Hóa học của các nguyên tố
Các nhà giả kim, nhà hóa học và nhà vật lí đã cố gắng tìm hiểu bản chất của vật chất trong hàng thiên niên kỉ: các nguyên tử do đâu mà có, chúng được phân bố như thế nào và cái gì chi phối hóa tính của chúng? Lời giải đáp tốt nhất của chúng ta cho câu hỏi thứ nhất và thứ hai là rằng các nguyên tố nhẹ nhất xuất hiện không bao lâu ngay sau Vụ Nổ Lớn (Big Bang), trong khi các nguyên tố lưng chừng được tôi luyện trong các sao và các nguyên tố nặng nhất được gieo rắc khắp không gian bởi các vụ nổ siêu tân tinh. Hàm lượng tương đối của các nguyên tố trong vũ trụ phản ánh trật tự này, mặc dù phân bố của chúng trong hệ mặt trời của chúng ta bị ảnh hưởng bởi các sự kiện hình thành hành tinh. Còn với câu hỏi thứ ba, hành trạng hóa học của các nguyên tố ngày nay được hiểu theo cấu hình electron của chúng.
Vào năm 1789, nhà hóa học Pháp Antoine Lavoisier đã thiết lập định nghĩa hiện đại về nguyên tố là một chất không thể đơn giản hoá hơn nữa về mặt hóa học hay vật lí. Bằng cách ấy, ông đã lát đường thực nghiệm cho việc phân tách các nguyên tố, cuối cùng đưa đến các khám phá mới vượt ngoài địa hạt của các nguyên tố có mặt trong thiên nhiên.
Mặc dù oxygen đã được phân tách trước đó, nhưng cách lí giải của Antoine Lavoisier về chất là một nguyên tố là một thời khắc bước ngoặt, đánh dấu sự ra đời của hóa học hiện đại.
Hàm lượng vũ trụ của các nguyên tố
Sự bùng nổ năng lượng khai sinh ra vũ trụ – cái gọi là Vụ Nổ Lớn – đã tạo ra cả một binh đoàn hạt hạ nguyên tử. Sau khoảng 10 giây, một khi chúng đã đủ nguội, các hạt hút lẫn nhau có thể co cụm lại tạo thành các hạt nhân nguyên tử hydrogen. Một số hạt nhân này sau đó hợp nhất với nhau tạo thành hạt nhân helium và một lượng nhỏ lithium. Công việc chừng 20 phút đó để lại cho hơn 13,8 tỉ năm sau này – các nguyên tử sống hoài sống mãi, và phần nhiều hydrogen và helium xa xưa này vẫn còn lại với chúng ta, và tỉ lệ nguyên thủy của các nguyên tố trong vũ trụ vẫn giữ ở mức 74 phần trăm hydrogen, 24 phần trăm helium và 1 phần trăm những thứ khác. Vì lí do này, các nhà thiên văn phân chia toàn bộ 118 nguyên tố đã biết thành hydrogen, helium và ‘các kim loại’. Chỉ những ngôi sao đồ sộ nhất mới tổng hợp các nguyên tố nặng hơn helium: trong quá trình này, các nguyên tố với số lẻ proton có khả năng bắt giữ thêm proton cao hơn so với các nguyên tố có số proton chẵn, khiến các nguyên tố với số nguyên tử chẵn dồi dào hơn đáng kể so với các nguyên tố số lẻ.
Bảng tuần hoàn hóa học tốc hành | Dan Green
Bản dịch của Thuvienvatly.com
