« Fin dal primo giorno questo tacchino osservò che, nell'allevamento in cui era stato portato, gli veniva dato il cibo alle 9 del mattino. E da buon induttivista non fu precipitoso nel trarre conclusioni dalle sue osservazioni e ne eseguì altre in una vasta gamma di circostanze: di mercoledì e di giovedì, nei giorni caldi e nei giorni freddi, sia che piovesse sia che splendesse il sole. Così arricchiva ogni giorno il suo elenco di una proposizione osservativa in condizioni più disparate. Finché la sua coscienza induttivista non fu soddisfatta ed elaborò un'inferenza induttiva come questa: "Mi danno il cibo alle 9 del mattino". Questa concezione si rivelò incontestabilmente falsa alla vigilia di Natale, quando, invece di venir nutrito, fu sgozzato.[1] »

(Bertrand Russell, 1912[2])
•Osservazioni:
Per quanti casi si possano enumerare nel corso di un ragionamento induttivo, nulla può garantire che il prossimo caso rientrerà anch'esso nell'inferenza che abbiamo indotto dalle osservazioni, in quanto gli esperimenti concepibili e le osservazioni possibili sono infinite per numero e tipologia. L'induzione si fonda su un pregiudizio ontologico, ma in realtà è priva di fondamento (in linguaggio logico, non extat).

L'unico metodo scientifico valido è il metodo deduttivo dei controlli, basato sul mettere alla prova l'ipotesi teorica tramite le asserzioni che se ne possono dedurre, presupponendo l'obbligo, per il ricercatore, di formulare le sue asserzioni in modo tale che esse siano falsificabili (smentibili, confutabili, in opposizione agli asserti verificabili giudicati sensati dall'empirismotradizionale) in sede di esperimento.

Popper sostituisce, così, l'idea di una scienza basata sulla pura routine dell'enumerazione con l'idea di una scienza di ardite congetture e di ricerca continua dell'errore, in vista della verità, che resta un ideale regolativo. Nella storia della filosofia della scienza, il 1935, anno di pubblicazione dell'opera di Popper Logik der Forschung (La logica della ricerca), contrassegna il passaggio dalla stagione dell'empirismo logico (o neoempirismo), o positivismo logico (o neopositivismo), alla stagione del razionalismo critico.

Nessuna quantità di esperimenti potrà dimostrare che ho ragione; un unico 

Esperimento potrà dimostrare che ho sbagliato. »

(Albert Einstein, lettera a Max Born del 4 dicembre 1926)

Galileo Galilei, l'iniziatore del metodo scientifico[1] (statua nel piazzale degli Uffizi, Firenze)

Il metodo scientifico è la modalità tipica con cui la scienza procede per raggiungere una conoscenza della realtà oggettiva, affidabile, verificabile[2] e condivisibile. Esso consiste, da una parte, nella raccolta di dati empirici sotto la guida delle ipotesi e teorie da vagliare; dall'altra, nell'analisi matematica e rigorosa di questi dati, associando cioè, come enunciato per la prima volta da Galileo Galilei, le «sensate esperienze» alle «dimostrazioni necessarie», ossia la sperimentazione alla matematica.[3]

Nel dibattito epistemologico si assiste in proposito alla contrapposizione tra i sostenitori del metodo induttivo e quelli del metodo deduttivo. L'approccio scientifico è valutato diversamente anche in base al suo campo di applicazione, ossia se si riferisce alle scienze naturali, o viceversa a quelle umanistiche[4] (nel primo caso si parla di «scienze dure», nel secondo di «scienze molli»).

Sebbene la paternità ufficiale del metodo scientifico, nella forma rigorosa sopra definita, sia attribuita storicamente a Galileo Galilei,[3] studi sperimentali e riflessioni filosofiche in merito hanno radici anche nell'antichità, nel Medioevo e nel Rinascimento.

Il metodo scientifico 

Anticamente l’uomo ha cercato di spiegare i fenomeni naturali di cui era testimone imputandoli all’azione delle divinità, oppure attribuendoli alla stregoneria o alla magia.

Con Galileo Galilei (1564-1642) è stato introdotto il metodo sperimentale: esso si basa su una prima osservazione, seguita da un esperimento, sviluppato in maniera controllata, in modo tale che si possa riprodurre il fenomeno che si vuole studiare. L’esperimento ha lo scopo di convalidare o confutare l’ipotesi che lo scienziato ha formulato, ipotesi che ha lo scopo di spiegare i meccanismi alla base di quel particolare evento.

