M:

NHŨỊie [ÂU Hũl

i
i
o1.1wấ
■ Ũ U A IỈÍIĨÁ

H

\]sđTO

€

Ifi

THẾGI0I
HÚA
HỌC
KỲ THÚ
ư>
NHÀ XUẤT BẢN LAO ĐỘNG

JV
bÍíJ
s ị ĩ ^ ^ ^ - - - - cactèriềỉ

hyđfO

cáciđtiđĩ

NHỮNG CÂU HỎI KỲ THÚ
VỀ THẾ GIỚI QUANH TA
THÉ GIỚI HÓA HỌC KỲ THÚ

Biên mục trên xuất bản phẩm của Thư viện Quốc gia Việt Nam

Phương Hiếu
Thế giới hoá học kì thú / Phương Hiếu b.s. - Tái bản. - H. : Lao
động, 2015. - 184tr.; 23cm. - (Những câu hỏi kì thú về thế giới quanh ta)
1. Hoá học 2. Khoa học thường thức 3. Sách thường thức
540 - dc23
LDH0068p-CIP

NHỮNG CÂU HỎI KỲ THÚ
VỀ THẾ GIỚI QUANH TA

THẾ GIỚI HÓA HỌC
KỲ THÚ
Phưong Hiếu biên soạn

NHÀ XUẤT BẢN LAO ĐỘNG
HÀ N Ổ I -2015

Lời mồ đầu
Thế k ì X X là th ế k i có rất nhiều phát hiện khoa học và p h á t m inh k ĩ
thuật. Việc p h á t m inh ra m áy bay, công nghiệp sần xuất ô tô, p h á t triển
trên q u y m ô lớn, việc xây dim g những con đường cao tốc... đã thu hẹp
rất lớn khoáng cách giữa các quốc gia và khu vực. Việc p h á t m inh ra
thuốc kháng sinh, thuốc vắcxin tiêm chủng cho nhiều loại bệrứì đã giúp
con người loại bỏ những căn bệrửì truyền nhiễm, đe dọa sinh m ệnh con
người từ hàng ngàn năm nay.
Việc p h á t m inh và p h ổ cập m áy diều hòa không khí, m áy giặt, tủ
lạnh, ti vi... dà cải thiện và đem lại rất nhiều thuận lọi cho cuộc sống vật
chất cùa con người. Việc p h á t m inh ra diện thoại, điện thoại d i dộng, sự
xuất hiện của m ạng Internet dã giúp hiện thực hoá nguyện vọng tốt đẹp
"bốn phưong trời là bạn tri âm cùng kề vai sát cánh "cùa con người. Việc
hoàn thành công trình bán đồ gen, sự xuất hiện của k ĩ thuật nhân bàn đã
m ở rộng hcni nữa kiến thức của con người về thân th ể mình. Các chuyến
bay của tàu vũ trụ, việc xây dựng trạm không gian dã giúp con người
vưon rộng tầm m ắt và xa hon nữa trong vũ trụ bao la... Tất cá những
điều ấy không những thay dổi phưtm g thức sản xuất, thay đổi lối sống
của loài người, thay đổi k ế t cấu nền kinh tế mà còn thav đổi toàn bộ nhận
thức của con người về thếgkýi khách quan, xây dựng nên m ộ t nền tàng lí
luận khoa học hoàn toàn mới. Xét trên m ộ t phưong diện nào đó, quy m ỏ
sàn xuất và sự p h á t triển cùa khoa học k ĩ thuật trong 100 năm của th ế k ỉ
X X đã vượt qua sợ p h á t triển trong hàng ngàn năm lịch sử của con người,
tính từ kh i con người p h á t m inh ra chữ viết. N hưng đồng thời chúng
củng đem lại m ộ t hậu quà nghiêm trọng như m ất càn bằng siiứì thái,
nhiều loài sinh vật bị diệt chủng, ô nhiễm m ôi trường... Cuối cùng loài
người cũng dã nhận thức dược rằng nếu khai thác vô độ, tàn phá tự

-

5

-

nhiên thì con người sẽ bị tự nhiên trừng phạt. C hỉ có th ể cư x ử hài hoà
với tự nhiên con người m ói đạt được m ục tiêu p h á t triển lâu bền của
mình, vừa không làm hại m ôi trường, vừa không gây n g u y hiểm tới cuộc
sống của m ình và sự p h á t triển của các th ế hệ sau này.
Thế k ỉ XXI sẽ là th ế k ỉ khoa học k ĩ thuật tiếp tục p h á t triển m ạnh m ẽ
và nền kinh tế tri thức được toàn cầu hóa rộng rãi. N hững ngành khoa
học có k ỉ thuật cao và là nền tàng cho khoa học hiện đại n h ư k ĩ thuật tin
học, khoa học về tuổi thọ cùa con người và bần đồ gen sẽ có bước đột phá
và sự ph á t triển mói.
Sau ba m ươi năm cải cách đổi mới, nền khoa học k ĩ thuật, q u y m ô
nền kinh tế đã có những sự thay đổi và tiến bộ lón lao; Lây giáo dục đ ể
đưa đất nước đi lên, lấy khoa học k ĩ thuật chấn him g đất nước, đó là lí
tưởng và sự nghiệp mà chúng ta luôn phấn đấu theo đuổi. Việc hiện thực
hóa lí tưởng và p h á t triển sự nghiệp ấy không chỉ dựa vào sự n ỗ lực của
th ế hệ hòm nay mà hơn nữa còn là trọng trách của th ế h ệ k ế tiếp bởi vì
chính họ m ói là chủ nhân thực sự của đất nước, chủ nhàn thực sự của th ế
giói trong th ế k ỉ XXL X ét theo ý nghĩa này, dẫn dắt và bồi dưỡng thanh
thiếu niên học tập các m ôn khoa học, yêu khoa học và có hứng thú vói
khoa học; p h ổ cập kịp thời rửĩững tri thức khoa học k ỉ thuật m ói, bồi
dưỡng thứi thần khoa học, phương pháp nắm vững tri thức khoa học
không chỉ là nhiệm vụ và nội dung quan trọng giảng dạy trong các nhà
trường mà còn cần phải có sự quan tâm, coi trọng của toàn xã hội.
Bộ sách Những câu hỏi kì thú về thế giói quanh ta - dành cho thiếu
niên đã c ổ gắng giới thiệu nhiều tri thức và nhiều kiến giải m ới trong
nghiên cứu khoa học của các ngành khoa học đương đại; lời văn trong
sách giản dị, d ễ hiểu. Chúng tôi tin chắc rằng cuốn sách nà y sẽ giành
được sự yêu thích của các bạn đọc.

