El Regne Periòdic

El Regne Periòdic és aproximadament rectangular. Té un cap prominent al nord-est, un de menys prominent al nord-oest, una zona aproximadament rectangular a l'oest, una altra de més ampla a l'est, i entre elles un istme força ample. Al sud hi ha una gran illa rectangular, i al nord de tot una petita illa. En total s'hi poden distingir –avui– 118 regions diferents, de característiques força variades, tot i que moltes regions s'assemblen a les seves veïnes. Hi ha només dos llacs, ben diferents entre ells. És, però, un regne sense rei.

L'analogia entre la taula periòdica dels elements i un reialme terrestre format per moltes regions diferents és del professor d'Oxford Peter W. Atkins, ben conegut pels seus llibres de text de química general i de química física. La idea és desenvolupada en un llibre que ja té uns quants anys, és del 1995 –The Periodic Kingdom, de la col·lecció "Science Masters", de l'editorial Basic Books, del grup Perseus Books– i en aquell moment hi havia només 109 regions. Jo en vaig veure la citació en el d'Eric Scerri (2007). De fet, el text d'Atkins pretén ser un llibre d'introducció o divulgació de la química, en la línia del seu autor.

El llibre té tres parts: Geografia, Història i Govern, i Institucions. A la primera part parla del terreny, dels productes de les regions i de geografia física. El terreny és la descripció física de la taula periòdica, en la línia analògica indicada al primer paràgraf (figura 2). Els productes són les substàncies elementals, com poden ser els metalls o el sofre. Pateix una mica per mantenir l'analogia, perquè a les regions que són gasoses, com l'oxigen, no acaba de veure's clar si és una regió on hi ha gas, o tota ella és feta de gas. I pel que fa a geografia física, presenta a cada casella la seva alçària representada per la seva massa atòmica (figura 3). Així, el reialme és més baix al nord i a l'est, mentre que té més alçària al sud i a l'oest. Naturalment, hi ha altres propietats que es podrien representar també "orogràficament" i donarien una perspectiva del terreny molt diferent. L'autor no vol situar l'hidrogen ni al grup 1 ni al 17, i el deixa com a illa al nord del regne.

Figura 2. Mapa del regne

La segona part del llibre té quatre capítols. El primer descriu la història del descobriment de les regions elements, ben explicat però clàssic. El segon, el nom de les diferents regions elements, també clàssic. El tercer capítol té per nom "L'origen del terreny", i aquí es mostra la limitació de l'analogia. L'origen dels elements cal buscar-lo als estels, com és ben sabut, però no hi ha manera lògica de fer arribar masses d'elements a una porció de la Terra perquè, no ho diu explícitament enlloc, el Regne Periòdic es troba en algun racó del planeta Terra. Finalment, el darrer capítol d'aquesta part va dedicat als cartògrafs, és a dir, als que han trobat regularitats entre les diferents regions i n'han sabut fer mapes. Aquí es manifesta una altra de les limitacions de l'analogia: hi ha molts dissenys de taules periòdiques, però Atkins sembla que només ens descriu la taula actual curta. Els cartògrafs, semblaria que no només feien mapes, sinó que ordenaven ells les regions...

Figura 3. El Regne Periòdic, vist des de l'angle nord-est. La regió més propera és la de l'heli. L'alçària del terreny és proporcional a la massa atòmica

La tercera part té també quatre capítols. El primer es dedica a les lleis internes del reialme, és a dir, un capítol de química on s'explica de forma senzilla l'estructura del nucli. El segon capítol va sobre les lleis de l'exterior, i es refereix a l'estructura electrònica de cada àtom. Arriba fins a explicar qualitativament els orbitals atòmics s, p, d i f, les seves formes i les seves propietats, amb el principi d'exclusió de Pauli. Personalment, no crec que un que no sàpiga de què va entengui res d'aquest capítol. El tercer capítol és el de l'administració regional, és a dir, l'estructura de la taula periòdica un cop el lector sap què són els orbitals. Hi explica els blocs s, p, d i f, i la progressió de les propietats al llarg de grups i períodes. Finalment, el quart capítol va d'aliances, és a dir, quines formes de relacionar-se tenen els diferents elements entre ells. O sigui, enllaços iònics i enllaços covalents.

El llibre és simpàtic, especialment en la idea inicial. Passa progressivament d'un pla –el reialme– a un altre –els estels– i un altre –el microcosmos–, però no intenta compatibilitzar-los, perquè és, naturalment, impossible. Aquesta idea de diferents plans d'observació ve plasmada en la portada del llibre, on una finestra ens mostra una altra finestra, i a dins una altra que ens mostra el cel.

Potser el lector recorda una pel·lícula de Bigas Luna on hi havia diferents plans de la realitat: Angoixa. La pel·lícula, de suspens força gore, té un muntatge magistral, on uns espectadors veuen una pel·lícula de crims, i mentrestant algú comet un crim a la sala de cinema; però tot això és també una pel·lícula de cinema on uns altres espectadors l'estan veient i també hi ha crims en aquesta sala. I això és, en certa manera, l'observació científica. Vaig parlar de tot això aquí [+]. 

El llibre que estem comentant ha estat criticat per Scerri (1999) bàsicament pel que fa a les explicacions d'Atkins de la mecànica quàntica, del principi de construcció o Aufbau, i de la poca consistència de l'explicació del principi d'exclusió de Pauli. El principal problema que té és voler incloure molta matèria de forma divulgativa: no es pot explicar tot, cal simplificar-ho, i llavors els experts poden criticar el poc nivell de l'obra. La qüestió és si Atkins sap els temes però els simplifica, o només se'ls sap de forma simplificada... Vaig trobar-me amb aquest mateix problema quan em vaig encarregar de la traducció del seu llibre de Química general (1989). Hi vaig anar posant notes a peu de pàgina per completar el que eren mancances de redacció, o per corregir alguna errada o inexactitud, que és cosa més greu. Deixem-ho aquí.

BIBLIOGRAFIA

Atkins, Peter; Jones, Loretta (1989) Chemistry: molecules, matter and change, W.H.Freeman, Nova York (traduït el 1998, 3a edició per Ediciones Omega, Barcelona).

Atkins Peter (1995) The Periodic Kingdom, Basic Books, Nova York. Pot consultar-se al CRAI de Física i Química.

Scerri, Eric R. (1999) A Critique of Atkins'Periodic Kingdom and Some Writings on Electronic Structure, Foundations of Chemistry 1, 287-296.

Scerri, Eric R. (2007) The Periodic Table. Its Story and Its Signifiance, Oxford University Press.