Nel primo caso (convalida dell’ipotesi) si procede con l’esecuzione di un gran numero di esperimenti, in maniera tale che i risultati acquisiti siano attendibili (analisi statistica): i dati raccolti vengono elaborati e successivamente viene formulata una teoria: quest’ultima viene utilizzata, spesso insieme ad altre teorie, per formulare una legge. La teoria ipotizza la causa o le cause all’origine di un fenomeno mentre la legge descrive un fenomeno che avviene con una certa regolarità.

Nel secondo caso (rigetto dell’ipotesi) l’ipotesi viene modificata e sottoposta a nuovi esperimenti.

Il metodo scientifico si basa su alcuni presupposti, ad esempio che gli eventi naturali osservati hanno delle cause precise ed identificabili, che ci sono degli schemi utilizzabili per descrivere quanto accade in natura, che se un evento si verifica con una certa frequenza alla base c’è la stessa causa, che ciò che una persona percepisce può essere percepita anche da altri, che si applicano le stesse leggi fondamentali della natura, indipendentemente da dove e quando si verificano determinati eventi.

- Si dice che il calore si propaga per conduzione quando si trasmette da un corpo solido ad un altro, posti a diversa temperatura e a contatto fra loro.

- Si dice che il calore si propaga per convezione quando la propagazione avviene nei fluidi, dove il calore si propaga per spostamento di materia.

- Si dice che il calore si propaga per irraggiamento quando la trasmissione del calore tra due corpi avviene attraverso le radiazioni emesse da una sorgente, anche se fra i due c’è il vuoto. 

- Conduzione

La conduzione che avviene fra due corpi dipende dalle loro proprietà a livello microscopico; vi  sono, infatti,  buoni conduttori o cattivi conduttori di calore. 

Alla prima categoria appartengono tutti i metalli, mentre alla seconda, per esempio, la lana, il legno e tutti i liquidi in generale.

La diversa conduzione dei corpi  si può facilmente sperimentare immergendo in un contenitore con acqua calda due cucchiai (uno di legno ed uno di metallo). 

Dopo un certo intervallo di tempo si potrà osservare che il cucchiaio di metallo scotta mentre quello di legno no.

Questa differenza può essere spiegata dal punto di vista microscopico, poiché il calore fornito fa aumentare l’energia cinetica delle molecole di metallo che sono immediatamente a contatto con la sorgente di calore. 

L’aumentare dell’energia cinetica di queste molecole comporta un aumento della vibrazione degli atomi rispetto alla posizione di equilibrio. 

A causa della  struttura microscopica di un metallo, questa vibrazione si propaga velocemente nelle molecole, vicine consentendo così la propagazione del calore per conduzione. 

In un cattivo conduttore questa propagazione, dovuta alla vibrazione molecolare, avviene più lentamente  a causa di una struttura molecolare che rende più lento questo passaggio.

La rapidità con cui il calore passa attraverso un determinato materiale si chiama corrente termica  e si indica con il simbolo I (per analogia con il simbolo I della corrente elettrica che si introdurrà  nell’elettromagnetismo). 

Questa è  definita come il calore Q che passa nell’intervallo di tempo Δt (fai attenzione con la t minuscola si indica il tempo, mentre con la T maiuscola la temperatura) ovvero: 

Sperimentalmente si osserva che la corrente termica che attraversa uno strato di materiale, di area S e di spessore l, è direttamente proporzionale alla superficie S attraversata e al salto termico ΔT (indicato anche come gradiente di temperatura ovvero come differenza di temperatura tra due posizioni in un oggetto). 

Questa osservazione può essere matematicamente espressa nel seguente modo:

La costante di proporzionalità K dipende dal tipo di materiale e prende il nome di conduttività termica. 