-

6

-

Tại Sdo nói Trái Đất
được cấu thành từ các nguyên tố?
Các loại vật chất tồn tại ở khắp noi trên Trái Đất của chúng ta. Vậy,
nhũng nhân tố cơ bản ntào cấu thành vật chất? Hơn hai nghìn năm trước
đã có người sớm đưa ra câu hỏi này, song do khoa học kĩ thuật lúc bấy
giờ chưa phát triển nên người ta vẫn chưa tìm ra câu trả lòi chmh xác.
Cùng vói sự phát triển của khoa học kĩ thuật, thông qua nhiều thí
nghiệm, nghiên cứu Vcà phân tích khoa học, cuối cùng ngưòi ta mói có
được hiểu biết chứih xác về sự cấu thành của vật chất và đưa ra kết luận:
Vạn vật trên thế giới đều được cấu thành từ một số thành phần rất đơn
giản và rất cơ bản, như oxi, nitơ, hidro, cacbon, sắt... Các thành phần cơ
bản và đon giản này được gọi là các nguyên tố, có tác dụng cấu thành vật
chất. Chúng là những vật chất đon giản nhất và nguyên thuỷ nhất nhưng
không thể bị tách ròi nếu sử dụng những biện pháp thông thường. Oxi và
thủy ngân đều là nguyên tố, nhưng oxit thủy ngân thì lại không phải là
một nguyên tố, vì chúng được cấu thành từ oxi và thủy ngân và có thể bị
phân giải khi nhiệt độ tăng.
Đến năm 1996, nhân loại đã phát hiện ra 112 nguyên tố khác nhau.
Trong đó có 92 nguyên tố có thể tìm thấy trong tự nhiên, những nguyên
tô còn lại do các nhà khoa học chế tạo ra tại các phòng thí nghiệm. 112
nguyên tố này có màu sắc đa dạng do sự pha trộn khác nhau từ các màu
đỏ, vàng và xanh. Bằng những cách thức kết họp khác nhau, chúng có
thể tạo ra rất nhiều các dạng vật chất khác nhau. Nguyên tố oxi kết họp
vói nguyên tố hidro tạo ra nước. Nguyên tố oxi kết họp vói nguyên tố
cacbon tạo ra oxit cacbon và cacbonic. Bằng những cách kết họp khác
nhau, họp chất của ba nguyên tố oxi, cacbon và hidro có thể tạo ra nhiều
dạng vật châ't có liên quan mật thiết đến chúng ta như: Đường sắcarôda
(C12H22011), rượu etilic, tinh bột (C6H10O5)... Ngay chính bản thân con
ngưòi chúng ta cũng được cấu thành từ hon 20 loại nguyên tố khác nhau.
Vì vậy, chúng ta có thể nói: "Không có các nguyên tố thì sẽ không có thế
giói vật chất phong phú của chúng ta ngày hôm nay".
-

