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.
Phát hiện dấu hiệu mới của sự sống ngoài hành tinh bậc cao
Brommetan hay methyl bromide (CH3Br), tồn tại song song với sinh vật Trái đất, là thứ mà các nhà khoa học nên nắm bắt lấy ở các thế giới đang được nghi ngờ là có sự sống ngoài hành tinh.
Khám phá dự án "Hộp đen của Trái đất": Thiết bị ghi lại quá trình tuyệt chủng của nhân loại
Dù đã đạt được nhiều bước tiến trong công nghệ, nhưng con người dường như vẫn chưa nguôi nỗi lo lắng khi nhắc đến nguy cơ tuyệt chủng đang tới gần.
Nghiên cứu mới về vụ nổ lớn thứ hai sau Big Bang
Một nghiên cứu mới cho thấy trong vòng một tháng sau Vụ nổ lớn (Big Bang), một vụ nổ thứ hai có thể đã mang lại cho vũ trụ vật chất tối vô hình.
Bị đe dọa bất ngờ, tàu Nga phải khai hỏa "cứu" trạm ISS
Theo thông báo của NASA vào tối 8-3, sự kiện xảy ra vào lúc 7 giờ 42 phút sáng 6-3 theo giờ miền Đông nước Mỹ (tương ứng với 19 giờ 42 phút tối cùng ngày theo giờ Việt Nam).
Phát hiện ngoại hành tinh có nước bao phủ, cách Trái đất 100 năm ánh sáng
Các nhà thiên văn học tìm thấy một hành tinh nhiều khả năng có nước bao phủ hoàn toàn ở cách Trái đất 100 năm ánh sáng.
Hình ảnh chi tiết hiếm thấy về vết đen Mặt trời
Các hình ảnh mới chụp bề mặt Mặt trời tiết lộ các vết đen và một số cấu trúc khác với mức độ chi tiết nhất từ trước đến nay, CNN đưa tin hôm 25/5.
