Hạt nhân không bền và sự phóng xạ
Hiện tượng phóng xạ tự nhiên được khám phá vào năm 1896, khi Henri Becquerel (1852–1908) để ý thấy các tấm kính ảnh đặt trong ngăn bàn kéo cùng với muối uranium có vẻ như bị phơi sáng. Tiếp tục nghiên cứu các bức xạ bí ẩn này, ông tìm thấy rằng một số bức xạ là các hạt tích điện. Khám phá này làm chấn động khoa học đến tận nền tảng của nó: nếu có những miếng nhỏ có thể bị đánh bật khỏi nguyên tử, thì nguyên tử không còn là đơn vị cơ bản của vật chất nữa.
Một hạt nhân càng có nhiều nucleon, thì nó càng bền vững: tất cả các nguyên tố nặng hơn bismuth đều có tính phóng xạ. Bức xạ là vật chất và/hoặc năng lượng giải phóng khỏi hạt nhân khi nó phân hủy thành hạt nhân bền hơn, thường là mất khối lượng, và biến đổi thành một nguyên tố khác trong quá trình ấy. Ernest Rutherford đã phân chia bức xạ hạt nhân theo mức đâm xuyên thành ba loại, từ các hạt alpha dễ bị chặn lại, với điện tích +2, đến các hạt beta tích điện âm chuyển động nhanh (các electron được giải phóng khi một proton biến đổi thành một neutron) đến các tia gamma có tính đâm xuyên cao là năng lượng điện từ thuần túy.
Sự phân hủy phóng xạ xảy ra khi các hạt nhân không bền mất đi năng lượng. Bức xạ alpha và beta biến đổi một nguyên tử thành một nguyên tố hóa học khác.
Phân tử và hợp chất
Trong các điều kiện ôn hòa thịnh hành trên Trái Đất, đa số vạn vật không được làm bằng các nguyên tử đơn độc, mà từ các kết hợp nguyên tử gọi là phân tử. Y hệt như sự khác biệt giữa nguyên tử và nguyên tố, sự phân biệt giữa phân tử và hợp chất là tinh vi song quan trọng. Các phân tử được hình thành bởi hai hay nhiều nguyên tử liên kết với nhau; các hợp chất là các phân tử gồm ít nhất hai nguyên tố khác nhau. Tất cả các hợp chất đều là phân tử, song không phải tất cả các phân tử đều là hợp chất. Trong khi đó, cái gọi là các hợp chất ion bao gồm số lượng lớn nguyên tử khác nhau liên kết với nhau thành một khối liên tục.
“Nguyên tố phân tử” bao gồm độc một nguyên tố. Một vài chất khí quen thuộc tồn tại ở dạng các phân tử lưỡng nguyên tử – bao gồm oxyen (O2), nitrogen (N2) và hydrogen (H2). Trái lại, nước (H2O) là hợp chất gồm hơn một nguyên tố (trong trường hợp này gồm hydrogen và oxygen). Các phân tử thường trung hòa điện và liên kết cộng hóa trị song chúng cũng có thể mất electron để trở thành ion phân tử.
Bảng tuần hoàn hóa học tốc hành | Dan Green
