Erreinu periodikoa / The Periodic Kingdom

ERREINU PERIODIKOA

PETER WILLIAM ATKINS

C.P. SNOW-EN hitzaurrea

ZIENTZIA IRAKURLE ORORENTZAT

0 13 ZIO Erreinu periodikoa 3

16/9/11 11:15:34

Galarazita dago liburu honen kopia egitea, osoa nahiz zatikakoa, eta, halaber, informazioa berreskuratzeko baliabide mekaniko, fotokimiko, magnetiko, elektrooptiko edo fotokopiak erabiliz erregistratzea eta zabaltzea, jabeek aldez aurretik eta idatziz emandako baimenik gabe.

Babesleak

Diseinua eta azala: Antton Olariaga Begirale teknikoa: Alberto de Diego Hizkuntza-begiralea: Txipi Ormaetxea

Copyright © 1995 by P.W. Atkins The Periodic Kingdom All rights reserved - Eskubide guztiak erreserbatuta © 2011, itzulpena: Juan Garzia Garmendia © ehupress, 2011, Erreinu periodikoa ehupress. Euskal Herriko Unibertsitateko Argitalpen Zerbitzuaren marka bat da www.argitalpenak.ehu.es - editorial@ehu.es ISBN: 978-84-9860-554-9 Lege gordailua: BI - 2.634-2011 Fotokonposizioa: Ipar, S. Coop.

Zurbaran, 2-4, 48007 Bilbao Inprimatzea: Itxaropena, S.A. Araba Kalea 45, 20800 Zarautz (Gipuzkoa)

0 13 ZIO Erreinu periodikoa 4

17/10/11 17:41:13

Edukiak

Atarikoa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7

Lehen atala: Geografia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 1. Lurraldea . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2. Eskualdeetako produktuak . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 3. Geografia fisikoa. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 Bigarren atala: Historia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 4.

5.

6.

7.

Aurkikuntzaren historia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Eskualdeen izendatzea. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Lurraldearen jatorria. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Kartografoak . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

61 73 81 97

Hirugarren atala: Gobernua eta erakundeak . . . . . . . . . . 119 8.

9.

10.

11.

Barnealdeko legeak. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Kanpoaldeko legeak . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Eskualde-administrazioa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Harremanak eta itunak . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

121 129 147 161

Epilogoa. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173 Beste irakurgai batzuk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179 Aurkibide analitikoa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181

0 13 ZIO Erreinu periodikoa 5

16/9/11 14:45:41

0 13 ZIO Erreinu periodikoa 6

16/9/11 11:15:35

Atarikoa

Beti eragin dit harridura eta zirrara Somerset Maugham-en Suminaren ontzia istorioaren hasierak. Egilea hantxe bere langelan dagoela, Yangtse Kiang-eko pilotua liburuaren orriak pasatzen, marea-taulak eta itsasketa-norabideak errealitate-sentipen bat eraginez doaz pixkanaka haren irudimenean. Bere baitako ikuspegi horretan, soslai eta taulek beren lekua uzten diote bertsio aberatsago bati, zehatzagotuz baitoazkio zuhaitzak, teilatuak eta, azkenean, ipuinaren gaia diren jendeak. Hala nahi zintuzket nik zu bidelagun hartu irudimenezko bidaia batean, non alderik alde ibiliko baitugu kimikaren itsasketa-karta: elementuen taula periodikoa. Gure ikuspegi horretan, ordea, lurralde baten itxuran irudikatuko dugu taula —Erreinu Periodikoa— eta han aurkituko, lurrazalera jaistean ikusiko dugunez, erreinua osatzen duten hainbat pertsonaia nortasuntsu. Erreinuaren paisaian gaindi hegan, hor bistaratuko zaizkigu haren muino kizkurrak, mendi-lerroak, haitzarteak eta ordokiak. Lurreratu, eta oinez ibiliko gara larre zabaletan barrena eta mendi-muinoetan zehar. Aztarrika ere egingo dugu lurrazpian, hala agerian jartzeko badela egitura ezkutu bat, mekanismo bat, erreinua kontrolatzen eta gobernatzen duena. Zentzuzko lekua baita erreinua, arrazionala.

