Vì sao kim cương lại đặc biệt cứng như vậy?

Chắc các bạn không hề nghĩ rằng giữa kim cương sáng lấp lánh và than chì đen thui thủi lại là anh em họ hàng, đều là cacbon tinh khiết, tồn tại trong tự nhiên, chỉ có diện mạo và tính chất của chúng khác nhau.

Than chì rất mềm, chỉ cần dùng mảnh nhỏ than chì vạch nhẹ trên giấy là có thể để lại vết đen trên giấy. Ruột bút chì được chế tạo bằng than chì. Còn kim cương là khoáng vật có độ cứng cao nhất trong gia đình các khoáng vật, là "quán quân" về độ cứng: ở các cửa hàng bán kính, các nhân viên phục vụ dùng kim cương làm lưỡi dao để cắt kính. Các máy khoan sâu, người ta dùng mũi khoan có lắp mũi kim cương làm tăng vận tốc xuy ên sâu của mũi khoan lên nhiều. Dao kim cương còn dùng để gia công các kim loại, hợp kim cứng nhất. Than chì và kim cương đều thuộc họ hàng nhà cacbon, vì sao chúng lại có đặc tính khác nhau nhiều như vậy ?

Nguyên do là ở than chì, các nguyên tử cacbon được sắp xếp thành lớp, lực kết hợp giữa các nguyên tử giữa các lớp rất nhỏ, giống như các lá bài xếp trong cỗ bài, rất dễ tách ra khỏi nhau. Còn trong kim cương các nguyên tử cacbon được sắp xếp thành tinh thể đều đặn, mỗi nguyên tử cacbon nối chặt chẽ với 4 nguyên tử xung quanh, tạo nên một tinh thể có cấu trúc rất bền chắc nên có độ cứng rất cao.

Sản lượng kim cương trong thiên nhiên rất ít, nói chung thường bị vùi lấp ở những lớp sâu trong vỏ Trái Đất. Với điều kiện nhiệt độ và áp suất rất cao của các lớp dung nham sâu trong lòng đất, cacbon mới có khả năng kết tinh để thành các tinh thể kim cương quý giá. Do sản lượng kim cương thiên nhiên rất ít, giá trị rất lớn, rất quý nên người ta đã tìm cách dùng nhiệt độ cao và áp suất cao để chế tạo kim cương nhân tạo.

Người ta chứng minh rằng ở nhiệt độ cao đến 2000°C và dưới áp suất 5,065.107 pascal (tức 50.000 atm) trở lên mới đạt kim cương ở trạng thái ổn định. Gần đây người ta đã áp dụng điều kiện tương tự để biến than chì thành kim cương.

Trích: 10 Vạn Câu Hỏi Vì Sao - Tri Thức Thế Kỉ 21 - Chủ đề Hóa Học - Bộ Mới - Nhà Xuất Bản Giáo Dục Việt Nam

---NHT---

Đọc thêm

Tìm hiểu về nguyên tố Berium (Be)

Nguyên tố tiếp theo, beryllium, tương đối hiếm trong vũ trụ vì nó cũng không được hình thành trong lò phản ứng hạt nhân trong các ngôi sao. Nó được hình thành khi một *siêu tân tinh* ra đời, các hạt lớn hơn phân rã để tạo ra kim loại này.

Các ứng dụng cơ bản của kim loại Beryllium
+ Beryllium được sử dụng trong các hợp kim với đồng hoặc niken để chế tạo con quay hồi chuyển, lò xo, tiếp xúc điện, điện cực hàn điểm và các công cụ không phát ra tia lửa.
+ Các hợp kim beryllium khác được sử dụng làm vật liệu cấu trúc cho máy bay tốc độ cao, tên lửa, tàu vũ trụ và vệ tinh liên lạc.
+ Beryllium có thể cho tia X đi qua, vì vậy lá beryllium siêu mỏng đang được sử dụng trong quang khắc tia X. Beryllium cũng được sử dụng trong các lò phản ứng hạt nhân như một vật phản xạ hoặc chất điều tiết neutron.