•Collegamento la vita quotidiana: Perché la maniglia della porta sembra fredda

In genera la maniglia di metallo della porta sembra essere sempre più fredda della porta di legno. In realtà, essendo nello stesso ambiente, sono (per il principio dell’equilibrio termico) entrambe alla stessa temperatura. La differenza è che avendo il metallo una conduttività termica maggiore, sottrae più rapidamente calore alla mano (che è ad una temperatura superiore a quella dell’ambiente) e quindi i nostri sensi hanno questa impressione di “freddo”.•

•Controllabilità: un esperimento scientifico deve essere eseguito su due gruppi, il primo é chiamato gruppo sperimentale il secondo gruppo di controllo. I due gruppi devono avere le stesse caratteristiche, l'unica variabile diversa deve essere l'elemento, o caratteristica, che è oggetto d'esame. Gli esperimenti eseguiti con questa modalità vengono chiamati in doppio cieco poiché non è noto,  tranne a chi poi elaborerà i dati, quale sia il gruppo sperimentale e quel il gruppo di controllo.

•Effetto placebo

Alcuni esempi: se siamo ansiosi, la somministrazione di una pillola di semplice zucchero presentata come “anti ansia” riuscirà a calmarci, se invece abbiamo un dolore, la somministrazione di un presunto antidolorifico causerà la diminuzione del sintomo, mai come una molecola attiva per quel disturbo ma in maniera misurabile e percettibile. L’effetto placebo funziona praticamente sempre e può essere rinforzato da alcune azioni: chi somministra la pillola di zucchero, per suscitare un effetto maggiore, dovrà farlo con convinzione, presentando quel rimedio come potentissimo, effettuando un rituale che ci colpisca: è il fenomeno del “rinforzo” che è legato anche a fattori ritenuti “insignificanti”, il colore della pillola, la forma di somministrazione, il numero delle pillole che somministriamo.

L’effetto è molto potente, gli stessi studi scientifici più seri, infatti, tendono a paragonare un nuovo farmaco ad un placebo, proprio per non confondere l’efficacia dovuta alla nuova molecola con le normali risposte dell’organismo anche in assenza di sostanze attive. Si è visto che una puntura placebo è più potente di una pillola (perché tutti siamo convinti che un “medicinale” che provoca dolore dovrà per forza di cose essere più “forte”), una compressa blu di zucchero funzionerà sull’ansia molto di più rispetto alla stessa compressa ma rossa, un cucchiaio di zucchero sarà molto più efficace nel curare la cefalea se somministrato dopo una lunga visita medica piena di domande e test, insomma, se ce ne fosse ancora bisogno, il placebo dimostra come noi esseri umani siamo tanto complessi quanto condizionabili e sorprendentemente, ci sono placebo che funzionano più delle medicine.

I meccanismi mediante i quali l’effetto placebo causa una reazione misurabile sono diversi (alcuni ancora misteriosi): dal punto di vista psicologico, alla somministrazione di una sostanza che riteniamo “attiva”, la nostra mente mette in atto molti meccanismi che permettono un effetto reale (un dolore si sopporta meglio, uno stress si riduce…), si chiama aspettativa (ci aspettiamo che una sostanza faccia bene e questo succede, anche se la sostanza non ha un effetto benefico) ma è anche la fisiologia a rispondere all’effetto, l’attesa di un miglioramento causa il rilascio nell’organismo di sostanze che hanno realmente un’azione positiva, prime tra tutte le endorfine ma anche piccolissime quantità di adrenalina (che permette di resistere meglio agli stress) e adenosina (che ha un provato effetto antidolorifico). Più siamo convinti che qualcosa ci farà bene, più questo succederà, indipendentemente da ciò che assumiamo. Questo effetto funziona su tutti, adulti e bambini, persino sui neonati e sugli animali e, strano a dirsi, anche se il “paziente” è consapevole di assumere…niente. Per chi è curioso, il medico inglese Ben Goldacre ne parla in un interessante video.

Tutto ciò che ci circonda può avere un effetto placebo, una sostanza assunta come se fosse un farmaco ma anche le carezze, la voce, la musica, il rilassamento, per questo il fenomeno è studiato da decenni con risultati a volte incredibili. Un curioso esperimento misurava la reazione di alcuni soggetti al caffè. A tre gruppi di persone è stato somministrato rispettivamente caffè normale, decaffeinato e decaffeinato presentato come normale (quindi mentendo, era caffè con caffeina). A tutti i soggetti sono stati misurati i parametri fisici (pressione, frequenza cardiaca…) e le reazioni (attenzione, reattività) del corpo, sono i parametri che la caffeina in genere riesce a modificare (molti di noi prendono il caffè per “svegliarsi”): i risultati? I parametri sono stati significativamente aumentati solo nel gruppo che ha assunto caffè decaffeinato ma convinto di bere caffè normale, gli altri gruppi avevano tutti parametri vari ma non particolarmente aumentati, strano ma vero, la mente è stata più efficace di una sostanza chimica.