0 13 ZIO Erreinu periodikoa 7

16/9/11 11:15:35

E RREINU

8

PERIODIKOA

Taula periodikoa, zalantza handirik gabe, kimikako kontzepturik garrantzitsuena da, hala hatsarrean nola praktikan. Ikasleen eguneroko euskarria da; iker-lerro berriak iradokitzen dizkie profesionalei, eta, berari esker, antolaera labur-zehatz batean bildua dugu kimika oso-osoa. Hor ageri da argi eta garbi elementu kimikoak ez direla entitate-anabasa zorizko bat, baizik eta joera batzuen arabera antolaturik daudela eta familia-kidegoak eratzen dituztela. Taula periodikoaren nolabaiteko ezaguera ezinbestekoa du munduaren mataza askatu nahi duenak, han ageri baita nola eraikia dagoen mundu hori kimikaren oinarrizko adreiluetatik: elementu kimikoak. Zientzialari batek munduaz duen ikuspegia ezagutu nahi duen orok izan behar du taula periodikoaren nondik norakoaren berri, zientzia-kulturaren parte baita.

Alegiazko lurralde batean bidaiatzeko gidaliburu modura irudikatu dut taula periodikoa, elementuak direla hura osatzen duten eskualdeak. Erreinu horrek badu bere geografia: elementuak hurrenkera berezi batean elkarretaraturik daude, eta ondasunak ekoizteko erabiltzen dira, soro batek garia eta aintzira batek arraina ematen duten bezalatsu. Bere historia ere badu. Izatez, hiru historia mota ditu: munduko lurrak ezagutu ziren bezalatsu ezagutu ziren elementuak; erreinuaren mapa egin zen, munduarena bezalaxe, eta mapa horretan elementu bakoitzak zuen kokapena esanguraz jantziz joan zen; eta elementuek orobat dute beren historia kosmikoa, eta izarretako beren jatorriraino jarrai dakieke arrastoa.

Erreinu Periodikoak badu bere administrazioa ere, elementuek dituzten tasunak lege batzuek gobernatuak baitira; lege horiek kontrolatzen dute haien portaera, eta orobat erabakitzen zer

0 13 ZIO Erreinu periodikoa 8

16/9/11 11:15:35

P ETER W ILLIAM A TKINS

9

itun eratuko dituzten. Administrazio hori aurkitzeko, atomoen tasunetara jo behar da, eta barnerago; atomoen osagai diren elektroi eta nukleoen tasunetara.

Ez dut jakintzat jo aurretiazko inolako kimika-ezagutzarik. Zera baino ez diot eskatzen irakurleari: irudimenaz baliatzea analogia geografikoak entitate konkretu gisa interpretatzeko. Hegan egingo dugu elkarrekin paisaian gaindi, bai eta lurreratu ere ondo datorkigunean. Hala, erreinu oparo bat ezagutuko dugu, zeinaren agerraldi bat baita egiazko gure mundua. Eskertu nahi dut Jerry Lyons, liburu honen editorea, hainbat iradokizun baliagarri egin baitizkit, eta Sara Lippincott, testu-zuzentzaile gisa lan bikaina egin baitu esan nahi nuena argitzen.