7

-

liệu có thể chế tạo ra
những nguyên tố mới được không?
Cho dù có hình dáng khác nhau, nhung vạn vật trên Trái Đất đều
được cấu thành từ các nguyên tố. Tính đến nay, chúng ta đã phát hiện
được 112 nguyên tố, liệu có thể tìm thấy những nguyên tố mói khác
hay không?
Quá trình tìm ra các nguyên tố rất vất vả và tốn nhiều thòi gian.
Công việc tìm kiếm các nguyên tố đã được tiến hành từ nửa cuối thế kỉ
XVIII, khi tìm ra nguyên tố oxi, các nhà khoa học rữiận biết được thành
phần cơ bản nhất của vật chất chmh là nguyên tố. Ban đầu, các nhà hoá
học tiến hành tìm kiếm các nguyên tố chủ yếu bằng biện pháp phân tích
những vật chất của chính họ. Thông qua tiến hành thí nghiệm đối vói các
loại vật chất khác nhau, họ đã tìm ra được nhiều loại nguyên tố khác
nhau, trong đó có oxi, hidro, nitơ... Nhưng, do những hạn chế về điều
kiện và kĩ thuật tiến hành thí nghiệm nên việc tìm kiếm những nguyên tố
mói của các nhà hoá học đã bị bế tắc. Lúc đó, các nhà vật lí học đã đem
lại cho các nhà hoá học một phương pháp và kĩ thuật vật lí mói. Họ bắt
đầu cùng các nhà hoá học tiến hành công việc tìm kiếm những nguyên tố
mói. Nhà hoá học người Anh thế kỉ 19 Hum Phry Davy đã sử dụng
phương pháp điện phân Bô-tát để tìm ra kali (K). Năm 1860, nhà hoá học
ngưòi Đức Bensant đã sử dựng lăng kính, kết họp vói phương pháp phân
tích quang phổ đã tìm ra chất Cs, sau đó tiếp tục tìm ra chất Rb. Cũng
bằng phương pháp này, nhà khoa học người Anh VVilliam Crookes đã
tìm ra chất thallium (Tl), nhà vật lí học người Đức Laphur và Licht đã tìm
ra chất ứidium (Ln)... Cùng vói việc tìm ra được nhiều các nguyên tố mói,
một số nhà hoá học bắt đầu đi sâu nghiên cứu mối quan hệ nội tại giữa
các nguyên tố này. Năm 1869, căn cứ vào một số mối liên hệ bên trong
giữa các nguyên tố, nhà hoá học người Nga Mendenêep đã phát minh ra
bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học. ông đã gắn cho mỗi nguyên tố

-

8

-

một ký hiệu. Không chỉ đưa 60 nguyên tố đã được phát hiện lúc đó vào
trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học, căn cứ vào quy luật thay
đổi về túìh châ't của các nguyên tố, Mendenêep còn mạnh dạn đưa ra dự
đoán về một số nguyên tố mói, sau đó đưa chúng vào trong bảng hệ
thống tuần hoàn các nguyên tố hoá học. Bảng tuần hoàn các nguyên tố
hoá học của ông đã tạo điều kiện thuận lọi cho việc phát hiện ra các
nguyên tô mói.
Bắt đầu từ thế kỉ 20, người ta bắt đầu sử dụng phương pháp thí
nghiệm để tìm ra các nguyên tô mói và phương pháp này đã thàrửì công
như đã tìm ra các chất: technetium (Tc), írancium (Fr), astatium (At),
promethium (Pm), plutonium (Pu), americium (Am)... Phải chăng có thể
sẽ tiếp tục tìm và phát hiện ra nhiều nguyên tố mới nữa? Những nguyên
tố từ số 93 trở đi trong bảng hệ thống tuần hoàn đều do con người tạo ra.
Đặc điểm chung của chúng là trong quá trình sắp xếp, chúng có thể thay
đổi tứih chất và biến thành một nguyên tố khác, thậm chí có nguyên tố
chỉ tồn tại trong khoảng thòi gian ngắn bằng 1/10 tỷ giây. Vì vậy, việc
phát hiện ra các nguyên tố mới sẽ ngày càng khó khăn hơn. Nhưng, cùng
vói sự tiến bộ của khoa học kĩ thuật, con ngưòi vẫn hoàn toàn có khả
năng phát hiện ra các nguyên tố mói.

Tính phóng xạ củd nguyên tố là như thế nào?
Năm 1896, nhà vạt lí học ngưòi Pháp Béccơren đã phát hiện ra một
hiện tượng hết sức kì lạ ngay trong phòng thí nghiệm của ông. Không thể
lí giải được cuốn phim âm bản được gói kĩ bằng giấy đen và đặt trong
ngăn kéo bàn đã bị nhiễm sáng. Tại sao vậy? Sau khi nghiên cứu một
cách tỉ mỉ, ông phát hiện nguyên nhân làm cho giấy in ảnh bị nhiễm sáng
là do kali suníat đặt cùng vói phim âm bản có thể phát ra một loại tia
sáng mà mắt thường không thể nhìn thấy được. Tia sáng này đã làm cho
cuộn phim âm bản bị nhiễm sáng. Tiếp theo, ông còn tiến hành thí
nghiệm đối vói các loại vật chất có chứa chất urani khác và phát hiện
những chất có chứa urani đều có thể phát ra loại tia này. Sau này, ngưòi
ta gọi loại tia sáng này là tia urani, đồng thòi gọi những nguyên tố có thể
phát ra tia urani là nguyên tố có tứih phóng xạ. Việc phát hiện các
9