Non deve sorprendere, questo accade anche con i farmaci “normali”, molti dei loro effetti sono esaltati dalla nostra convinzione di “farci del bene”, pensate alle mamme che riempiono i bambini di granuli omeopatici (semplice zucchero) convinti di curarli e che “davvero” li vedono stare meglio. La capacità di “curarsi con nulla” è conosciuta dall’antichità, la vecchia medicina che aveva pochissime armi per sconfiggere le malattie utilizzava il placebo ed i suoi “rinforzi” proprio a questo scopo, il vecchio medico condotto prescriveva passeggiate in montagna più che pillole, qualcuno ricorderà le “punture ricostituenti” che ci tormentavano da piccoli e poi tutta la serie di “medicine” basate sul nulla: l’omeopatia, i fiori di Bach e (in parte) l’agopuntura.

Insomma, tutta questa manfrina per comprendere come molti dei nostri malesseri (escludiamo naturalmente le malattie serie) hanno un’altissima componente psichica, no, non siamo matti, siamo semplicemente persone ragionevoli e quindi condizionabili nel bene e nel male e per questo motivo quando abbiamo piccoli disturbi, malattie passeggere, pensiamo positivamente, cambiamo aria, sorridiamo, sono tutte “medicine” che costano poco e funzionano, provare per credere.

Un problema che spesso si riscontra da piccoli è l'attenzione materna nel dire:"Non bagnarti, che ti raffreddi". Il vero problema era quando l'acqua, impregnando i vestiti, rimaneva per molto tempo a contatto con la pelle.

L'uomo è considerato un po' mammifero poiché, come tale, presenta un sistema auto-irrigatore cutaneo per estrarre l'acqua e riutilizzarla come raffreddamento.

Il sudore ha volumi di dimensioni elevatissime, nonostante ciò, noi non avvertiamo tutto il sudore poiché esso evapora. 

L'uomo ha la percezione di essere sudato solo nei momenti nei quali la velocità di produzione del sudore supera quella di evaporazione.

Il sudore tuttavia non arriva sulla nostra pelle tutto insieme ma viene prodotto in modo piuttosto distribuito nell'arco della giornata.

Un fattore che favorisce l'evaporazione del sudore è l'aria, presente anche sotto forma di vento.

È noto a tutti che quando il clima è molto umido a parità di temperatura ambientale, ad esempio nelle giornate estive di afa, sudiamo di più. 

In realtà la situazione è leggermente diversa: non è la produzione di sudore ad essere incrementata, tantomeno come qualcuno ipotizza “l’umidità che ci si appiccica addosso”, bensì è la velocità di evaporazione del nostro sudore ad essere limitata e pertanto questo sudore si accumula sotto forma di strato liquido sulla nostra pelle e sui nostri vestiti.

L’evaporazione di un liquido richiede chiaramente calore. Il liquido evaporando sottrae questo calore dal sistema, ad esempio dal corpo sulla cui superficie è distribuito, e lo restituisce alle particelle a questo punto aeriformi della sostanza evaporata sotto forma di energia cinetica. La superficie di evaporazione, e in ragione della sua conduttività termica anche il corpo sottostante, impoveriti di energia termica vedono di conseguenza ridursi la loro temperatura: in pratica si raffreddano. 

Un’equazione a carattere generale, e proprio per questo sempre piuttosto approssimata nei casi concreti, è quella che deriva di derivazione daltoniana: [VEDI FIGURA 1]

• D = diffusività del vapore d’acqua

• δ = spessore dello strato limite di liquido

• ρs = densità vapore d’acqua su superficie evaporante

• ρr = densità vapore d’acqua su interfaccia strato limite-atmosfera

• λ = calore latente di vaporizzazione

Volendo ricercare delle relazioni che descrivano in modo più rispondente specifiche realtà di evaporazione, uno dei fattori più imprevedibili che entrano in gioco è quello relativo alla resistenza alla diffusione del liquido legato alla natura chimico-fisica o semplicemente morfologica della superficie sulla quale esso è distribuito.

Nella seguente formula si è notato il coefficiente λ, definito come “calore latente di vaporizzazione”.