Oxford, 1995eko urtarrila

0 13 ZIO Erreinu periodikoa 9

16/9/11 11:15:35

0 13 ZIO Erreinu periodikoa 10

16/9/11 11:15:35

Lehen atala

Geografia

0 13 ZIO Erreinu periodikoa 11

16/9/11 11:15:35

0 13 ZIO Erreinu periodikoa 12

16/9/11 11:15:35

1 Lurraldea

Ongi etorri Erreinu Periodikora. Irudimeneko lurraldea da, baina dirudien baino hurbilago dago errealitatetik. Elementu kimikoen erreinua da; gai horiez egina da ukigai den guztia. Ez da oso herrialde zabala, ehun bat eskualde baino ez baitira guztira (halaxe deituko diegu sarritan elementuei), eta, hala ere, hartxek esplikatzen du gure mundu honetan materiazko den guztia. Planetak, harriak, landareak eta animaliak, guztiak dira kontakizun honen muinean dauden ehun elementuez eratuak. Airearen, itsasoen eta Lurraren beraren funtsa dira elementuok. Elementuak ditugu guk oinarri, elementuak jaten ditugu, elementuak gara. Gure garunak elementuz osatuta daudenez, gure iritziak ere, nolabait, elementuen tasunak dira, eta, beraz, erreinuko biztanleak.

Erreinua ez da eskualde-anabasa bat, zehatz-mehatz antolatutako estatu bat baizik, non eskualde bakoitzaren izaera auzokoaren oso antzekoa baita. Gutxi dira muga zorrotzak. Aitzitik, trantsizio-guneak nagusitzen dira paisaian: sabanak haran gozo bilakatuz doaz; haranok, poliki-poliki, ia hondorik gabeko arroila; muinoak ordokietatik apurka altxatuz doaz, eta azkenean mendi tantai bihurtzen.

0 13 ZIO Erreinu periodikoa 13

16/9/11 11:15:35

E RREINU

14

PERIODIKOA

Irudi eta analogia horiek izan beharko ditugu gogoan erreinuan barrena bidaiatzean. Gogoan izan beharreko printzipioa hauxe da: ehun elementutsuok, mundu materialaren ekaiak izateaz gainera, antolaera jakin bat dute.

Oraingoz, hauxe da gure asmo bakarra: antolaera horretaz jabetzea eta erreinuaren paisaia ezagutuz joatea. Goitik begiratuta, sekulako ikuspena hedatzen da gure azpian, hidrogenotik hasi eta han urruneko uranioaz haraindi. Ezagutzen dira beste eskualde batzuk uraniotik harago ere, baina, ostertz urrunean, bada esploratu gabeko eremurik Kolon berri baten zain. Gugandik hurbilago, badu lurraldeak eskualde ezagunagorik: karbonoa eta oxigenoa, nitrogenoa eta fosforoa, kloroa eta iodoa. Lehen ikuskatze honen amaieran, askoz ere eskualde gehiago ezagutuko ditugu, zeini bere irudia dagokiola: basamortua, zingira, aintzira, belardia.

Goi-goiko gain honetatik ere, hor ageri dira lurraldearen ezaugarri nagusiak (1. irudia). Esate baterako, metalez osaturiko eskualde dirdaitsu, distiratzaileak, Mendebaldeko Basamortua deituko diogun aldean bilduak. Nahiko basamortu uniformea da, baina tonu-gorabehera sotilak nabari dira, elementuen askotariko ezaugarriei dagozkienak. Han-hemen, kolore-orban leunak ageri dira, hala nola urrearen 単ir単irra eta kobrearen gorritasuna.

Hain nabarmena izanagatik lur mortuok osatua dela erreinuaren puska handi bat (ezagutzen ditugun 109 elementuetatik 86 edo), izugarrizko joritasuna dakar hala ere erreinuak mundu errealera!

Oparotasun horrek iradokitzen du basamortuaren hustasuna irudipena besterik ez dela, eta, hurbilagotik begiratuta, ikusiko dugula aberatsa dela mineralen baliokidez, eta paisaia mortu horrek badituela hainbat tasun fisiko eta kimiko. Baina geroko utziko

0 13 ZIO Erreinu periodikoa 14

16/9/11 11:15:35

L URRALDEA

15

dugu hurbilagotik begiratze hori. Erreinuaren lurrazaletik oso gora gaude oraindik, eta basamortuaren askotarikotasuna ez da begi-bistakoa.