-

nguyên tố có tính phóng xạ và hiện tượng phóng xạ đã mở ra một lĩnh
vực hocàn toàn mói đối vói hoạt động nghiên cứu khoa học.
Sau Béccơren, hai vợ chồng Quy Ry đã tìm ra nguyên tố pôlôni (Po)
và nguyên tố Rađiom (Ra) có tính phóng xạ mạnh hon urani. Các hoạt
động nghiên cứu trong lĩnh vực này tiếp tục tìm ra ngày càng nhiều các
nguyên tố có tính phóng xạ mói, trong đó có cả các nguyên tố tự nhiên
và những nguyên tô nhân tạo.
Những tia do các nguyên tố có tính phóng xạ phát ra mà con người
không thể nhìn thấy là rất nguy hiểm. Khi cường độ của chúng vượt quá
một lượng lứiất định thì có thể làm chết một tế bào bình thường, ảnh
hưởng xấu đến sức khoẻ. Tháng 12 năm 1983, tại Khoa Phóng xạ của một
bệnh viện ở thị trấn VValeisi thuộc Mátxcova của Nga, một thanh kim loại
Co-60 có tứih phóng xạ rất mạnh dùng để điều trị ung thư đã bị đánh cắp
và bán cho một cơ sở thu mua phế liệu. Thanh kim loại này đã làm cho
cư dân ở vùng này bị nhiễm xạ, hon 200 ngưòd bị mắc bệnh máu trắng do
nhiễm xạ từ chất Co-60 quá mức cho phép. Nhưng, nếu chúng ta kiểm
soát được mức độ nhiễm xạ, chúng có thể đem lại hạnh phúc cho con
ngưòi chúng ta. Ngưòi ta đã lợi dụng đặc điểm của tính phóng xạ này
tiêu diệt được những khối u ác tính và những vi khuẩn gây bệnh để điều
trị bệnh ung thư. Ngoài ra, chúng cũng thường được dùng trong hoạt
động nghiên cứu khoa học và sản xuất nông nghiệp.

làm thề nào để nhận biết được cấc nguyên tố?
Nhìn những chùm pháo hoa rực rở muôn hình muôn vẻ nhiều ngưòi
rất thích, song bạn có biết những màu sắc lung linh đó có từ đâu không?
Nhà hoá học người Đức Bensant đã phát hiện ra rằng, khi sử dụng
các loại nguyên tố và muối của chúng làm pháo hoa, chúng sẽ cho màu
sắc rất đặc biệt. Nguyên tố kali dùng làm pháo hoa sẽ cho màu tím,
nguyên tố Natri sẽ cho màu vàng, nguyên tố calci sẽ cho màu đỏ gạch,
nguyên tố đồng cho màu xanh. Sau này, Bensant cùng vói nhà vật lí
ngưòi Đức Chelhal phát hiện ra rằng, sau khi cho chiếu qua lăng kính,
ngọn lửa của các nguyên tố và muối của chúng bị chia thành nhiều tia
sáng có màu sắc khác nhau. Những tia sáng này được sắp xếp ở một vị

-

10

-

trí cố định theo một trật tự nhất định. Những nguyên tố khác nlnau thì
vị trí và trật tự của những tia sáng này cũng khác nhau. Cho dù bạn
đem một số nguyên tố khác nhau và muối của chúng trộn đều lên rồi
đốt thì vị trí và trật tự các tia sáng vốn có của từng nguyên tố vẫn sẽ
không bị thay đổi.
Mỗi ngưòi khi trưcVng thàrứi đều có chứng minh thư nhân dân,
những thông tứi trên chứng minh thư sẽ cho chúng ta biết đặc điểm riêng
của từng ngưòi, như noi ở, ngày tháng năm sinh... Những đặc điểm riêng
này của mỗi ngưòi là hoàn toàn khác nhau. H'mh dạng và vị trí khác
nhau của các tia sáng vốn có của các nguyên tố cũng giống như các đặc
điểm trên chứng minh thư nhàn dân của mỗi người, các nhà khoa học chỉ
cần nỉnìn vào màu sắc và thứ tự của các tia sáng là có thể biết đó là
nguyên tố gì. Mỗi ngưòi đều có vân tay riêng của mình, vân tay đó sẽ
không thay đổi trong suốt cuộc đời mỗi ngưòi, hon nữa vân tay của mỗi
ngưòi là không giống nhau. Có thể nói, vàn tay là cơ sở chmh xác nhất để
phân biệt ngưòi này vói ngưòi khác. Vì vậy, có nhà khoa học đã nói một
cách hình tượng rằng, hình dạng đặc trưng của các tia sáng của mỗi
nguyên tố chứih là "vân tay" của nguyên tố đó.
"Vân tay" của mỗi nguyên tố chính là biện pháp hiệu quả nhất giúp
các nhà khoa học phát hiện ra các nguyên tố mói. Nếu nhìn thấy những
"vân tay" lạ có nghĩa là các nhà khoa học đã phát hiện ra một loại nguyên
tố mói. Điều thú vị nhất là, năm 1868, khi quan sát hiện tượng nhật thực,
các nhà khoa học đã phát hiện ra nguyên tố heli dạng khí, một nguyên tố
rất hiếm trên mặt tròi. Mãi 27 năm sau, các nhà khoa học mói phát hiện
ra nguyên tố này trên trái đất. "Vân tay" của mỗi nguyên tố thật là kì lạ.

Bạn có biết trong cd thể người
có bao nhiêu nguyên tố không?
Con ngưòi là một dạng vật chất có sự sống. Cũng giống như các
dạng vật chất khác trong tự nhiên, con ngưòi cũng được tạo nên từ
những nguyên tô hoá học khác nhau. Trong sô gần 100 loại nguyên tố
khác nhau tồn tại trong giói tự nhiên, hon 60 loại nguyên tố có ở trong cơ
11