Lưu ý: Beryllium và các hợp chất của nó là độc hại và gây ung thư. Nếu bụi beryllium hoặc khói được hít vào cơ thể, nó có thể dẫn đến viêm phổi không thể chữa được gọi là berylliosis.
*Siêu tân tinh*: được hình thành khi một sao ngôi sao kết thúc vòng đời của mình để tạo ra siêu tân tinh, nó có thể có độ sáng hơn cả thiên hà chứa nó.

--TH--

Đọc thêm

Điều gì khơi mào một phản ứng hóa học?

Đọc thêm

Tìm hiểu về những ứng dụng của nguyên tố Lithium (Li)

Hôm nay chúng ta cùng tìm hiểu về Lithium (Li), một trong những nguyên tố đang làm thay đổi rất lớn trong sản xuất các loại lưu trữ năng lượng (pin) và nhiều ứng dụng của nó:

+ Việc sử dụng lithium quan trọng nhất là trong pin sạc cho điện thoại di động, máy tính xách tay, máy ảnh kỹ thuật số và xe điện. Lithium cũng được sử dụng trong một số loại pin không sạc được cho những thứ như máy trợ tim, đồ chơi và đồng hồ.

+ Kim loại lithium được chế tạo thành hợp kim với aluminium (Al) và magnesium (Mg), cải thiện khả năng bền của chúng và làm cho chúng nhẹ hơn. Một hợp kim magnesium - lithium được sử dụng để mạ áo giáp. Hợp kim aluminium - lithium được sử dụng trong máy bay, khung xe đạp và tàu cao tốc.

+ Lithium oxide (Li2O) được sử dụng trong kính đặc biệt và gốm thủy tinh. Lithium chloride (LiCl) là một trong những vật liệu hút ẩm nhất được biết đến, và được sử dụng trong điều hòa không khí và hệ thống sấy công nghiệp (cũng như lithium bromide). Lithium stearate được sử dụng như một chất bôi trơn đa năng và nhiệt độ cao.

+ Lithium carbonate (Li2CO3) được sử dụng trong các loại thuốc để điều trị trầm cảm hưng cảm, mặc dù hành động của nó đối với não vẫn chưa được hiểu đầy đủ. Lithium hydride được sử dụng như một phương tiện lưu trữ hydro để sử dụng làm nhiên liệu.

+ Trong hóa học: LiAlH4 là Lithium aluminium hydride, là một chất khử mạnh. Các nhà khoa học Finholt, Bond và Schlesinger lần đầu tiên phát hiện ra hợp chất này vào năm 1947. Hơn nữa, có nhiều ứng dụng của hợp chất này trong các quá trình tổng hợp hữu cơ. Nó phản ứng dữ dội với nước, dẫn đến giải phóng khí hydrogen (H2).

--TH--

Đọc thêm

Loại hợp chất cao phân tử thiên nhiên nào bền vững nhất?

Các loại vật liệu trong tự nhiên như bông, lanh, tơ, tre, len, cao su… đều là những cao phân tử thiên nhiên, phân tử của chúng có kích thước rất lớn, rất dài. Các hợp chất cao phân tử thường không tan trong nước, có độ bền cơ học tốt, có tính cách điện, có tính bền mài mòn. Ngoài ra các hợp chất cao phân tử thường có cấu trúc sợi, tỷ lệ của độ dài so với bán kính của phân tử rất lớn, lớn hơn 1000. Các hợp chất cao phân tử có độ dẻo, có tính đàn hồi tốt. Từ thời xa xưa, loài người đã biết sử dụng nhiều loại hợp chất cao phân tử tự nhiên làm vật liệu dệt đan lưới, làm giấy, sản xuất keo dán…và nhiều vật dụng trong cuộc sống hằng ngày.