Esso associato ad una trasformazione termodinamica (non Solo l'evaporazione ma anche la fusione, la sublimazione o qualsiasi altra transizione di stato) è definito come la quantità di energia per unità di massa necessaria allo svolgimento di questa transizione o passaggio di stato.

L'unità di misura del calore latente è il Joule/Kg.

Durante una transizione di fase, nel caso specifico durante l’evaporazione, l’energia fornita (nel nostro caso assorbita dal corpo) non va ad incrementare la temperatura del sistema, ovvero né del liquido, né nel corpo solido né dell’atmosfera dove avviene il passaggio a vapore; al contrario, questa energia energia assorbita va ad agire sulla forza dei legami intermolecolari, che nel caso del l'evaporazione vengono “allentati” nel passaggio dalla forma liquida a quella aeriforme della stessa sostanza.

L'autore del seguente articolo ci presenta due diversi tipi di sudore:

•Abbiamo da un lato quello che io chiamerei il sudore vero e proprio: una soluzione acquosa molto diluita di sali minerali, contenenti solo poche tracce di molecole differenti quali urea e cresoli. La concentrazione di questi sali è definita ipotonica: di fatto l’organismo non ha il minimo interesse ad espellere sali minerali, rischiando di impoverirsene con gradi conseguenze per la sua fisiologia, non essendo per di più utili per il fenomeno di raffreddamento del corpo per evaporazione del sudore stesso.

•Dall'altro lato, abbiamo il sudore per antonomasia. Esso è prodotto nella specie umana da bambini ed adulti, maschi e femmine, e non ha di per sé stesso un particolare odore: sali minerali ed urea sono di per sé inodori e gli altri composti organici presenti o sono anch’essi poco odorosi o sono presenti ad una diluizione tale da non incidere significativamente sulle qualità olfattive del nostro corpo.

Ma come avviene l'evaporazione del sudore nei "non mammiferi"?

Negli animali, come ad esempio nei rettili, ed altri, definiti “a sangue freddo”, la termoregolazione non può essere realizzata tramite l’evaporazione del sudore causa assenza di ghiandole sudoripare e viene di solito realizzata tramite superfici corporee sottili ed estese che fungono da scambiatori termici non soltanto per il raffreddamento ma anche per il riscaldamento del sangue capillare in esse circolanti.

La secrezione, secondo "chimiSpiega" non è solo quella che si conosce; infatti, una tipologia molto diversa di secrezione cutanea, tuttavia solitamente assimilata al sudore precedentemente descritto, è invece prodotta da un genere diverso di ghiandole a secrezione esterna, dette ghiandole sudoripare apocrine. La diversità risiede in primo luogo nella genesi di questa secrezione: a differenza delle mesocrine, le ghiandole apocrine riversano sull’epidermide, attraverso il loro dotto deferente un fluido che consiste essenzialmente nel contenuto citoplasmatico delle cellule ghiandolari.

Si tratta di una secrezione sempre a base acquosa ma più concentrata, ad elevato contenuto lipidico, ovvero più oleoso dove la varietà e la concentrazione delle molecole organiche supera di gran lunga quella del sudore precedentemente descritto.

Nell’essere umano le ghiandole apocrine si differenziano da quelle ecrine “nello spazio e nel tempo”: nello spazio perché risultano meno uniformemente distribuite, concentrandosi invece in zone più specifiche: ascelle, genitali ed inguine, orifizi facciali, capezzoli, perineo, ecc; nel tempo perché la loro attività di secrezione inizia solo a partire dalla pubertà dell’individuo. Esistono inoltre differenze nella distribuzione e nell’attività delle ghiandole apocrine anche fra i sessi e fra le origini dell’individuo

Come dicevamo, la composizione della secrezione delle ghiandole apocrine differisce in modo sostanziale da quella delle eccrine. Già il colore risulta essere diverso, essendo quello delle ghiandole apocrine più tendente al giallino; il contenuto lipidico è maggiore.

Come si può mascherare il cattivo odore prodotto dal sudore?

L’intervento cosmetico preventivo nei confronti di questa situazione fa ricorso ai cosiddetti deodoranti, denominazione questa sotto la quale dovrebbero ricadere, almeno secondo la definizione merceologica, prodotti che inibiscano l’attività fermentativa di questi batteri ed eventualmente mascherino l’odore delle molecole volatili eventualmente prodotte mediante profumazioni intense e gradevoli.

