Kể Chuyện Về Kim Loại Hiếm Và Phân Tán – Web Tải Sách Miễn Phí Ebooks PDF

Sách Kể Chuyện Về Kim Loại Hiếm Và Phân Tán của tác giả X. I. Venetxki mời bạn thưởng thức.

“Thần lửa ác độc”

Nếu tin vào Kinh thánh. – Những viên đá cổ vùng Grơnlen. – Himalai trẻ lại. – Loại đồng hồ không bao giờ chạy. – Vật tìm được trong quang phổ. – Bức chân dung bằng lời. – Bunzen làm bốc hơi cả một hồ nước. – Một phần tư thế kỷ trôi qua. – Buồng tạm giam. – Cuộc vật lộn với băng. – Xa cách hạt nhân thân yêu. – Trong cuộc tranh giành ngôi báu. – Những phiền toái dễ chịu. – Trên thị trường thế giới. – Các nghề phụ. – Đồng hồ chuông điện điểm thật đúng lúc. – 20 thế kỷ và 1 giây. – Những kho báu dưới lòng đất. – Trên bờ Cama. – Ai đã nhuộm màu muối? – Hãy gìn giữ đàn ông!

Hành tinh của chúng ta bao nhiêu tuổi? Rất tiếc là “giấy khai sinh đo đếm được” của Trái Đất không còn tồn tại, còn bản thân Trái Đất (như bất cứ người phụ nữ không còn trẻ trung nào) lại che giấu tuổi tác của mình một cách quá cẩn thận. Mà hễ có bí ẩn nào là có người mong muốn khám phá ra nó.

Cuộc tranh cãi về thời điểm tạo thành ngôi nhà chung của chúng ta trong không gian bao la của Vũ trụ đã kéo dài nhiều thế kỷ. Nếu tin vào Kinh thánh thì sự kiện đó diễn ra cách đây hoàn toàn không lâu lắm: chừng 6.000 năm trước. Còn theo các khái niệm khoa học hiện đại thì Trái Đất đã “sống trên đời” này gần 4,5 tỷ năm (bậc tuổi thật đáng kính, bạn công nhận không?)

Vai trò làm chứng cho tính đúng đắn của quan điểm này thuộc về các đá nham thạch cổ của Trái Đất. Mới rồi, loại cổ nhất được coi là đá tìm thấy ở châu Phi tại vùng Toranovaan: chúng có niên đại gần 3,4 – 3,5 tỷ năm. Nhưng năm 1966, tại vùng bờ biến Tây Grơnlen, cạnh lối vào cảng Ameralic – ford, nhà khoa học trẻ Vic Macgrego người Niu Zilơn đã phát hiện được loại đá nham thạch có niên đại già hơn cá đá Tơransvaan gần 500.000.000 năm. Mà xác định được điều đó là nhờ loại được gọi là “đồng hồ” rubidi – stronti. Vậy “đồng hồ” này là cái gì?

Ngay từ đầu thế kỷ 20 của chúng ta, nhà vật lý vĩ đại người Anh Ernet Rozefo (Ernest Rutherford) đã đề nghị vận dụng hiện tượng phóng xạ được khám phá trước đó mấy năm vào việc xác định niên đại của khoáng vật và đất đá. Mấu chốt là nguyên tử của những nguyên tố hóa học phóng xạ thuộc thành phần vật chất trái đất liên tục phát ra các hạt này hay khác rồi biến thành nguyên tử của nguyên tố khác.

Điều ly kỳ nhất là tốc độ của sự biến hóa này không phụ thuộc vào cả nhiệt độ, áp suất cũng như bất cứ yếu tố nào khác. Nhưng đồng thời một cá thể hóa học lại được đặc trưng bởi một chu kỳ bán rã riêng – khoảng thời gian mà đúng một nửa lượng nguyên tố phóng xạ bị phân rã hoàn toàn. Ở một số chất, chu kỳ này diễn ra trong có vài phần triệu giây, còn ở số khác thì lại đạt tới hàng tỷ tỷ năm.