Trong tự nhiên có rất nhiều loại hợp chất cao phân tử. Thế nhưng loại hợp chất cao phân tử tự nhiên nào là bền nhất Các nhà sinh vật học đã tiến hành nhiều thí nghiệm về vấn đề này . Nhiều thực nghiệm đã chứng minh loại tơ do nhện nhả ra là loại hợp chất cao phân tử có độ bền cao nhất. Độ bền của tơ nhện gấp 5 lần độ bền của sợi thép có cùng kích thước. Tơ nhện là dạng hợp chất cao phân tử do các protein dạng axit amin tạo nên.

Loài nhện đã dùng lưới tơ do chúng nhả ra có thể bắt giữ nhiều loại côn trùng khoẻ hơn chúng nhiều lần. Tơ nhện không chỉ bền mà còn có độ dính bám đặc thù. Do tơ nhện có nhiều tính năng ưu việt nên được nhiều nhà khoa học hết sức quan tâm. Tờ báo nước Anh, tờ "Lưu thông tiền tệ" số 3-11-1988 có đăng bài báo về việc nghiên cứu tơ nhện. Bài báo nêu lên ý kiến: Tơ nhện là hợp chất cao phân tử tự nhiên có độ bền vững rất cao, nếu đi sâu nghiên cứu sẽ có thể tạo được loại vật liệu mới, quý giá. Ở Nhật Bản có thành lập "Hiệp hội tơ nhện Đông Á" đã nghiên cứu cấu trúc vi mô của sợi tơ. Các chuyên gia của trường Đại học Cambridge ở nước Anh đã thông qua công nghệ lên men để chế tạo tơ nhện, họ hy vọng chế tạo các áo giáp chống đạn, chế tạo các vật liệu phức hợp (vật liệu composit) từ tơ nhện dùng trong công nghệ xe hơi và kỹ thuật hàng không vũ trụ.

Trích: 10 Vạn Câu Hỏi Vì Sao - Tri Thức Thế Kỉ 21 - Chủ đề Hóa Học - Bộ Mới - NXB GD Việt Nam

---NHT---

Đọc thêm

Muối Iot

Để cơ thể khoẻ mạnh, con người cần được cung cấp đầy đủ các nguyên tố hoá học cần thiết. Có những nguyên tố cần được cung cấp với khối lượng lớn và có những nguyên tố cần được cung cấp với khối lượng nhỏ (vi lượng). Iot là một nguyên tố vi lượng hết sức cần thiết đối với con người. Theo các nhà khoa học, mỗi ngày cơ thể con người cần được cung cấp từ 1.10-4 đến 2.10-4 gam nguyên tố iot.

Cơ thể tiếp nhận được phần iot cần thiết dươi dạng hợp chất của iot có sẵn trong muối ăn và một số loại thực phẩm. Nhưng việc thiếu hụt iot vẫn thường xảy ra. Hiện nay, tính trên toàn thế giới một phần ba số dân bị thiếu iot trong cơ thể. Ở Việt Nam, theo điều tra mới nhất, 94% số dân thiếu hụt iot ở những mức độ khác nhau.

Thiếu hụt iot trong cơ thể dẫn đến hậu quả rất tai hại. Thiếu iot làm não bị hư hại nên người ta trở nên đần độn, chậm chạp, có thể điếc, câm, liệt chi, lùn. Thiếu iot còn gây ra bệnh bướu cổ và hàng loạt rối loạn khác, đặc biệt nguy hiểm đối với bà mẹ và trẻ em.

Để khắc phục sự thiếu hụt iot, người ta phải cho them hợp chất của iot vào thực phẩm như: muối ăn, sữa, kẹo…

Việc dùng muối ăn làm phương tiện chuyển tải iot vào cơ thể người được nhiều nước áp dụng.

Muối iot là muối ăn có trộn them một lượng nhỏ hợp chất của iot (thường là KI hoặc KIO3). Thí dụ : Trộn 25 kg KI vào một tấn muối ăn.