Un’azione del tutto differente è invece svolta dai cosiddetti antitraspiranti, prodotti questi in grado di ostacolare “a monte” il riversamento di sudore sull’epidermide a partire dalle ghiandole sudoripare

Se proprio vogliamo ridurre l’odore corporeo, anche quello che un corpo in condizioni igieniche pur favorevoli produce, forse dovremmo considerare maggiormente una particolare categoria di prodotti ad azione deodorante: simili alle antiche ma intramontabili polveri assorbenti l’umidità, come il già citato talco e silice, esistono infatti polimeri organici di sintesi di tipo reticolare che funzionano come resine scambiatrici di ioni in grado di fissare su di esse le piccole molecole ionizzabili.

I feromoni: cosa sono e le loro azioni nella pelle

Molecole di riconosciuto potenziale feromonale umano, tutte accomunate da uno scheletro steroidico, sono state rinvenute nel secreto delle ghiandole apocrine, che guarda caso iniziano a secernere il loro prodotto solo a partire dalla pubertà, in particolare in quelle ascellari. Nella figura seguente sono riportate tre delle molecole più note alle quali viene attribuito un possibile effetto ferormonale attrattivo di tipo sessuale:

Di per sé stesse queste molecole, in verità non poi così volatili come i requisiti di un “buon feromone” vorrebbero, risultano inodori o addirittura maleodoranti.
[VEDI FIGURA 2]

Il litio ha numerose applicazioni: l'ossido di litio è usato come additivo in vetri e ceramiche, lo stearato di litio in grassi lubrificanti, il litio metallico in leghe leggere con alluminio e magnesio. Altri composti tra i quali il carbonato di litio vengono impiegati in prodotti chimici e farmaceutici e in batterie ricaricabili. L'isotopo litio-6 è usato nelle bombe all'idrogeno. Il composto più utilizzato del sodio è il cloruro (NaCl), usato dall'industria chimica per ottenere altri composti di base come NaOH, Na2CO3 e cloro, nonché dall'industria alimentare come additivo. La soda caustica (NaOH) è il più importante composto basico industriale, mentre la soda Solvay (Na2CO3) è usata nella fabbricazione del vetro e nel trattamento delle acque. Il sodio metallico viene usato nei processi di estrazione di metalli come berillio, titanio e zirconio, nonché per produrre svariati altri composti chimici. Circa il 95% del potassio è utilizzato in fertilizzanti. Importanti sono anche l'idrossido di potassio (KOH) usato per saponi e detergenti, e il carbonato di potassio (K2CO3) per la fabbricazione del vetro. Tra le molte altre applicazioni, i sali di potassio sono usati per prodotti farmaceutici e da forno, per la concia delle pelli, per il sale iodato, per fuochi d'artificio e polvere da sparo. Il rubidio è molto costoso e viene usato solo in ambito di ricerca. La maggior parte del cesio è usata per fluidi di perforazione nel settore petrolifero, come lubrificante a basso impatto ambientale. Il cesio ha inoltre vari utilizzi tecnologici tra i quali vetri e fibre ottiche, scintillatori, orologi atomici. Tutti gli isotopi del francio sono radioattivi e hanno tempo di dimezzamento troppo brevi per qualsiasi applicazione pratica. I pochi atomi di francio usati nella ricerca sono prodotti artificialmente con reazioni nucleari.

Il berillio è usato assieme a rame e nichel per ottenere leghe di elevata conducibilità elettrica e termica, alta resistenza, durezza ed elasticità. Con alcune di queste leghe si ottengono utensili antiscintilla da impiegare in raffinerie e altri luoghi dove possono essere presenti gas infiammabili. Leghe a base di berillio sono usate anche in campo aerospaziale e nel rivestimento delle testate nucleari. Il berillio metallico è usato per fabbricare finestre di tubi a raggi X perché è un materiale molto trasparente a questa radiazione.

Il magnesio è il terzo metallo più usato, dopo ferro e alluminio, per la sua resistenza e leggerezza. Viene impiegato in primo luogo in leghe assieme ad alluminio, zinco, manganese e altri metalli nella fabbricazione di carrozzerie automobilistiche e in aeronautica. Un altro uso importante è nella produzione di acciaio, per rimuovere lo zolfo. Per la sua leggerezza è inoltre usato in molti dispositivi portatili come macchine fotografiche e computer. Per le sue caratteristiche elettrochimiche viene impiegato come anodo sacrificale per proteggere ferro e acciaio dalla corrosione. Anche molti composti di magnesio sono importanti; ad esempio l'ossido di magnesio (MgO) è usato in materiali refrattari, e l'idrossido di magnesio (Mg(OH)2) nello smaltimento di residui acidi.

