Bảng tuần hoàn hóa học tốc hành (Phần 41)

Sắt từ

Sắt, nickel và cobalt có một tính chất khác lạ - chúng tạo ra các nam châm vĩnh cửu mạnh, đặc biệt khi kết hợp với các nguyên tố lanthanoid. Lực từ có nguồn gốc của nó ở một tính chất cơ bản của các electron gọi là spin, một dạng moment động lượng (chuyển động tự quay xung quanh một trục) kết hợp với điện tích của chúng tạo ra một ‘moment từ’ nhỏ. Để chia sẻ một orbital electron, các electron phải có spin đối song, vì thế các cặp electron có xu hướng khử lẫn nhau. Tuy nhiên, các electron chưa ghép cặp trong các nguyên tử sắt từ tác dụng như những thỏi nam châm tí hon. Chúng tạo nên các ‘domain’ có từ trường thẳng hàng, nhưng thông thường các domain này định hướng ngẫu nhiên, vì thế vật liệu về tổng thể vẫn không bị từ hóa. Việc áp dụng một từ trường ngoài làm cho các domain sắp thành hàng, làm từ hóa vĩnh cửu vật liệu và làm khuếch đại từ trường. Việc đun nóng một vật liệu từ đến quá cái gọi là ‘nhiệt độ Curie’ của nó sẽ làm trộn lẫn các domain và thiết đặt lại từ tính của nó. Các nguyên tố sắt từ rất quan trọng trong công nghệ - chúng được sử dụng trong máy phát điện, động cơ điện, và các công nghệ lưu trữ từ tính.

Sắt từ

Các kiểu bảng tuần hoàn khác

Dù là một biểu tượng của khoa học, nhưng bảng tuần hoàn vẫn thường kì bị phê bình. Trong số những chỉ trích là lời buộc tội rằng có một nhiệm vụ nó phải làm mà nó chẳng làm cho tốt: mỗi bảng tuần hoàn phải trình bày bằng đồ họa khái niệm cốt lõi rằng các nguyên tố hóa học biểu hiện các kiểu lặp lại theo một dải nhất định. Tuy nhiên, những khoảng trống to bự tại đầu trên của bảng làm hỏng mất nhiệm vụ này, còn ‘hàng trả về’ đóng khung rành mạch tại đầu dưới của bảng ám chỉ một sự gián đoạn của các nguyên tố.

Bảng ‘Bước Trái’ của Charles Janet vào năm 1928 là bảng tuần hoàn nghiêm túc đầu tiên có dạng khác. Nó xếp trật tự các nguyên tố theo dải điền đầy orbital, cùng với một số hiệu ứng thú vị. Chẳng hạn, helium trở thành một nguyên tố nhóm 2, thay vì nhóm 18. Bảng xoắn ốc năm 1964 của Theodore Benfey – thường được gọi là ‘ốc tuần hoàn’ – sắp xếp các nguyên tố theo một dải băng quấn nguyên vẹn, cho phép sự tuần hoàn được đánh giá tốt hơn. Bảng ‘Cây Nguyên tố’ 3-D năm 1979 của Fernando Dufour làm rõ được cái gọi là ‘sự tuần hoàn thứ cấp’ của các liên hệ giữa các nguyên tố theo ba chiều.

Các kiểu bảng tuần hoàn khác