Bảng tuần hoàn nhỏ nhất thế giới được tạo ra ở Nottingham

Chúng ta biết rằng Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học, hay bảng tuần hoàn Mendeleev, hay ngắn gọn bảng tuần hoàn, là một phương pháp liệt kê các nguyên tố hóa học thành bảng, liên quan mật thiết với định luật tuần hoàn.

Các nguyên tố được sắp xếp theo cấu trúc electron. Do cấu trúc electron là yếu tố quyết định các tính chất hóa học của các nguyên tố, việc sắp xếp này tạo nên sự thay đổi đều đặn của các tính chất hóa học theo các hàng và cột.

Mỗi nguyên tố được liệt kê bởi số nguyên tử và ký hiệu hóa học. Bảng tuần hoàn tiêu chuẩn cho biết các dữ liệu cơ bản nhất. Còn có nhiều các trình bày khác cho từng mục đích cụ thể hơn.

Các cố gắng ban đầu để liệt kê các nguyên tố nhằm thể hiện quan hệ giữa chúng thông thường là sắp xếp theo trật tự của nguyên tử lượng. Sự hiểu biết sâu sắc cơ bản của Mendeleev trong phát minh ra bảng tuần hoàn là sắp đặt các nguyên tố để minh họa sự tuần hoàn của các tính chất hóa học (thậm chí nếu như điều đó có nghĩa là một số nguyên tố nhất định không theo trật tự khối lượng, ví dụ Argon có nguyên tử lượng là 39,948(1) trong khi Kali là nguyên tố xếp sau nó lại chỉ có nguyên tử lượng là 39,0983(1).), và để lại các lỗ hổng cho các nguyên tố “bị bỏ sót” (chưa tìm thấy vào thời kỳ đó). Mendeleev sử dụng bảng của mình để dự đoán các tính chất của các “nguyên tố bị bỏ sót” này, và nhiều trong số chúng sau này đã được phát hiện ra là phù hợp khá tốt với các dự đoán.

Với sự phát triển của các học thuyết về cấu trúc nguyên tử (ví dụ thuyết của Henry Moseley) nó trở thành rõ ràng là Mendeleev đã sắp xếp các nguyên tố theo trật tự tăng của số nguyên tử (tức là số lượng proton trong hạt nhân). Trật tự này gần như là đồng nhất với kết quả thu được từ trật tự tăng của nguyên tử lượng.

Nhằm minh họa các thuộc tính tuần hoàn, Mendeleev đã bắt đầu các hàng mới trong bảng của mình sao cho các nguyên tố với các tính chất tương tự nhau nằm trong cùng một cột đứng (“nhóm”).

Với sự phát triển của các lý thuyết trong cơ học lượng tử hiện đại về cấu hình electron trong phạm vi nguyên tử, nó trở thành rõ ràng là mỗi hàng ngang (“chu kỳ”) trong bảng tuần hoàn tương ứng với sự điền đầy lớp lượng tử của các electron. Trong bảng ban đầu của Mendeleev, mỗi chu kỳ đều có độ dài như nhau. Các bảng ngày nay có các chu kỳ dài hơn tăng dần lên về phía cuối bảng, và nhóm các nguyên tố trong các khối s, p, d và f để thể hiện sự hiểu biết của con người về cấu hình electron của chúng.

Trong các bảng in ra, mỗi nguyên tố thường được thể hiện bằng ký hiệu nguyên tố và số nguyên tử; nhiều phiên bản còn liệt kê cả nguyên tử lượng và các thông tin khác, như cấu hình electron vắn tắt của chúng, độ âm điện và các hóa trị phổ biến nhất. Vào thời điểm năm 2005, bảng tuần hoàn chứa 116 nguyên tố hóa học mà sự phát hiện ra chúng đã được xác nhận. Trong số đó, 94 nguyên tố được tìm thấy trong tự nhiên trên Trái Đất, phần còn lại là các nguyên tố tổng hợp đã được tạo ra một cách nhân tạo trong các máy gia tốc hạt.

Và các nguyên tố hóa học này đã dược sắp xếp thành từng hàng và chu kì :)

Và theo các bạn, việc khắc một bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học lên một sợi tóc thì như thế nào? Nó có vẻ nghe khó tin, nhưng đó là chuyện mà các chuyên gia về công nghệ Nano của trường đại học Nottingham (Anh) có thể làm được. Để chúc mừng sinh nhật cho một vị giáo sư già đầu tóc bạc phơ, các nhà khoa học đã ngỏ ý tặng cho ông một món quà đặc biệt, đầu tiên họ cần một sợi tóc của ông, sau đó đặt sợi tóc này vào một máy phóng tia ion và khắc bảng nguyên tố hóa học lên đó.

Và nó đã được xét vào kỉ lục Guinnes :)

Hình ảnh bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học được chụp lại từ sợi tóc

Bảng tuần hoàn này đã được “khắc” trên mái tóc bằng cách chiếu xạ với các ion của gallium ở tốc độ lớn.

Giáo sư Poliakoff

Người được nhận món quà này là Giáo sư Poliakoff em trai của nhà viết kịch và đạo diễn phim Stephen.

Đoạn video dưới dây miêu tả các công đoạn người ta khắc bảng nguyên tố hóa học lên sợi tóc. Từ việc phóng to hình ảnh sợi tóc lên hàng triệu lần nhờ vào kính hiển vi cho đến công đoạn khắc chữ lên đó. Bảng tuần hoàn sau khi khắc xong có kích thước vô cùng nhỏ bé, chỉ có 89.67 x 46.39 µm (1 µm = 1 phần triệu mét – 100×50 micron, với một micron 1 / 1000 milimet.). Với kích thước tí hon đó, một tờ giấy ghi chú nhỏ cũng đủ chỗ để bạn sao chép ra hơn 1 triệu bản nguyên tố này.