare e dell’ingegno umano in generale?
Che la nobiltà dell’Uomo, acquisita in cento secoli di prove e di errori, era consistita nel farsi signore della materia, e che io mi ero iscritto a Chimica perché a questa nobiltà mi volevo mantenere fedele. Che vincere la materia è comprenderla, e comprendere la materia è necessario per comprendere l’universo e noi stessi: e che quindi il Sistema Periodico di Mendeleev, che proprio in quelle settimane imparavamo laboriosamente a dipanare, era una poesia, più alta e più solenne di tutte le poesie digerite in liceo: a pensarci bene, aveva perfino le rime! [Levi, Ferro]
La tavola periodica è forse il concetto più importante della chimica, sia in linea di principio sia in pratica. È un sostegno quotidiano per gli studenti, suggerisce nuovi percorsi di ricerca ai professionisti e organizza in modo sintetico l’intera chimica. […]
Una consapevolezza del significato della tavola periodica è essenziale per chiunque desideri sbrogliare il mondo e capire come esso sia costruito a partire dai mattoni fondamentali della chimica, gli elementi. [Atkins, Prefazione]
L’ultima frase di Atkins rimanda a sua volta, di nuovo, a Primo Levi, il quale costruisce il suo libro come un edificio composto da 21 mattoni, scegliendo dal centinaio abbondante di elementi della Tavola. E se gli elementi sono i mattoni fondamentali della materia e della vita, cosa potrà mai costruire il racconto della vita di un chimico? Una poesia in rima per sbrogliare il mondo…
Un ferreo sodalizio
Nel racconto intitolato Ferro, Levi racconta la sua amicizia, o meglio il suo sodalizio con Sandro, coetaneo dallo spirito anarchico. Siamo nel 1939, i due sono compagni all’Istituto Chimico, la guerra è vicina, il grande buio della Storia anche. Sandro porta Primo in montagna, ad arrampicare. «Vedere Sandro in montagna riconciliava col mondo, e faceva dimenticare l’incubo che gravava sull’Europa.» In fuga dal mondo, per entrare davvero nel mondo, vivono esperienze intense e rischiano di morire più volte, ma d’altra parte «non valeva la pena di avere vent’anni se non ci si permetteva il lusso di sbagliare strada.» (Confronta anche la recente autobiografia di Manolo, forse il più grande freeclimber di sempre, intitolata Eravamo immortali.) Sandro arrampica e trasmette e condivide con Primo il suo stile di vita bruciante: «mi spiegò che, facendo vita sedentaria, si forma un deposito di grasso dietro agli occhi, che non è sano; faticando, il grasso si consuma, gli occhi arretrano in fondo alle occhiaie, e diventano più acuti.» Agli occhi di Primo, Sandro era fatto di ferro. Era forte e resistente, e per giunta i suoi avi erano tutti calderai e fabbri: «battevano la lastra fino a che diventavano sordi: e lui stesso, quando ravvisava nella roccia la vena rossa del ferro, gli pareva di ritrovare un amico.» Attraverso la lente autobiografica della narrazione, Levi non sta solamente raccontando delle storie (la storia della sua giovinezza, la storia di un’amicizia e di tante esperienze fondamentali per la sua esistenza, la storia del suo apprendistato come chimico): Levi sta a tutti gli effetti rappresentando la vera, intima natura del ferro (Fe).
Gli elementi metallici sono di importanza cruciale, sia per il paesaggio naturale del mondo reale sia per i manufatti escogitati dalla scienza e dall’industria.
Per esempio una regione del Deserto occidentale è il ferro, l’elemento che ha contribuito a far uscire l’umanità dall’Età della pietra e l’ha spinta verso la Rivoluzione industriale e oltre. Durante questa rivoluzione la regione del ferro ha avuto una crescita esplosiva: in alleanza con alcuni suoi vicini (come cobalto, nichel, vanadio e manganese) il ferro è diventato acciaio, e l’acciaio è – quasi letteralmente – il fondamento della società moderna.
La capacità del ferro di allearsi così facilmente con i suoi vicini è un fatto che non deve passare inosservato: indica che sotto la superficie del Regno ci sono profonde correnti di affinità, analoghe ai legami culturali ed economici che rafforzano le alleanze tra le nazioni. [Atkins, Capitolo 2]
La vita e il carbonio
Carbonio (C), azoto (N), ossigeno (O) e fosforo (P) sono gli elementi principali che rendono possibile la vita sulla Terra. Che cos’è la vita? A questa domanda è possibile rispondere in molti modi. Fra i numerosi significati riportati dallo Zingarelli 2019, la prima definizione di vita recita così: «complesso delle proprietà, quali la nutrizione, la respirazione, lo sviluppo e la riproduzione, che caratterizzano la materia vivente e la distinguono dalla materia non vivente». Riferendosi al fosforo sotto forma di ATP, per Peter Atkins la vita è «una scarica controllata di energia» [p. 34], ma è anche – in modo “austero e sintetico” – un insieme di «meccanismi di accumulo e dispersione dell’informazione» [p. 30]. Alla base di tutto questo c’è il carbonio, che «può tessere alleanze durature anziché congiure affrettate» [p. 187].