Oxigenoa Nitrogenoa Karbonoa

Hidrogenoa

Sufrea Bromoa Mendebaldeko Basamortua

Helioa

Halogenoak Gas Nobleak

Metal alkalinoak Metal lurralkalinoak

Iparraldeko itsaertza

Urrea Merkurioa N

Hegoaldeko itsasertza Hegoaldeko Uhartea W

Lantanidoak Aktinidoak

E S

1. irudia Erreinu Periodikoaren ikuspegi orokorra, eskualde esanguratsu batzuen izenekin. Mendebaldeko Basamortuko eta Hegoaldeko Uharteko elementuak metalak dira; beste elementu guztiak ez-metalak dira.

Ekialderantz, erabat aldatzen da paisaia, baita goialde hauetatik ikusita ere. Hor dira erreinuko alderik lauenak, eta aintzira bat ere ageri da. Baina berehala igartzen da hau ez dela erreinu arrunta; izan ere, aintzira ez da Lurreko lakuen kolore urdin gardenekoa, baizik eta halako gorri sakon deigarri batekoa, marroiaren mugan hortxe. Eskualde horri bromo esaten zaio, eta lurralde

0 13 ZIO Erreinu periodikoa 15

16/9/11 11:15:36

E RREINU

16

PERIODIKOA

bitxi honetako bi aintziretariko bat da. Bestea Mendebaldeko Basamortuaren ekialdeko muturrean da, eta oso bestelako itxura du, metal-distira latza ageri baitu, zilar-antzekoa. Merkurioa da: aintzira likido bat harkaitz artean.

Ekialdeko eremuotan, askotarikoak dira formak eta koloreak, eta are eta ugariago ekialdeko itsasertzera hurbildu ahala.

Mendebaldeko Basamortua aldatuz doa poliki-poliki, metalitxura duten baina nortasun leundukoak, izaera anbiguokoak diren eskualde batzuk eraturik. Elementu horien artean daude silizioa eta artsenikoa, bai eta erreinuko eskualde ezezagunagoak ere, hala nola polonioa eta telurioa. Itxura batean, kimikoki emankor bihurtuz doa lurraldea, baina, eremu arrotz honetan, errealitatea ez dator beti bat lehen inpresioarekin. Goialde honetatik, paisaiaren koloreek harritzen gaituzte gehien. Esate baterako, bada sufre horizko orban bizi-bizi bat, ezaguna: antzinatik, infernuarekin lotu izan da sufrea. Auzoko selenioa, berriz, urtesasoiak bezala aldatzen da: forma batean, gris metalikoa ageri du, eta beste batean, berriz, errubiaren gorria. Nola ager ditzake gai berak horrenbeste kolore-aldaera? Selenioa ez da horrelako bakarra. Karbono arruntak ere aldaera asko ditu: forma ezagunenean, kedarra bezain beltza da, baina orobat bilaka daiteke diamante distiratsu nahiz grafito gris metaliko, edota oraindik orain ezagutu den fulerita izeneko forma kristalinoaren kolore laranjamarroixka hartu. Elementu jakin baten formen aldaera guztiak ezagutzea komeni zaigu —alegorikoki, elementuaren sasoi deitu diezaiekegu, baina alotropo esaten zaie berez—; izan ere, aldaerak ez ezagutzeak nahasbidera eraman gaitzake. Erreinuaren lurrazalera jaistean, beren sasoietariko edozeinetan aurkitu ditzakegu elementuak.

