La domanda non è per nulla ovvia, principalmente se abbordassimo il tema “quando si forma una nuova sostanza a livello atomico?”

I nuovi elementi si formano nelle stelle per reazioni di tipo termonucleare, cioè per fusione di singoli atomi tra loro, e così sicuramente è avvenuto molti miliardi di anni addietro, per gli elementi e i composti naturali presenti nel Sistema Solare e quindi anche sulla Terra. Tra gli elementi più utili per l’uomo vi sono i metalli, che per la loro malleabilità e durezza sono stati sempre usati per armi, gioielli e utensili fin dall’antichità. Si imparò quindi a riconoscerli, fonderli, purificarli e a modellarli, attività che formarono la base della metallurgia fin dal suo apparire verso la fine del Neolitico.

Ma la conversione di una sostanza in un’altra appariva ancora, in una cultura senza alcuna conoscenza formale di fisica o chimica, come un'opera magica. Gli alchimisti credevano che tutto l’universo stesse tendendo verso uno stato di perfezione, e l’oro era considerato la più perfetta delle sostanze (oggi diremmo degli elementi metallici). Fino al XVIII secolo, l'alchimia era considerata una scienza seria in Europa; per esempio, Isaac Newton impiegò molto più tempo allo studio dell'alchimia piuttosto che a quello dedicato all'ottica o alla fisica, per le quali divenne famoso, senza però mai pubblicare opere sull'argomento.

Solamente con la Chimica moderna (grazie al lavoro di Antoine Lavoisier (1743-1794) che enunciò per primo la legge della conservazione della massa) si ebbe il definitivo superamento dell'alchimia. Si comprese perciò che la materia è formata da particelle elementari, chiamate atomi: in natura ne esistono un centinaio di tipi, e ognuno di essi ha struttura e proprietà differenti. Quando gli atomi si combinano fra loro si generano delle molecole. Queste ultime possono essere costituite da atomi tutti uguali fra loro, formando quelle che vengono definite le sostanze semplici (ad esempio i gas biatomici come azoto e ossigeno), mentre le molecole costituite da atomi diversi sono caratteristiche delle sostanze composte (ad esempio H₂O, l’acqua, HCl, l’acido cloridrico, ecc.). Sarà Friedrich Wöhler nel 1828 a dimostrare che i composti organici possono essere ottenuti anche da sintesi in laboratorio, riuscendo a sintetizzare l'urea a partire da sostanze inorganiche.

Con le reazioni di sintesi “organica” si possono produrre i vari materiali plastici, che però con l’oro non hanno nulla in comune, essendo costituiti solo da carbonio idrogeno ossigeno e pochi altri elementi, per lo più leggeri. L’oro invece è un metallo raro e “pesante” (con 79 elettroni per ogni atomo). Nel 1937 l'italiano Emilio Segrè scoprì il tecnezio (43 elettroni per atomo), primo elemento chimico artificiale, e negli anni avvenire verranno sintetizzati artificialmente molti altri nuovi elementi, in genere piuttosto pesanti, che andranno ad arricchire la tavola periodica.

Sulle reazioni, che trasformano una sostanza in un’altra, occorre comunque specificare: si chiama reazione CHIMICA una trasformazione della materia che avviene senza variazioni misurabili di massa, in cui uno o più reagenti iniziali modificano la loro struttura e composizione originaria per generare i prodotti. I prodotti di reazione, cioè, avranno ugual numero di protoni neutroni ed elettroni di quelli di tutti i reagenti. Si chiama invece reazione NUCLEARE, invece, un tipo di trasformazione della materia che, a differenza di una reazione chimica, riguarda il nucleo di un atomo di uno specifico elemento chimico, che viene convertito in un altro. Quest’ultima conversione avviene con grande rilascio o guadagno di energia, quando l’atomo perde o acquista alcune particelle del suo nucleo. Trasformare la plastica in oro oggi forse sarebbe possibile, solo grazie a reazioni nucleari, ma non sarebbe interessante né dal punto di vista economico né dal punto di vista scientifico!

Per ulteriori approfondimenti sull’argomento:

http://it.wikipedia.org/wiki/Alchimia

http://it.wikipedia.org/wiki/Reazioni_chimiche

http://it.wikipedia.org/wiki/Reazione_nucleare