-

thể con người. Hàm lượng nhiều hay ít của các nguyên tố này trong cơ
thể con ngưòi cũng không giống nhau và có sự khác biệt rất lớn. Thông
thường, chúng ta gọi những nguyên tố có hàm lượng lớn hon 1/10.000 là
những nguyên tố có hàm lượng cực lớn, những nguyên tố có hàm lượng
nhỏ hon 1/10.000 là những nguyên tố có hàm lượng cực nhỏ.
Tổng cộng những nguyên tố có hàm lượng cực lón trong cơ thể con
người có 11 loại khác nhau, lần lượt từ cao đến thấp là oxi, cacbon, hidro,
nitơ, canxi, phốt pho, kali, lưu huỳnh, natri, do và magiê. Oxi là nguyên
tố có hàm lượng cao nhất, chiếm 65% trọng lượng cơ thể, mặc dù chỉ
chiếm 0.05% trọng lượng cơ thể nhưng Mg vẫn thuộc các nguyên tố có
hàm cực lớn. Không cần phải nói thì ai cũng biết tầm quan trọng của các
nguyên tố có hàm lượng cực lớn đối vói cơ thể con người, oxi, cacbon và
hidro là ba thành phần chủ yếu cấu tạo lên các cơ quan trên cơ thể con
ngưòi. Có thể nói, nếu không có ba nguyên tố này thì không thể hình
thành cơ thể ngưòi. Canxi là thành phần quan trọng của xương, thanh
thiếu niên ở tuổi dậy thì cần bổ sung canxi để thúc đẩy sự phát triển bình
thường của xương. Nếu người già thiếu canxi thì xương trở nên giòn và
dễ gãy. Nitơ là nguyên tố quan trọng trong protein, cơ thể con người
được bổ sung nitơ thông qua ăn uống các chất có chứa protein.
Các nguyên tố có hàm lưọng cực lớn có vai trò rất quan trọng trong
cơ thể con ngưòi, nhưng cơ thể con ngưòi cũng cần một số nguyên tố có
hàm lượng cực rủiỏ để đảm bảo sức khoẻ. Hiện đã xác định được có ít
nhất 10 loại nguyên tố có hàm lượng cực nhỏ nhưng lại không thể thiếu
trong cơ thể con ngưòi, đó là: Fe, Zn, Cu, Cr, Mn, Co, F, Mo, I và Se. Ví
dụ Fe chẳng hạn, Fe chỉ chiếm 0.004% trọng lượng cơ thể nhưng lại là
thành phần quan trọng trong huyết sắc tố. Ví dụ khác đối vói Zn, tổng
trọng lượng của Zn trong cơ thể người không quá 2g, nhưng cũng không
thể xem nhẹ vai trò của Zn. Kết quả nghiên cứu cho thấy, khi trong máu
của phụ nữ mang thai thiếu Zn thì có thể sinh ra đứa trẻ dị dạng. Mỗi
ngày trên thế giói có hàng chục thậm chí hàng trăm đứa trẻ dị dạng ra
đòi do thiếu Zn. Do Zn có quan hệ đến từih mạng con ngưòd nên được ví
là "nguyên tố sinh mạng".
Tóm lại, cơ thể con người là một thể hữu cơ được hình thành từ
những nguyên tố nêu trên theo một tỉ lệ nhất định, mỗi một nguyên tố
hoá học có vai trò đặc biệt riêng song chúng cũng tác dụng bổ trợ cho
nhau cùng duy trì sự tồn tại sự sống của cơ thể con ngưòi. Một số bệnh

-

12

tật của con ngưòi là do thiếu hoặc thừa một nguyên tố nào đó gây ra.
Những nguyên tố cần thiết cho cơ thể ngưòi đều được bổ sung qua
đường ăn uống và hô hấp. Vì vậy, khẩu phần ăn có vai trò quyết định
đảm bảo sự hài hoà giữa các nguyên tố trong cơ thể con ngưòi, do những
nguyên tố cần thiết có trong nhiều loại thực phẩm, nên thường xuyên
thay đổi khẩu phần trong bữa ăn.

Không khí được tạo thành từ đâu?
Không khí tồn tại xung quanh chúng ta là một dạng vật chất quan
trọng bảo đảm duy trì sự tồn tại cho các dạng vật chất có sự sống. Có thể
bạn không cảm nliận được không khí đang tồn tại xung quanh chiing ta
từng giờ từng phút, vì trong điều kiện b'mh thường nó tồn tại dưói dạng
kliông màu, không mùi vị. Nếu bạn đem một claiếc bmh klaông đậy nắp
d'ưn xuống dưới nước, bạn sê thấy có những chiếc bong bóng nổi lên từ
miệng chiếc bmh, đồng thời nghe thấy tiếng "ục, ục". Chiếc bLrih tưởng
nliư trông rỗng nliưng lại chứa đầy không khí bên trong, do không khí
không thể chìm dưới nước nên khi nước chảy vào trong chiếc bình sẽ đẩy
kliông khí ở trong bmli ra làm xuất hiện những chiếc bọt khí và âm thanh.
Không khí là một đại gia đ'mh hoà thuận và có rất nhiều thàiìh viên
trong gia đ'mli này. Nếu tính về thể tích, không khí có thể tích lớn nhất,
chiếm 78%; thứ hai là oxi, chiếm 21%; còn lại chủ yếu là cacbon điôxít và
các loại khí hiếm khác.
Trong điều kiện bình thường, để tách riêng những thành viên trong
gia đinh này ra quả thật là một việc không hề dễ chút nào. Còn trong
công nghiệp người ta thường sử dụng phương pháp hạ thấp nhiệt độ của
không klií xuống, trước tiên đưa không khí chuyển về dạng thê lỏng, sau
đó dựa vào nhiệt độ sôi không đồng đều của các châ't có trong không khí
để tách riêng từng chất có trong không khí.
Đặc tính của mỗi thànla viên trong gia đình không khí là hoàn toàn
khác nlaau. Nitơ và một số loại khí hiếm có đặc tính ổn định thường
không hay tham gia các phản ứng hoá học. Nhưng, vói hoạt tứủì mạnh,
oxi thường xuyên tham gia và cuộc sống hàng ngày của con ngưòi. Oxi
có tác dụng lớn trong hoạt động hô hấp của con ngưòi và trong phản ứng