0 13 ZIO Erreinu periodikoa 16

16/9/11 11:15:36

L URRALDEA

17

Paisaiaren koloreak are ugariagoak dira ekialdeko itsasertzera hurbildu ahala. Harrigarrienak halogenoak dira: harreman estuko eskualde-familia bat, bromoaren aintzira gorria barnean hartzen duena. Altitude honetatik, agerian dugu halogenoen kolore-gradazioa, ipar-muturreko fluor ia kolorgetik hasi, kloro hori-berdexkara jo, eta aldameneko bromo gorrixkaraino. Bromotik hegoaldera, distira biziko iodo beltz morexka ageri da, hegoaldeko itsasertzetik hurbil. Iodotik hegoaldera, berriz, astatoa; izena duen eskualdea izanagatik, gutxi dakigu hortik aurrera hari buruz. Ezjakintasun hori, mundu errealean sarri gertatzen den bezala, erabilgarritasun-ezari lotuta dago: astatoaren berririk inoiz izan ez baduzue, hartaz ezer jakiteko interes gutxi dagoelako da hori. Erreinuaren eskualde ustiatu gabeetariko bat da, elkorra, eta oso azaletik baino ikertu ez dena.

Eremu horretako kolore-aldakortasuna da horko elementuen tasun-gradazioaren alderdirik nabarmenetariko bat. Erreinuaren alde horrek bere tonu-joko atseginez erakartzen du begia, eta horrek pentsarazten digu izan litezkeela joera sotil batzuk haien artean, hurbilagotik ikuskatu eta are induskatu beharko direnak, bereiziko badira. Halaxe da, izan ere, eta, erreinuan oinez mugitzen garenean, erne ibili behar dugu argi nabarmentzen ez diren modulazioei erreparatzeko. Kimikaren atseginaren zati bat —hala esaten baitzaio, Kimika, Erreinu Periodikoa gobernatzen duen legediari— horixe da: erreinuko eskualde guztien azpian dauden erritmo sakonak atzematea eta, hala, familiak osatuz biltzea eskualdeok.

Joera horietariko bat ikusezina da begi hutsarentzat. Arnasten dugun airea ikusi ezin dugun bezala, Erreinu Periodikoko eskualde batzuek gaiez gabetuak dirudite. Itxura batean eskualde

0 13 ZIO Erreinu periodikoa 17

16/9/11 11:15:36

E RREINU

18

PERIODIKOA

hutsak diren horiek ekialdeko eta ipar-ekialdeko itsasertzetan ageri dira, Mendebaldeko Basamortua bera baino antzuagoak diruditen paisaia batzuk eraturik. Baina ipar-ekialdeko itsasertza ez da inondik inora ere baliogabea: hortxe dago oxigenoa, bizitzaren berri-ekarle ia unibertsal hori. Oxigenoa hain zaio beharrezkoa Lurreko gaur egungo bizitza organikoari, ezen, eskura ez dagoenean, nondik edo handik hornitu behar baita. Itsaspera eramaten dugu, ilargira garraiatzen dugu, eta hilzorian daudenei gorputzean punpatzen bizitzari euts diezaioten. Tonaka ziztatzen dugu motorretan, erregaia sutzeko. Bizitasunaren muina da oxigenoa: hura gabe, eskuarki, akabo bizitasuna eta mugimendu deliberatua. Horra nolako ahalmena gordetzen duen itxuraz gairik ez daukan erreinuaren ipar-ertzeko eskualde horrek.

Ikusezin izateko ahalmena ez da oxigenoarena bakarrik.

Haren mendebaldeko auzoa, nitrogenoa, orobat da itxuraz gairik gabea baina funtsezkoa bizitzarako: jarduera biologiko eta industrial askotako prozesu kimikoen oinarria nitrogenoa atmosferatik hartzea da, ugari ere ugaria baita han. Nitrogenoa hartzeari hura finkatzea esaten zaio. Nitrogeno-finkatzea funts-funtsezko prozesua da Lurrean, fotosintesia bezain funtsezkoa (atmosferako karbono dioxidotik karbonoa finkatzeari deritzo fotosintesia). Gizakia Lurrean agertu baino askoz lehenagotik gauzatua behar du nitrogeno-finkatzeak, nitrogenoz osatuak baitira proteinak, eta proteinak ezinbestekoak baitira bizi organiko mota guztientzat.

