6-C Fusión nuclear

La Tabla Periódica actualmente agrupa 118 elementos químicos, donde uno normalmente considera cada elemente en términos de su estructura atómica (configuración de electrones) y su reactividad (por ejemplo, estados de oxidación). Otras características de elementos químicos incluyen también la estructura nuclear: más allá del número de protones en el núcleo, que define su posición en la Tabla Periódica, también hay el número de neutrones, que establece la masa atómica, desembocando así en varios isótopos de un elemento en concreto.

Sin embargo, hay elementos que pueden sufrir reacciones nucleares, transformándose así en otro. Hay varios tipos de reacciones nucleares, pero aquí limitaremos nuestra atención a un par de ellas (por el bien de este juego): fusión. donde dos elementos nucleicos se unen para producir un elemento más pesado, y la fisión, donde un núcleo atómico se divide en dos otros núcleos. Una tercera reacción nuclear interesante incluye la desintegración, donde un núcleo emite partículas radioactivas y pierde protones, convirtiéndose en un elemento más ligero -al tener un número atómico inferior. Libros de Química genéricos o la Wikipedia son una buena fuente de información adecuada en reacciones nucleares. El propósito de este juego no es describirlas, sino presentarlas de forma conceptual.

9-cartes-tp-fibo.jpg

Este juego que describimos es una adaptación del propuesto por Colm Mulcahy (ver artículo del New York Times sobre este tema). Mulcahy usa cartas francesa, pero aquí las reemplazamos por cartas o tarjetas de Tabla Periódica (se pueden comprar o bien hacerlas a mano, escribiendo el símbolo atómico en tarjetas blancas). Es sencillo, curioso y un divertido juego de adivinación que una persona hace a otra.

Descripción del juego

Una persona muestra una serie de cartas o tarjetas donde hay símbolos de la Tabla Periódica, y las pone encima de la mesa, sin que se vean los símbolos. Se gira de espaldas y pide a otra persona que escoja dos cartas cualesquiera, a escondidas. Entonces le pide que haga una reacción nuclear de fusión: que mire qué número atómico tienen, y que sume estos dos números atómicos, provocando la fusión: resulta en un nuevo elemento químico que tiene por número atómico la suma mencionada. Entonces, cuando la segunda persona anuncia en voz alta el elemento resultante, la primera persona revela de forma sorprendente los elementos químicos iniciales.

Las cartas de la Tabla Periódica se pueden recortar de este documento, donde hay los primeros 52 elementos. Lo mejor es imprimiro en medida A4, con papel grueso.

Ejemplo (una “maga” y un “espectador”)

  • Maga: coge una serie de cartas, y pide al espectador que las mezcle. Pide que las deje, de dorso, sobre la mesa.
  • Espectador: selecciona un par de cartas, las que quiera. Las mira y, por ejemplo, coge el Boro y el Selenio. Observa los números atómicos: 5 y 34, respectivamente (es útil tener una Tabla Periódica a mano).
  • Maga: pide al espectador que sume estos dos números atómicos y que revele el número del elemento resultante.
  • Espectador: suma 5 y 34, resulta 39. Observando una Tabla Periódica de los elementos, ve que se trata el elemento Itrio. Se lo comunica a la maga.
  • Maga: al conocer el resultado de la fusión, el Itrio, adivina mágicamente que esta fusión se ha hecho a partir del Boro y del Selenio.

Método

Tal y como está descrito en el artículo del NYT, se tracta de aprovechar las propiedades de la Sucesión de Fibonacci: 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34 y 55 (el siguiente número, 89, podría aportar elementos más allá del 118, límite actual de la Tabla y por eso es necesario limitarse a los nueve primeros). La suma de cualquiera de estos nueve números se puede descomponer de forma unívoca, es decir, no hay ambigüedad. Por ejemplo, en el juego descrito: 5+34=39, y no hay forma de descomponerlo en ninguna otra suma de dos números de la serie mencionada. Si el resultado de la suma fuera 24, por fuerza tendría que ser la suma de 21 y 3. Si fuera 63, sería 55+8.

Traducido a símbolos químicos de los elementos:

  • La fusión de Boro y Selenio produce Itrio
  • La fusión de Escandio y Litio genera Cromo
  • La fusión de Cesio y Oxígeno da Europio

Y por lo tanto

  • El Itrio sólo puede resultar de la fusión de Boro y Selenio
  • El Cromo sólo puede resultar de la fusión de Escandio y Litio
  • El Europio sólo puede resultar de la fusión de Cesio y Oxígeno

Aquí se aprovecha la equivalencia entre números naturales (atómicos) y símbolos (atómicos) proporcionando una capa adicional de ofuscación al juego descrito por Colm Mulcahy. Además, en el juego original hay un límite menor, porque se usan sólo seis cartas: A-2-3-5-8-K, mientras que si se usa la Tabla Periódica, como aquí, se puede llegar a nueve cartas.

Para complicarlo

En el mismo artículo del NYT Mulcahy propone otras sucesiones de números naturales que proporcionan descomposiciones unívocas. Para la Tabla Periódica, seguro que hay bastantes más aparte de la mencionada. La que se propone aquí es la estrictamente basada en la sucesión de Fibonacci.

Más allá de la Tabla Periódica

Este juego permite introducir la Sucesión de Fibonacci y la razón áurea a la cual tienda esta sucesión, como coeficiente entre dos términos sucesivos. La razón áurea (1/2*(1+sqrt(5)=1,618…)es un concepto usado en arte, como relación entre lados de un rectángulo de visión agradable, y también aparece en multitud de aspectos geométricos y de formas de la naturaleza, aunque a veces hay tantas ganas de detectarla que quien lo hace la encuentra donde realmente no existe.

Un juego para hacer en un taller…

Si no se tienen cartas de la Tabla Periódica, se pueden construir con tarjetas. Diseñar la cara de las tarjetas, y el reverso (el mismo para todas) es una actividad propia de un taller. Se pueden hacer nueve, las que proponemos aquí, o bien más, para tener una especie de “paquete de cartas de la Tabla Periódica”.