-

13

-

cháy của các vật. Nhung, chúng cũng đem lại một số phiền toái cho con
ngưòi, như làm cho thực phẩm bị hư hỏng và thối rữa, làm sản sirứì các
mầm bệnh trong lưong thực... Để tránh oxi làm hư hỏng các loại thực
phẩm, ngưòi ta sử dụng biện pháp bom khí nitơ vào trong kho để đẩy
oxi ra khỏi kho chứa lương thực tránh tình trạng làm biến chất thực
phẩm và sản sinh các loại mầm bệnh trong lưong thực.
Trong điều kiện thường, nitơ và oxi đều có thể tồn tại bên cạnh
nhau, nlaưng khi tròi có sấm và chóp, hai chất này tác dụng vói nhau tạo
ra một chất mói, đó là oxit nitơ.
Các thcành viên trong gia đình không khí và hàm lượng của từng
thành viên có thể thay đổi theo từng khu vực klaác nhau, điều kiện khí
hậu khác nhau và sự thay đổi của môi trường sinh thái tự nhiên, nhưng
về tổng thể thì giống nlaau.

Nguyên tử và phân tử là gl?
Vạn vật khác nhau trong thế giới đều được cấu tạo từ vô số những
hạt cơ bản vô cùng nhỏ bé. Có rất nhiều loại hạt cơ bản khác nhau cấu
tạo nên vật chất và phân tủ chínli là một trong những loại hạt cơ bản đó.
Thể tích của một phân tử rất nhỏ, trong một giọt nước thì có đến 15
triệu tỉ phân tử nước. Tất cả mọi người trên thế giói phải mất đến 30 năm
mói có thể đếm hết được số phân tử nước có trong một giọt nước. Trọng
lượng của phân tử cũng rất nhỏ, tổng cộng trọng lượng của 6.020 triệu tỉ
phân tử nước chỉ có khoảng trên dưói 18g. Tuy chúng ta không thể dùng
mắt thường dễ nhìn thấy các phân tử, nhưng chúng ta vẫn luôn có thể
cảm nhận được sự tồn tại của các phân tử, vì các phân tử có đặc điểm
riêng của chúng và Vcận động liên tục không ngừng, vẩy một vài giọt
nước hoa ở góc nhà thì cả phòng đều có mùi thơm. Nguyên nhân là do
các phân tử nước hoa vận động không ngừng và lan toả tói mọi nơi trong
phòng. Do phân tử có những đặc điểm này nên quần áo ướt mói có thể
khô và đường mói có thể tan trong nước.
Phân tử bên trong vật chất và giữa các phân tử luôn có một khoảng
cách nhất định, nhưng trong một điều kiện nhất định, khoảng cách giữa
các phân tử trong cũng có thể bị thay đổi, băng có thể tan thành nưóc.
14

-

nưóc có thể bốc hoi chuyển thành hoi nước, chứih là do có sự thay đổi
khoảng cách giữa các phân tử tạo nên. Phân tử cũng là một trong những
nguyên nhân chủ yếu làm cho các dạng vật chất khác nhau thì có tính
năng khác nhau. Phân tử cũng có thể bị chia nhỏ, trong những điều kiện
nhất định thì phân tử có thể bị phân chia thành những hạt nhỏ hon nữa,
đó là nguyên tử.
Nguyên tử cũng là một loại hạt cực nhỏ, giống như phân tử, nguyên
tử cũng có thể trực tiếp cấu thcàiah vật chất, như sắt, đồng được cấu thành
từ vô số các nguyên tử sắt, đồng. Kích thước của chúng cũng vô cùng
nhỏ bé, trong sô các nguyên tử thì hidro có kích thước nhỏ nhất, 100 triệu
nguyên tử hidro xếp liên tục cạnh nhau cũng chỉ dài có Icm. Chúng cũng
vận động biến đổi không ngừng. Các nguyên tử khác nhau trong cùng
một chất cũng có khoảng cách nhất định vói nhau. Khoảng cách này có
thể bị thay đổi tùỳ theo sự thay đổi của điều kiện bên ngoài. Trong
những điều kiện nhất định, nguyên tử cũng có thể tiếp tục bị chia nhỏ do
nguyên từ được tạo thcành từ các hạt nhỏ hon nữa.