Người ta cũng cho thêm hợp chất iot vào bột canh, nước mắm…

Việc dùng muối iot thật dễ dàng và đơn giản. Về mùi vị, màu sắc, muối iot không khác gì muối ăn thường. Tuy nhiên hợp chất iot có thể bị phân huỷ ở nhiệt độ cao. Vì vậy phải thêm muối iot sau khi thực phẩm đã được nấu chín.

---NHT---

Đọc thêm

Vì sao đồng lại có nhiều màu?

Cho dù đồng không được sử dụng rộng rãi như sắt, thép, nhưng đồng có những ưu điểm mà sắt, thép không thể có được.

Đồng tinh khiết có màu tím. Đồng tinh khiết dẫn điện, dẫn nhiệt rất tốt. Trong các kim loại thì trừ bạc ra, đồng có độ dẫn điện lớn nhất. Trong công nghiệp sản xuất đồ điện như dây  điện, máy  đóng ngắt điện, quạt điện, chuông điện, điện thoại, v .v . đều cần một lượng lớn đồng. Đồng màu tím hết sức tinh khiết, đồng tinh khiết thường được chế tạo bằng phương pháp điện phân.

Đồng rất mềm. Thông thường từ 1 giọt đồng người ta có thể kéo thành sợi mảnh dài dến 2000m, dát thành các lá đồng rất mỏng, mỏng đến mức có thể nhìn xuyên qua, có thể bị gió thổi bay.

Có nhiều loại nhạc khí được chế tạo bằng đồng, nói cho chính xác thì là chế tạo bằng đồng thau. Đồng thau là hợp kim của đồng và kẽm. Đồng được chế tạo rất sớm, ngay từ thời nhà Hán ở Trung Quốc, người ta đã luyện được đồng thau. Đồng thau còn có tên gọi là hoàng đồng (đồng màu vàng) là từ màu sắc mà đặt tên cho đồng nhau. Tuỳ thuộc hàm lượng kẽm trong hợp kim mà hợp kim đồng chế tạo được sẽ có màu khác nhau. Ví dụ với hàm lượng kẽm 18 - 20%, hợp kim có màu vàng đỏ. Hàm lượng kẽm 20 - 30% hợp kim sẽ có màu vàng, từ 30 - 42% hợp kim có màu vàng nhạt, từ 42 - 50% sẽ có màu vàng tươi (của vàng kim loại), với hàm lượng kẽm 50 - 60% hợp kim chế tạo được sẽ có màu trắng. Trong công nghiệp người ta hay  dùng hợp kim có màu vàng với hàm lượng kẽm dưới 45%.

Tại các công trình kiến trúc, thường người ta hay đặt các bức tượng đồng đen được chế tạo bằng hợp kim của đồng với thiếc, đôi khi là hợp kim đồng thiếc có thêm kẽm. Rất nhiều kim loại khi bị lạnh thì co lại, nhưng với đồng đen thì trái lại, khi bị lạnh lại nở ra. Vì vậy khi dùng đồng đúc tượng thì nét mày rõ ràng, chi tiết sắc sảo. Đồng đen cũng có tính chất chịu mài mòn rất tốt. Dùng đồng đen để chế tạo ổ trục sẽ được các ổ trục chịu được mài mòn nổi tiếng trong công nghiệp. Các loại dụng cụ chế tạo bằng đồng bạch sáng lấp lánh, rất đẹp, không bị gỉ xanh. Đồng bạch chính là hợp kim của đồng với niken. Đồng bạch được chế tạo rất sớm từ thế kỷ thứ nhất ở Trung Quốc. Đến thế kỷ XVIII đồng bạch mới được truyền từ Trung Quốc đến Châu Âu. Bấy giờ người Đức bắt đầu học tập phương pháp của Trung Quốc và tiến hành chế tạo trên quy  mô lớn. Trước đây có người gọi đồng bạch là Bạc của Đức chỉ là nhìn từ ngọn.

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Trích: 10 Vạn Câu Hỏi Vì Sao – Tri Thức Thế Kỉ 21 – Chủ đề Hóa Học – Bộ Mới – Nhà Xuất Bản Giáo Dục Việt Nam

Đọc thêm