Chu kỳ bán rã của một trong số đồng vị sống lâu – rubidi-87 (nó chiếm gần 28% tổng trữ lượng rubiđi trong thiên nhiên) là 48 tỷ năm. Tự phát ra điện tử, đồng vị này “chậm chạp” mà “chắc chắn” biến dần thành đồng vị bền (không bị phân rã tiếp tục) của stronti có cùng số khối (87). Bởi vì đã biết tỷ lệ thường tồn tại giữa đồng vị này và các “họ hàng thân thuộc nhất (các đồng vị có số khối 88, 86, 84) nên dễ dàng tính ra được có bao nhiêu Sr-87 “vượt định mức” trong đất đá, nghĩa là lượng Sr-87 tạo thành do kết quả phân rã phóng xạ Rb-87. Thêm vào đó, xác định được lượng “nguyên liệu” ban đầu nên có thể tính ra quá trình biến hóa đã “kéo dài” bao lâu và chính thể mà biết được niên đại của đất đá.

Nếu nhờ các đồng vị của rubidi và stronti mà đá nham thạch Grơnlen đã chứng minh được tuổi tác “cực cao của mình, thì cũng nhờ cặp nguyên tố hóa học này, dãy núi cao nhất hành tinh chúng ta – Himalai đã khẳng định được với thế giới rằng chúng trẻ hơn nhiều so với niên đại chúng được gán cho đến tận gần đây. Trong một thời gian dài người ta cho rằng các khối đá Trung Á hình thành cách đây hàng trăm triệu năm trước.

Nhưng mới rồi các nhà khoa học Nhật Bản đã sử dụng “đồng hồ” rubidi – stronti để nghiên cứu rất chi tiết các mẫu đá Himalai và xác định được sai lầm của quan điểm vẫn tồn tại trước đó. Họ đi đến kết luận là vùng này đã hai lần bị địa nén cực mạnh. Lần nén đầu tiên, mà kết quả là tạo thành kiến trúc cơ sở (hay nói khác đi là một kiểu móng) của Himalai diễn ra vào 450-500 triệu năm trước, còn lần thứ hai, mà nhờ nó trên móng này đã mọc lên những ngọn núi cao ngất trời, thì chỉ cách đây độ 15 triệu năm gì đó thôi.

Hiện còn có các phương pháp tương tự khác như cacbon phóng xạ, urani – heli, urani – chì, kali – agon v. v.., nhưng đối với những khoảng thời gian “đáng vì nể” có lẽ chỉ “đồng hồ” rubidi – stronti là phù hợp nhất.

Tóm lại, rubidi đã giúp con người xác định tuổi tương đối của Trái Đất. Nhưng bản thân nó thì đã được con người biết đến lâu chưa? Chúng ta có thể trả lời câu hỏi này một cách chính xác tuyệt đối.

Rubiđi “ra đời” năm 1861. Sự kiện này đã không lọt qua được con mắt hiếu kỳ của hai nhà bác học xuất sắc người Đức – nhà hóa học Rôbec Bunzen (Robert Bunsen) và nhà vật lý học Guxtap Kiếchốp (Gustav Kirhhoff) – những người sáng lập ra phương pháp phân tích phổ các chất vào năm 1859. Nhờ phương pháp này, một năm sau họ đã phát hiện ra xezi. Tiếp tục nghiên cứu các khoáng vật khác nhau, họ phát hiện thấy trong phổ của lepidolit Xăcxông còn có hai vạch đỏ sẫm chưa được biết đến.

Bằng cách đó, nguyên tố mới với tên gọi là rubidi, mà dịch từ tiếng La tinh ra có nghĩa là “đỏ”, đã báo vệ sự ra đời của mình. Ý nghĩa của tên gọi và phổ cho phép rubiđi quyền coi mình cùng họ với rubin – một loại đá quý có tiếng. Nhưng nếu rubin đúng là đỏ thật thì khó mà nói điều tương tự về rubidi: như phần lớn các kim loại, rubiđi có màu trắng bạc.