Nitd có Vdi trò gì trong không khí?
Nito là chât khí không màu, không mùi, có hàm lượng lớn nhất
trong không khí, chiếm khoảng 4/5 thể tích không khí, nhẹ hon không
khí và rất khó tan trong nước. Thường thì chúng ta khó có thể cảm nhận
được sự tồn tại của nitơ. Trong điều kiện bìnla thường, nitơ có tmh ổn
địnli, không tham gia vào phản ứng cháy và con người cũng không thể
sử dụng để hô hấp.
Liệu nito có ích gì cho hoạt động sản xuất và sinh hoạt của con
người không? Có. Con người có thể lợi dụng đặc tính ổn định của nito và
coi chúng nliư là một loại khí bcảo vệ. Ví dụ, dùng nito để bảo vệ kim loại
khi hàn nối các kim locại vói hliau; bom nito vào trong bóng đèn điện để
kéo dài tuổi thọ của dây tóc bên trong; bom nitơ vào trong kho chứa
lưong thực để phòng chống hiện tượng thực phẩm bị thối hỏng và phát
sinla mầm bệnh trong thực phẩm; trong y học, ngưòi ta dùng dung dịch
nito làm thuốc đông lạnh; khi tròi có sấm và mưa, sau nhiều thay đổi
trong không khí, cuối cùng nitơcó thể chuyển hoá thcành axit nitoric. Axít

-

15

-

nitoric đi kèm vói nước mưa và roi xuống mọi noi trên bề mặt trái đất,
sau đó tác dụng vói một số khoáng chất có trong đất và tạo thành phân
đạm để các loại thực vật có thể hấp thụ. Các loài thực vật không thể sinh
trưởng được nếu thiếu phân đạm và các họp chất có chứa nitơ khác. Các
loại thực vật họ đậu như đậu nành, đậu trạch... có thể hấp thụ trực tiếp
khí nito trong không khí, sau đó tự chuyển hoá thành những họp chất
hoá học có chứa nitơ cần thiết cho sự sinh trưởng của chúng.
Trong ngành công nghiệp hoá học, nito có tác dụng đặc biệt quan
trọng. Trong một điều kiện nhất định, người ta cho nitơ tác dụng vói
hidro để tạo ra khí amoniac. Khí amoniac là một sản phẩm quan trọng
trong ngành công nghiệp hoá học, là nguyên liệu để sản xuất phân bón
và axit nitoric, dung dịch của chúng còn là một loại phân bón sử dụng
trong nông nghiệp. Khí nito còn được sử dụng trong chế tạo thuốc súng
và dược phẩm...
Vód việc đầu tư ngày càng nhiều cho hoạt động nghiên cứu khí nito,
chắc chắn sẽ còn tiếp tục tìm ra nhiều hon nữa tác dụng mói của khí nito
phục vụ con người và đem lại sự tiện lọi cho con người.

Khí oxi trong tự nhiên liệu có bị cạn kiệt không?
Mọi người đều biết rằng, hoạt động hô hấp của con ngưòi và các loài
động vật, cũng như phản ứng cháy của các chất... đều không thể thiếu
oxi, mà oxi chỉ chiếm khoảng 21% lượng khí có trong thiên nhiên. Liệu
trong tưong lai, lượng khí oxi có bị cạn kiệt không?
Nếu mỗi người đều chú ý giữ gìn môi trường sinh thái thì lượng khí
oxi được bổ sung sẽ càn bằng vói lượng khí oxi bị tiêu hao, klai đó chúng
ta không phải lo sẽ thiếu khí ôxy.
Chắc chắn bạn sẽ có cảm nhận như sau: Khi bạn từ một thành phố
ồn ào, náo nhiệt đến đi dạo ở một khu ngoại ô vói những cánla rừng xanh
tươi, cây cối um tùm, ngay lập tức sẽ cảm thấy không klaí rất trong lành,
thoải mái, dễ chịu. Tại sao vậy? Vì những nơi này có một lượng lớn khí
oxi tưoi. Có phải chínli thực vật ở những noi này đã sản sinh ra khí oxi?
Đúng, trong các loài thực Vcật xanh có chứa một loại vật chất mang tên
"nguyên tố diệp lục", loại vật chất này có một đặc tính rất lạ là dưói ánh
-

16

-

nắng mặt tròi có thể hấp thụ những khí cacbon do con người thải ra,
đồng thời sản súìh ra khí oxi. Ngưòi ta gọi khả năng này là khả năng
quang họp. Chứủì nhờ khả năng quang họp của các loài thực vật đã làm
tiêu hao một lượng lớn khí cacbon do con ngưòi thải ra trong quá trình
hô hấp và do phản úng cháy của các dạng vật chất sinh ra, đồng thòi liên
tiếp sản sinh ra khí oxi mói, nhờ đó đảm bảo sự sinh tồn của con người.

