Bảng tuần hoàn hóa học tốc hành (Phần 42)

Hydrogen

Hydrogen là nguyên tố nguyên thủy – nguyên tố sơ khai của vũ trụ và cho đến nay là nguyên tố dồi dào nhất. Vào năm 1815, nhà hóa học Anh William Prout nêu giả thuyết rằng mọi nguyên tố đều được làm bằng những kết hợp nguyên của các nguyên tử hydrogen. Ý tưởng của ông bỏ mất sự phức tạp đẹp đẽ của hạt nhân nguyên tử, nhưng sự đơn giản thú vị của nó cho thấy một chân lí sâu sắc: thông qua quá trình nhiệt hạch ở các sao, hydrogen sinh ra mọi nguyên tố khác. Ba phần tư toàn bộ vật chất bình thường trong vũ trụ – tròn 90 phần trăm số lượng nguyên tử – là hydrogen.

Chất khí nhẹ, không màu này dễ dàng kết hợp với hầu như mọi nguyên tố khác. Hạt nhân gồm một proton duy nhất của nó dễ dàng đánh mất electron độc thân của nó, phân li khỏi các hợp chất trong dung dịch để làm thành acid. Điều này cũng khiến hydrogen rất dễ cháy, và rốt cuộc nó có thể giúp chúng ta khỏi lệ thuộc vào các nhiên liệu hóa thạch – hoặc bằng cách đốt nó trực tiếp, hoặc bằng cách dùng nó trong pin nhiên liệu để phát điện. Quá nhẹ để tồn tại tự nhiên trên Trái Đất dưới dạng khí, tuy vậy hydrogen có dồi dào trong nước.

Hydrogen

Helium

Helium đúng là một nguyên tố thuộc về một thế giới khác. Dấu hiệu của chất khí kì lạ này được tìm thấy lần đầu tiên ở Mặt Trời vào năm 1868, khi Pierre Jules Janssen và Norman Lockyer độc lập nhau phân tử quang phổ của ánh sáng Mặt Trời. Do sự khan hiếm và tính trơ ì của nó, mãi đến năm 1895 người ta mới tìm thấy helium trên Trái Đất. Nguyên tố nhẹ này ít khi hình thành hợp chất bền với các nguyên tố khác, song người ta có thể thu gom nó bên cạnh khí thiên nhiên từ đá nơi nó bị giữ không thoát ra được.

Vũ trụ không hề thiếu helium – nó là nguyên tố dồi dào thứ hai, được các phản ứng nhiệt hạch tạo ra trong lõi các sao. Được biết tới nhất với công dụng của nó trong các quả bong bóng tiệc tùng, nó còn là một chất làm lạnh tuyệt vời: với điểm nóng chảy thấp nhất trong số các nguyên tố, helium lỏng giữ các nam châm siêu dẫn trong các máy MRI và máy gia tốc hạt được đông lạnh. Gần sát không độ tuyệt đối, helium trở nên siêu chảy, với các tính chất khác lạ như có khả năng chảy thẳng đứng lên trên và thậm chí xuyên qua các vật rắn.

Helium