Il carbonio è un elemento assai poco pretenzioso, che forma legami senza difficoltà. A differenza del fluoro, che sta soltanto poche regioni più a est, il carbonio non è una reattiva primadonna. In chimica, come nella vita, la modestia porta dei vantaggi, e grazie alla sua mediocrità il carbonio si è imposto come sovrano del Regno periodico. Esso naturalmente è l’elemento chiave dei composti organici: la proprietà straordinaria e complessa che chiamiamo «vita» deriva quasi interamente da questa nera regione settentrionale del Regno. [Atkins, Capitolo 2]
Così avviene, dunque, che ogni elemento dica qualcosa a qualcuno (a ciascuno una cosa diversa), come le valli o le spiagge visitate in giovinezza: si deve forse fare un’eccezione per il carbonio, perché dice tutto a tutti, e cioè non è specifico, allo stesso modo che Adamo non è specifico come antenato; a meno che non si ritrovi oggi (perché no?) il chimico-stilita che ha dedicato la sua vita alla grafite o al diamante. Eppure, proprio verso il carbonio ho un vecchio debito, contratto in giorni per me risolutivi. Al carbonio, elemento della vita, era rivolto il mio primo sogno letterario, insistentemente sognato in un’ora e in un luogo nei quali la mia vita non valeva molto: ecco, volevo raccontare la storia di un atomo di carbonio. [Levi, Carbonio]
Ed è così che si chiude Il sistema periodico. Con la storia di un atomo di carbonio scritta in un tempo, l’inizio degli anni Settanta, in cui non era ancora possibile vedere o isolare un singolo atomo, ma «nessun dubbio esiste per il narratore, il quale pertanto si dispone a narrare» una storia che inizia alcune centinaia di milioni di anni prima sotto forma di roccia, più precisamente di carbonato di calcio (CaCO3). Nel 1840 un piccone (forse di acciaio?) cambia per sempre il destino del nostro atomo, che viene messo in una fornace per ricavarne calcio (Ca), esce dal comignolo e viene respirato sotto forma di anidride carbonica (CO2) da un falco che lo espelle subito. L’atomo entra nel ciclo dell’acqua, poi per otto anni viaggia con il vento, finché non incappa, finalmente, «nell’avventura organica». Entra infatti in una foglia, e la magia di ciò che qui accade la lasciamo ai fortunati lettori che entreranno nel meccanismo della fotosintesi clorofilliana in un modo nuovo e sorprendente, fotosintesi che sta alla base della vita organica terrestre e che riutilizza ogni atomo libero di carbonio ogni duecento anni circa.
Il diamante è una forma allotropica del carbonio, proprio come il carbone e la grafite delle matite, ed è di gran lunga il minerale più duro che esista. Come scrive Atkins: "L'estrema durezza di questa forma dell'elemento va quasi a compensare il contributo di morbidezza che dà altrove, ed è dovuta al rigido reticolo di legami [covalenti] che si estende lungo tutto il solido e connette tra loro gli atomi praticamente senza fine, come lo scheletro d'acciaio di un grande edificio" [Capitolo 11].
Il gioco lo avete capito. Trovare risonanze fra questi due libri. Dopo il ferro e il carbonio, ognuno può continuare con uno (o più) degli altri 19 elementi utilizzati da Primo Levi in modo spesso divertito e divertente. Ma è per la Tavola che siamo qui. È per i suoi 150 anni che i due chimici Levi e Atkins stanno dialogando.
Siamo chimici, cioè cacciatori: nostre sono «le due esperienze della vita adulta» di cui parlava Pavese, il successo e l’insuccesso, uccidere la balena bianca o sfasciare la nave; non ci si deve arrendere alla materia incomprensibile, non ci si deve sedere. Siamo qui per questo, per sbagliare e correggerci, per incassare colpi e renderli. Non ci si deve mai sentire disarmati: la natura è immensa e complessa, ma non è impermeabile all’intelligenza; devi girarle intorno, pungere, sondare, cercare il varco o fartelo. [Levi, Nichel]
Eppure, nonostante il fatto che lo comprendiamo, il Regno resta un luogo misterioso. Le proprietà delle regioni si possono razionalizzare, ed entro certi limiti possiamo prevedere con sicurezza le proprietà fisiche e chimiche di un elemento e i tipi di composti che formerà. Il Regno – la tavola periodica – è il singolo più importante principio unificatore della chimica: campeggia sui muri di tutto il mondo, e per padroneggiare la chimica e ispirare nuove linee di ricerca in questo campo non c’è modo migliore che comprendere e usare la sua struttura. [Atkins, Epilogo]
Uno il complemento dell’altro, dove Levi non dice arriva Atkins, per esempio raccontandoci l’origine cosmica degli elementi o spiegandoci in modo finalmente chiaro perché la Tavola periodica di Mendeleev è fatta nel modo in cui è fatta. Incuriositi e introdotti ai segreti di questo strano, magico Regno, potremo finalmente giocare.
La tavola periodica interattiva
Sì, proprio giocare. Basta provare la tavola periodica interattiva progettata da Zanichelli. A partire dalla prima schermata, cliccando su ogni elemento, troverete pane per i vostri denti. O meglio: carbonio, idrogeno e ossigeno per i vostri calcio e fluoro, con un pizzico (q.b.) di idrogeno e ossigeno… immagine di copertina: Gianluca Patti e Bianca Sangalli Moretti
