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.
SpaceX phóng vệ tinh khổng lồ vào không gian
Tên lửa mạnh nhất của SpaceX cất cánh thành công vào trưa nay 29-7 (giờ Việt Nam), mang theo vệ tinh liên lạc thương mại lớn nhất thế giới.
Hai siêu trăng cùng xuất hiện trong tháng 8
Siêu trăng xảy ra khi Mặt Trăng vừa tròn vừa ở điểm cận địa (điểm gần Trái Đất trên quỹ đạo), sẽ diễn ra vào ngày 1 và 30/8.
Mảnh tiểu hành tinh bắn xa ngàn dặm sau cú đâm của tàu NASA
Một " nghĩa địa thiên thạch" trải rộng cả ngàn dặm vừa được kính viễn vọng Hubble chụp được cho thấy sức công phá kinh hoàng từ vụ tàu DART của NASA đâm vào tiểu hành tinh Dimorphos.
Sao chổi "mọc sừng lao về phía Trái đất
Sao chổi phát nổ to bằng một thành phố có tên 12P/Pons–Brooks đang tiến đến điểm gần Trái đất nhất trên quỹ đạo 71 năm qua Hệ Mặt trời.
Kính viễn vọng Hubble chụp được sao cực sáng đầy lạ lùng
Kính viễn vọng không gian Hubble vừa bắt được khoảnh khắc một ngôi sao “cô đơn” với ánh sáng chói lòa với những tia sáng bất thường.
Công bố hình ảnh vật thể không gian “ngàn năm có một”
Đang dõi theo một ngôi sao trong chòm Kỳ Lân, các nhà khoa học đã bị “lóa mắt” bởi ánh sáng bất ngờ tăng lên đến 20 lần do sự xuất hiện của các vật thể độc đáo.