Il calcio metallico trova usi limitati in leghe particolari e nella produzione di zirconio, torio e altri lantanoidi. Dal punto di vista economico sono molto più importanti i suoi composti. La calce è usata nella fabbricazione dell'acciaio, nel trattamento delle acque, nell'industria chimica, nelle costruzioni. Il calcio è contenuto anche in altri materiali importanti come gesso e cemento. Lo stronzio metallico ha un uso molto limitato come getter in tubi a vuoto e tubi catodici. Il nitrato di stronzio (Sr(NO3)2) è essenziale per ottenere il colore rosso nei fuochi d'artificio. Le radiazioni dello stronzio-90 sono usate per produrre elettricità in veicoli spaziali, stazioni meteorologiche isolate e boe oceanografiche.

Il bario metallico ha un uso molto limitato come getter. Il solfato di bario (BaSO4) è usato come lubrificante nelle trivellazioni petrolifere, nel pigmento bianco litopone miscelato al solfuro di zinco e nelle carte fotografiche baritate. Nitrato e clorato di bario danno la colorazione verde dei fuochi d'artificio. Il radio è troppo pericoloso per essere usato in applicazioni che appartengono al passato: rendeva luminescenti i quadranti di orologi e altri strumenti, veniva usato per curare il cancro, ed era anche considerato un farmaco miracoloso.

Il boro come elemento puro è poco usato. I suoi composti più usati sono borace, triossido di boro e acido borico, che vengono impiegati principalmente nella fabbricazione di vetro borosilicato, fibra di vetro, invetriature per ceramiche, detergenti e fertilizzanti. L'alluminio è il metallo più usato dopo il ferro. Viene usato in una miriade di prodotti quando serve un metallo leggero, resistente, e immune dalla corrosione: pentole, cavi elettrici, carrozzerie e motori per auto, lattine, aerei, nonché in varie leghe come il duralluminio. Rispetto al ferro ha anche il vantaggio di poter essere riciclato facilmente. Il gallio è un metallo chiave, usato soprattutto come arseniuro di gallio e nitruro di gallio per fabbricare semiconduttori, LED e celle solari. La maggior parte dell'indio (70%) è usato per costruire elettrodi trasparenti di ossido di indio-stagno (ITO, dall'inglese Indium tin oxide). Ha altri impieghi importanti in semiconduttori come arseniuro di indio e antimoniuro di indio, nonché in leghe a basso punto di fusione. Il tallio è usato principalmente nell'industria elettronica come solfuro, seleniuro e arseniuro per celle fotovoltaiche, e nell'industria ottica per ottenere vetri ad alto indice di rifrazione. In passato è stato usato anche come pesticida, ma questo uso è ora vietato.

Il carbonio come tale è usato principalmente nelle sue forme amorfe: il carbon coke si usa per fabbricare l'acciaio, il nero di carbonio nella stampa e negli pneumatici, il carbone attivo nella produzione dello zucchero, nel trattamento delle acque e nei respiratori. Il silicio puro viene usato principalmente nella fabbricazione di leghe metalliche (50%); un altro 45% è usato nella sintesi di siliconi. Silicio ad alta purezza è usato nella fabbricazione di semiconduttori. Il diossido di silicio è usato in numerosissime applicazioni industriali, dai materiali da costruzione, al vetro, fino ai dentifrici. Il germanio è stato usato nei semiconduttori fino agli anni cinquanta del secolo scorso, quando è stato sostituito dal silicio. ; questa lega è nota col nome di argentium. Lo stagno viene utilizzato principalmente in leghe per saldatura (50%), nella produzione di latta (20%), e nell'industria chimica (20%). Lo stagno è inoltre costituente di numerose leghe, tra le quali bronzo, peltro, e i metalli bianchi usati nella fabbricazione di bronzine. Il diossido di stagno è usato da millenni nelle ceramiche. Il piombo viene utilizzato soprattutto negli accumulatori al piombo (80%). Altri usi minori riguardano pigmenti, leghe, pesi, schermature contro le radiazioni, rivestimenti di tetti, vetrate e cristallo.