Tại sao vàng là kim loại dẻo nhất?
Cấu trúc và cách liên kết nguyên tử giúp vàng dẻo dai đến mức có thể cán mỏng hơn 400 lần sợi tóc người.
Vàng là nguyên tố dẻo nhất, theo Mike Bullivant, nhà hóa học tại Đại học Mở ở Milton Keynes, Anh. Vàng dẻo đến mức có thể rèn để mỏng hơn một bước sóng của ánh sáng khả kiến, theo nghiên cứu vào năm 1977 của Đại học Leeds ở Anh. Tại sao vàng lại dẻo như vậy?
Vàng không bị xỉn bởi các lớp oxit trên bề mặt như đồng và bạc. (Ảnh: Patrick Aventurier)
Đầu tiên, cần phân biệt giữa độ dẻo và độ mềm. Độ dẻo là thước đo một vật liệu có thể rèn thành hình dạng mới mà không đứt vỡ tốt tới mức nào. Trong khi các kim loại khác vỡ thành nhiều mảnh khi đập quá mức nào đó, 28 g vàng có thể rèn thành phiến với mỗi cạnh dài 5 m. Lá vàng có thể mỏng tới 0,000127 mm, mỏng hơn khoảng 400 lần so với sợi tóc người, theo Phòng thí nghiệm Jefferson ở Newport News, Virginia.
Ngược lại, có nhiều định nghĩa về độ cứng và độ mềm, tùy theo cách kiểm tra sức bền của vật liệu. Dựa trên thang Mohs đo một vật liệu chống trầy xước tốt đến đâu, kim loại mềm nhất là cesium, đủ mềm để cắt bằng dao cắt bơ, theo Tổ chức Kỷ lục Thế giới Guinness. Tuy nhiên, theo Mark Jones, cố vấn hóa học kiêm nhà nghiên cứu ở Hiệp hội Hóa học Mỹ, kim loại mềm nhất có thể là thủy ngân vốn ở thể lỏng tại nhiều độ phòng và dễ biến dạng hơn so với vàng.
Độ dẻo của vàng nhiều khả năng là kết quả từ hai yếu tố "cấu trúc nguyên tử và cách nguyên tử liên kết với nhau", Dror Fixler, kỹ sư điện quang kiêm giám đốc Viện công nghệ nano và vật liệu tiên tiến Bar-Ilan tại Israel, cho biết. Cấu trúc nguyên tử của vàng giúp nó sở hữu cấu trúc tinh thể lập phương diện tâm. Ở cấu trúc này, mỗi nguyên tử được bao quanh bởi 12 nguyên tử lân cận. Sự sắp xếp nguyên tử ở mạng lưới lập phương diện tâm cho phép biến dạng dễ dàng mà không ảnh hưởng tới cấu trúc chung.
Ngoài ra, vàng là một kim loại. Điều này có nghĩa nguyên tử của nó gắn liền với nhau bằng liên kết kim loại, electron ở ngoài cùng của mỗi nguyên tử tự do di chuyển qua cấu trúc. Đám mây electron không nằm yên tại chỗ này cho phép nguyên tử trượt qua nhau dễ dàng, khiến vàng trở nên dẻo dai, Fixler giải thích.
Tuy nhiên, Jones vẫn băn khoăn liệu những yếu tố trên có đủ lý giải độ dẻo của vàng hay không. "Đồng và bạc cũng chia sẻ cấu hình electron tương tự. Chúng có liên kết hóa học tương tự nhưng không mềm như vàng. Điều đó có nghĩa còn yếu tố quyết định khác".
Vàng ít có khả năng liên kết hóa học với nguyên tố khác, có nghĩa hạt vàng không bị xỉn bởi các lớp oxit trên bề mặt như đồng và bạc. Lớp oxit khiến đồng và bạc dễ bị gãy vỡ hơn. Ngược lại, việc thiếu lớp oxit có thể giúp vàng mềm dẻo hơn kim loại khác.
Ứng dụng miễn phí
Linkitty Nối hình Onet cổ điển
Nối hai hình giống nhau với tối đa hai lần rẽ, đua với đồng hồ. Màn chơi vô tận, thử thách mỗi ngày và gần 100 món đồ cho mèo con, thỏ con.
Ứng dụng miễn phí
Trikitty Ghép 3 hình dễ thương
Chạm ô trên bàn xếp nhiều lớp, đưa xuống khay 7 ô và xếp 3 hình giống nhau liền nhau để ăn. Màn nào cũng có lời giải.
Ứng dụng miễn phí
Lịch Vạn Niên Lịch âm dương Việt Nam
Xem ngày Dương lịch và Âm lịch cùng lúc, kèm can chi của năm, tháng, ngày. Đổi ngày Âm – Dương trong vài giây.
Nóng hơn lõi Mặt trời trăm lần, động cơ tên lửa của nước này khiến tên lửa Mỹ, Trung "hít khói"
Không lâu nữa, thế giới sẽ chứng kiến màn trình diễn đỉnh cao trên quỹ đạo với siêu tên lửa có một không hai này.
Phát hiện siêu Trái đất màu đỏ có thể sống được và gần chúng ta
Quanh một ngôi sao lùn đỏ mờ có tên Ross 508 cách chúng ta chỉ 36,5 ánh sáng, các nhà khoa học vừa tìm thấy thứ có thể là bản sao phóng to của Trái Đất: Siêu trái đất Ross 508 b.
Lần đầu tiên NASA phải kêu gọi sự giúp đỡ từ công chúng, trong công cuộc khám phá sao Mộc
Nhóm nghiên cứu cho biết, hiện tại họ đang rất cần những sự giúp đỡ đến từ công chúng, bởi nếu không họ sẽ phải tốn nhiều năm để có thể phân tích được hết những hình ảnh này.
Phát hiện hai lỗ đen gần Trái đất nhất, thuộc loại chưa từng thấy
Hai lỗ đen ẩn nấp ở sân sau của Trái đất với khoảng cách chỉ 1.560 và 3.800 năm ánh sáng, đại diện cho một loại mà các nhà thiên văn học chưa từng thấy
"Nòng nọc vũ trụ" làm lộ chân tướng vật thể khoa học không thể lý giải
Một vật thể cực hiếm trong vũ trụ, hoàn toàn vô hình, ẩn nấp ở gần tâm thiên hà chứa Trái Đất, đã bị một đám mây ma quái hình con nòng nọc làm lộ diện.
Liệu có thể bắn đạn xuyên qua sao Mộc không?
Sao Mộc là một trong những hành tinh khí khổng lồ của Hệ Mặt trời, nó có kích thước lớn gấp nhiều lần so với Trái đất và bao quanh nó là một lớp khí dày. Do vậy, đi xuyên qua sao Mộc không hề dễ dàng.