Ondoretasun-informazioa belaunaldiz belaunaldi transmititzea ere nitrogenoaren ardura da, azido desoxirribonukleikoaren —ADNaren— osagaietariko bat baita, eta ADNa baita geneen mamia. Nitrogenoaren eskualde itxuraz huts hori gabe, biziaren azkena litzateke: ez bakarrik ez legoke ondoretasunik, baizik

0 13 ZIO Erreinu periodikoa 18

16/9/11 11:15:36

L URRALDEA

19

eta beste jarduera inolakorik ere ez; bizitzaren gurpil horzdunak, proteinak, ez bailirateke existituko.

Ekialdeko itsasertzeko eskualdeak beste era batekoak dira.

Horiek ere gasak dira, baina aktibitate gabeak neurri handi batean. Hainbat izen hartu dituzte kimikaren esploratzaileek aurkitu zituztenetik, hemeretzigarren mendearen amaiera aldera.

Hasiera batean, gas arraro deitu zitzaien, urri zirelakoan. Hala dira benetan batzuk, baina ez denak: gas horietariko bat, argona, karbono dioxidoa baino ugariagoa da Lurraren atmosferan. Helioa, urria izan arren gure atmosferan, urrutitik ere ez da arraroa unibertsoan, hor dagoen guztiaren ehuneko 25 baita; hidrogenoaren ondoren, ugariena da. Radona, berriz, ekialdeko itsasertzaren hego-hegoan, arriskutsu izaterainoko ugaria da erradioaktibitate naturala gertatzen den Lurreko tokietan. Arraro ez da aukeran hitz egokia hain ugari diren gasok ezaugarritzeko, eta bazter utzi da izen hori. Garai batean, gas geldo ere esan izan zaie: itsasertz hori luzaroan aurkitzeke egoteko arrazoietariko bat, hain zuzen ere, elementuok beste batzuekin konbinaturik ez agertzea da.

Lehen kimikari esploratzaileentzat, eskualde-konbinazioak aztertuz aurkitu baitzituzten elementuak, artean ikusezinak eta pentsaezinak ziren itsasertzeko lurrok. Gasok konbinatzera behartzeko orainago egindako saioek, hala ere, arrakasta izan dute, eta gaindituta geratu da eskualdeotako emankortasun-eza. Ezin esan itsasertzeko basamortua orain lorez gainezka dagoenik, baina, tarteka, emankortasun-zantzu bat agertzen da, kimikan belar-izpi baten parekoa litzatekeena. Geldo esateko arrazoirik ere ez dago, beraz. Gas nobleak deitzen zaie oro har eskualdeoi orain; izen horrekin, halako gogo-urruntasun bat edo adierazi nahi da kimikari dagokionez, eta ez hainbestean kastitate zorrotza.

0 13 ZIO Erreinu periodikoa 19

16/9/11 11:15:36

E RREINU

20

PERIODIKOA

Laburbilduz, honako hau da lurraldearen itxura orokorra: mendebaldean, metalak; ekialderantz egin ahala, askotariko ez-metalen paisaia nabarra, eta, azken muturrean, ekialdeko itsasertzean, elementu gehienbat geldoak. Lur-eremu nagusitik hegoaldera, bada uharte bat hartatik bereizia, Hegoaldeko Uhartea deituko dioguna. Nortasun sotilki modulatuko metalez osatua da erabat. Lur-eremu nagusitik iparraldera, Europaren ipar-mendebaldean Islandia ageri den antzera, bada eskualde bat, bakartua: hidrogenoa. Erreinuko elementu sinple baina guztiz dohaintsu hori erreinuaren aitzin-postu guztiz funtsezkoa da, eta, bere sinpletasuna gorabehera, oso aberatsa nortasun kimikoari dagokionez. Unibertsoko elementu ugariena ere bada, eta izarren erregaia.

0 13 ZIO Erreinu periodikoa 20

16/9/11 11:15:36