Liệu CÓ thể tách được khí oxi Vd
khí nitư trong không khí không?
Bầu không khí bao trùm toàn bộ diện tích bề mặt trái đất. Không khí
là một đại gia đình lớn vói râ't nhiều thành viên. Trong đó, nếu tính theo
thể tích, khí nitơ có thể tích lớn nhất, chiếm 78% thể tích không khí; thứ
hai là oxi, chiếm 21%; thể tích của các loại khí hiếm chiếm 0,94%; cacbon
chiếm 0.03%, các loại khí khác chiếm 0,03%. Trong điều kiện bình
thường, các loại khí liên kết chặt chẽ vói nhau, tách chúng ra là một việc
không hề dễ chút nào.
Một số nhà khoa học đưa ra câu hỏi như sau: trong điều kiện nhiệt
độ và áp suất bình thường thì không thể tách chúng ra được nhưng nếu
đưa các loại khí vào làm lạnh và tăng áp suất lên để chúng chuyển thành
chất lỏng, thì điều gì sẽ xảy ra? Khi bắt đầu đưa ra câu hỏi này, các nhà
khoa học đã tiến hàiah nghiên cứu nhiệt độ sôi của nitơ và oxi. Các nhà
khoa học phát hiện, nhiệt độ sôi của nitơ và oxi là không giống nhau,
nhiệt độ sôi của nitơ thấp hơn oxi. Chúng ta biết rằng, nếu tăng dần nhiệt
độ đối vói hai chất lỏng có nhiệt độ sôi khác nhau thì chất lỏng có nhiệt
độ sôi thấp hon sẽ chuyển thành dạng khí và bốc hơi trước. Nếu giữ
nhiệt độ ở mức đủ để nitơ bay hơi (chưa đủ nhiệt độ để oxi bay hơi) thì
nitơ ở thể lỏng sẽ chuyển thành thể khí và tách khỏi nitơ ở thể lỏng, chờ
đến khi khí nitơ bay hoi hết, chúng ta sẽ thu được oxi ở thể lỏng.
Công nghiệp hiện đại thưcmg sử dụng phưong pháp trên để tách
nitơ và oxi. Do khi chuyển thành dạng klií, thể tích của nitơ và oxi rất
lớn, klrông tiện cho việc bảo quản và vận chuyển nên các nhà máy
thường sử dụng biện pháp tăng áp suất làm cho khí nitơ và khí oxi

-

17

-

Mạch xung điện từ hạt nhân là các mạch xung điện từ sinh ra khi nổ
hạt nhân. Phạm vi tác động rất rộng, mặc dù không sát thương đối với cơ
thể con người và các vật thể thông thường, nhưng có kliả năng gây nhiễu
và phá hoại rất lớn đối vói các thiết bị điện tử.
Ổ nhiễm phóng xạ là sự ô nhiễm do các chất phóng xạ siiih ra trong
vụ nổ hạt nhân gây ra đối vói mặt đất, con ngưòi, nước, không khí và các
vật thể từ đó gây ra những hậu quả khôn lường.
Hiện nay rất nhiều quốc gia trên thế giới có vũ khí hạt nlaân, nếu
tOcàn bộ chúng được sử dụng thì đủ để tiêu diệt toàn bộ Trái Đâd Iicày tcýi
mâ'y lần. Vì vậy ngăn chặn phát triển và sử dụng vũ khí hạt nhân là trách
nhiệm chung của nhân loại chúng ta.

Mùâ đông hạt nhân là gì?
"Mùa đông hạt nhân" Icà một giả thuyết mà các nhà klioa học Mỹ đưa
ra vào thập kỉ 80 thế kỉ 20. Họ cho rằng, sau chiến tranh hạt nhân, thòi tiết
Vcà klií hậu Trái Đất sẽ bị ảnh hưởng nghiêm trọng. Tức là đại chiến hạt
nhàn sẽ làm cho rihiệt độ bề mặt Trái Đất giảm ở mức rất kVn. Nhiệt độ
dưới 0°c sẽ kéo dài tới mấy tháng, vì vậy gọi là "mùa đông hcỊt nhân".
Sau hai vụ nổ bom nguyên tử ở Hirosima và Nagasaki Nhcật Bcản vào
tháng 8 năm 1945, các nhà khoa học đã thấy được 3011 hưỏng của vụ nổ
hạt nhân đối với trạng thái vật lí của bầu khí quyển. Bắt đầu từ năm
1980, các nhà khoa học đã thành lập một tổ nghiên cứu tiến hành nghiên
cứu sâu rộng đối vói vấn đề này.
Kết luận của các nlià khoa học là: nếu như đcỊi chiến hạt nhân nổ ra
sẽ có một lượiig bom hạt nhân vói đưong lượng 5 tỉ tấn TNT được đưa
vào sử dụng. Kliói lửa và bụi sinh ra từ các vụ nổ hạt nhân này trên Trái
Dất sẽ được tung lên tầng khí quyển, các vụ nổ hạt nlaân trong không
trung sẽ làm cho một lượng lớn khói bụi chui vào lóp khí quyển, kết quả
làm cho đại bộ phcận bức XcỊ mặt tròi đi vào tầng khí quyển bị các kVp khói
bụi hcỊt nhân này hấp thu và lượng ánh sáng mcặt tròi xuống được tói Trái
Dất giảm rõ rệt. Bầu tròi sẽ bị bao chụp bởi khói Vtà bụi trở nên u ám.
Nhiệt độ Trái Đất nhanh chóng hcỊ xuống, thậm chí đạt tới - 20 c đến 50°c. Lúc đó, các loài siiili vật trên thế giói này trong đó có con người sẽ
bị ảnh hưởng nghiêm trọng.
18

-

Các nhà khoa học cho rằng, "mùa đông hạt nhân" sẽ hủy hoại nền
văn minh thế giói, làm cho Trái Đất quay trớ về thòi tiền sử mấy trăm
vạn năm trước.
"Mùa đông hạt nhân" có quan hệ mật thiết vói sự tồn vong của địa
cầu, mặc dù chỉ là gicả thuyết rữiung nó lại có hiệu quả không ngờ, nó
thúc đẩy các nưóc lớn Ccắt giảm vũ khí hạt nhân, có tác dụng rõ rệt đối vói
việc loại bỏ khủng bô hcTt nhàn và duy trì hòa bình th ê giói...