Bảng tuần hoàn hóa học tốc hành (Phần 45)

Nitrogen

Nitrogen là một chất khí lưỡng nguyên tử không màu, không mùi, chiếm 78 phần trăm không khí Trái Đất. Chúng ta hít thở nó mọi lúc, nhưng, kể từ khi chúng ta tiến hóa để hít thở một hỗn hợp giàu nitrogen, nó chẳng có tác dụng đối với chúng ta. Haemoglobin trong máu liên kết với oxygen và hút nó vào dòng máu nhưng nhiều nitrogen cũng theo vào: khi thợ lặn trồi nhanh lên mặt nước, nitrogen hòa tan tạo thành các bọt bóng trong máu. Ép vào trong các mô, chúng gây ra cơn đau dữ dội, có khả năng gây tử vong, gọi là ‘uốn ván’.

Bản thân nitrogen gần như hoàn toàn trơ ì, và được sử dụng ở những nơi mà không khí chứa oxygen hoạt tính sẽ nguy hiểm hoặc không mong muốn – chẳng hạn trong lúc hàn, nơi tia lửa có thể gây nổ, hoặc trong các nhà máy đóng gói thực phẩm. Với điểm nóng chảy thấp của nó và nguồn cung dồi dào, nitrogen còn được dùng làm chất lỏng làm lạnh. Nó là thành phần thiết yếu của ADN, nhưng do tính trơ ì của nó, thật khó hấp thụ nó đúng cách vào cơ thể. Các loài cây ‘cố định nitrogen’ nhất định, ví dụ cây họ đậu, có mối quan hệ cộng sinh với các vi khuẩn trong rễ của chúng giúp chúng khóa nitrogen từ đất trồng.

Nitrogen

Oxygen

Được khám phá vào năm 1773 bởi nhà hóa học Thụy Điển Carl Wilhelm Scheele (1742–1786), oxygen là nguyên tố dồi dào nhất trong lớp vỏ Trái Đất, và dồi dào thứ hai trên Trái Đất (một khi xét cả sắt ở trong nhân). Nếu tính theo trọng lượng thì nó còn là thành phần chính của chúng ta: cơ thể của chúng ta có thể chạy một hệ điều hành gốc carbon, nhưng chính phi kim độ âm điện cao này là tia lửa giữ cho cỗ máy vận hành. Trong vũ trụ, oxygen là nguyên tố nhiều thứ ba sau hydrogen và helium – dồi dào do bởi sự ổn định ‘thần kì kép’ của tám proton và tám neutron trong hạt nhân của nó.

Phản ứng dữ dội, oxygen kết hợp với hầu hết nguyên tố khác, bắt lấy electron từ các nguyên tử để tạo nên các oxide. Phần lớn oxygen trên hành tinh chúng ta không phải trong không khí, mà bị giữ trong các oxide rắn trong lớp vỏ Trái Đất. Là chất khí lưỡng nguyên tử (O₂), nó đem lại cho khí quyển hiệu ứng oxy hóa, làm cho các kim loại xỉn màu và gây ra phản ứng cháy (và khó dập tắt một khi chúng đã xảy ra). Một lớp mỏng chất khí trioxide (ozone), ở cao độ chừng 15-30 km (9-18 dặm), hấp thụ các tia tử ngoại năng lượng cao nguy hại từ Mặt Trời đến.

Oxygen