Iron Man y la Tabla Periódica

En la segunda película de la trilogía basada en el personaje ficticio Iron Man, el protagonista multimillonario, Tony Stark, siente que se muere envenenado por el paladio que alimenta a la especie de reactor nuclear que tiene en el pecho para proporcionar energía a la armadura.

Imagen extraída de cinemarvel.wikia.com

Después de decodificar un mensaje oculto en la maqueta de la Expo Stark de 1974 construida por su padre, Howard, Tony Stark redescubre un nuevo elemento químico que le permitirá alimentar el reactor de su pecho, sin envenenar su sangre. Así que fabrica en su mansión un rudimentario acelerador de partículas, sintetiza  un nuevo elemento de la tabla periódica, lo mete en el reactor y se va a luchar contra Látigo.

Si te preguntas si no habría sido más fácil curar el envenenamiento con paladio sacando el reactor de su pecho en vez de construir un acelerador de partículas deberías leer estas dilucidaciones.

Durante el estudio del plano que contiene la estructura del elemento, la secuencia se recrea en la "imagen" del átomo, como dando a entender que la disposición espacial de los neutrones y protones hace únicos a los elementos.

Imagen extraída de elladog.com.ar

Los núcleos de los átomos están formados por protones y neutrones, denominados en su conjunto como nucleones. El número de protones en el núcleo (número atómico) determina qué elemento químico es y el número de neutrones en el núcleo determina el isótopo del elemento.

Tres de los isótopos del elemento carbono.

Los átomos que son isótopos entre sí son los que tienen igual número atómico (se encuentran en el mismo sitio de la tabla periódica), pero diferente número másico (suma del número de neutrones y el de protones en el núcleo. Los distintos isótopos de un elemento difieren, pues, en el número de neutrones.

Imagen extraída de paleociencia

Es decir, no importa cómo están colocados los neutrones y protones que tienen ensimismado al hombre de hierro: para definir al isótopo de un elemento químico determinado basta con dos numerinos, el atómico y el másico.

La tabla periódica de los elementos. Puedes encontrar una versión interactiva en inglés aquí.

Imagen extraída de x32.dotogo.ru

Lo que sí podríamos saber observando la disposición espacial del átomo es la distribución en capas de los electrones que rodean al núcleo (configuración electrónica del elemento). 

Distribución electrónica del carbono. Todos los isótopos del carbono tienen la misma distribución de electrones por capas.  Imagen extraída de carbonoelentoquimico.blogspot.com

La configuración electrónica de los elementos se rige según el diagrama de Moeller, que nos sirve para conocer la distribución de los elementos en los orbitales de la corteza del átomo. Para disgusto de los estudiantes, existen excepciones a la regla. En esta tabla periódica puedes ver, resaltados en negrita, los elementos químicos que presentan configuraciones electrónicas distintas de las esperadas en función de las reglas de llenado de los orbitales. Si el llenado de orbitales de esta tabla no te resulta muy visual, te animo a que curiosees este simulador de configuraciones electrónicas.

Imagen extraída de misuperclase

Cuando un átomo recibe energía alguno o varios electrones pueden pasar desde un nivel en el que tiene poca energía (próximo al núcleo) a otro más alejado de mayor energía (estado excitado). Al regresar a su nivel original, estos electrones emiten una cantidad de energía que aparece como una raya o línea concreta en el espectro de emisión. La energía proveniente de la luz blanca después de pasar por la sustancia carece de una serie de líneas que corresponden con saltos electrónicos desde el estado fundamental al estado excitado. Es lo que se denomina un espectro de absorción. Lógicamente las líneas del espectro de emisión son las que faltan en el de absorción pues la energía para pasar de un nivel a otro es la misma suba o baje el electrón.

Imagen extraída de IES Sierra de San Quílez

Como los niveles de energía son distintos en cada átomo, también lo son las energías y las rayas de sus espectros, que son como una huella digital que permite identificarlos fácilmente.

Imagen extraída de teknlife

En la imagen superior se puede ver el espectro correspondiente a cada uno de los elementos de la Tabla Periódica y en este simulador puedes ver, en mayor resolución, los espectros de los elementos.

Otro detalle que muestra que Tony Stark está bendecido por la "maldición del conocimiento" es que unos pocos segundos de contemplar el diagrama le sirven para deducir las propiedades del nuevo elemento, ¡y sabe que es el que necesita!

Imagen extraída de blogdesuperheroes

Aunque las propiedades físicas y químicas de los átomos dependen de su estructura química, de momento no hay ninguna regla que nos permita conocer las propiedades de un elemento conociendo únicamente el número de protones, neutrones y electrones que constituyen sus átomos. Una posibilidad es que Tony se valiera de la web periodni, un sitio donde, entre otras muchas otras cosas, se pueden consultar las propiedades físicas y químicas conocidas hasta la fecha de todos los elementos que componen la Tabla Periódica.

Red atómica del Diamante. Imagen extraída de Wikipedia

Por último, si tenemos en cuenta que los elementos más pesados que el plutonio (94) no existen naturalmente en la Tierra, sino que deben ser sintetizados en el laboratorio, y son radiactivos, el elemento nuevo sintetizado por Tony Stark debe ser necesariamente un elemento transactínido, con una vida muy corta, de segundos o menos. Sin embargo, el elemento de Tony Stark parece bastante estable; de hecho dura la mitad de la película (y es de suponer que algo más, ya que hay un Iron Man 3).

Imagen extraída de adoadrio

¿Y esa pedazo de "piedra" sintetizada? Si se puede ver y manipular a simple vista. En realidad, las cantidades de elementos sintetizados en un acelerador son microoscópicas.

Tony Stark agarrando con unas simples pinzas, y sin ninguna protección, el nuevo elemento radiactivo.
Imagen extraída de youtube

Un crack este Tony Stark. Estoy convencido que también está involucrado en la búsqueda del ununennio.


Fuentes: espaciociencia, malaciencia, cinemarvel, elements wlonk, quimife, iesbinef y bbc.