TRONG VỎ TRÁI ĐẤT NHỮNG NGUYÊN TỐ
NÀO CÓ TƯƠNG ĐỐI NHIỀU?
Từ bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học, chúng ta có thể thấy được, các nguyên tố hóa học được phát hiện trên trái đất đã có 109 nguyên tố. Trong đó 17 nguyên tố từ số 93 đến số 109 đều do các phương pháp nhân tạo đó là bằng phương pháp phản ứng hạt nhân tạo ra, do đó chúng được gọi là các nguyên tố nhân tạo. Ngoài ra, bốn nguyên tố số 43, 61, 85 và 87 trên bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học cũng đều là các nguyên tố do các phương pháp nhân tạo bằng phản ứng hạt nhân tạo ra. Cho nên, trong vỏ trái đất, rất khó tìm thấy dấu vết của những nguyên tố này, trong đó có một số nguyên tố vốn không tồn tại trong giới tự nhiên.
Vậy, trong số 88 nguyên tố tự nhiên có thể tìm thấy trong vỏ trái đất, hàm lượng của những nguyên tố nào tương đối nhiều, hàm lượng của những nguyên tố nào tương đối ít? Ngay từ năm 1889, nhà hóa học Mỹ Caratca đã bắt đầu nghiên cứu về vấn đề này. Ông đã tổng kết số liệu phân tích 5759 mẫu quặng ở các nơi trên thế giới, lần đầu tiên đưa ra giá trị hàm lượng bình quân của các loại nguyên tố trong vỏ trái đất. Để kỷ niệm công việc mang tính sáng tạo của Caratca, người đời sau đã gọi tỉ lệ % của hàm lượng bình quân các nguyên tố trong vỏ trái đất là giá trị Caratca, sau đó lại có người gọi giá trị Caratca là “độ no của nguyên tố”. Bây giờ chúng ta đã biết rằng trong 88 nguyên tố tự nhiên, hàm lượng nguyên tố oxy là nhiều nhất, một mình chiếm 49,13% khối lượng của vỏ trái đất, thứ đến là nguyên tố silic, chiếm 26%. Mười hai nguyên tố thường gặp tức là: oxy, silic, nhôm, sắt, canxi, natri, kali, magiê, hydro, titan, cacbon, clo, tổng cộng chiếm 99,47% tổng trọng lượng của vỏ trái đất, còn 66 nguyên tố còn lại chỉ chiếm 0,35%.
Giá trị Caratca ban đầu chỉ thể hiện tỉ lệ % hàm lượng của các nguyên tố trong vỏ trái đất, do đó còn gọi là giá trị chất lượng Caratca. Sau đó, các nhà, hóa học biết được rằng, số lượng nguyên tử của các loại nguyên tố có ảnh hưởng quan trọng hơn đối với tác dụng hóa học xảy ra trong vỏ trái đất, đưa ra khái niệm tỷ lệ % của nguyên tử của các nguyên tố, đồng thời gọi nó là giá trị Caratca của nguyên tử. Sau khi tính toán các tỉ lệ có thể thấy rằng, hàm lượng nhiều nhất của các nguyên tử trong vỏ trái đất lần lượt là các nguyên tố oxy, silic, hyđro, nhôm, natri, magiê, canxi, sắt, kali, cacbon, trong đó nguyên tố hydro từ thứ 9 trong giá trị chất lượng tụt xuống thứ 3, hiển nhiên, đây là lý do để nguyên tử lượng của hydro ít nhất.
Khi nghiên cứu độ no nhiều hay ít của các nguyên tố, con người lại phát hiện ra một hiện tượng thú vị nữa, giá trị độ no của các nguyên tố có số lượng hạt nhân nguyên tử là số chẵn thường lớn hơn giá trị độ no của các nguyên tố ở gần có số lượng hạt nhân nguyên tử là số lẻ. Ví dụ như trong 28 nguyên tố đầu trong bảng chu kỳ các nguyên tố thì chất lượng của các nguyên tố số chẵn chiếm 86,36% (số nguyên tử chiếm 73,86%), còn chất lượng của các nguyên tố số lẻ chiếm 13,64% (số nguyên tử chiếm 26, 14%). Đương nhiên, quy luật trên cũng có một số ngoại lệ, ví dụ khí hiếm đều là các nguyên tố số chẵn, nhưng giá trị độ no của chúng đều rất nhỏ.
Việc đo đạc và nghiên cứu độ no của nguyên. tố giúp ích cho việc nghiên cứu khởi nguồn của các nguyên tố trong vũ trụ. .Ví dụ, mô hình vụ nổ lớn của vũ trụ cho rằng, ,vũ trụ khởi nguồn từ sao hỏa nguyên thủy rất nóng và có mật độ rất lớn, vụ nổ lớn khiến vũ trụ không ngừng nở ra và không ngừng tăng nhiệt độ. Khi nhiệt độ tăng lên đèn 1010k, hạt nơtron bắt đầu mất đi điều kiện tự do tồn tại, nó yếu đi hoặc kết hợp với các hạt nhân nguyên tử. Sau đó, trong hành tinh đang hình thành, sính ra các nguyên tố khác nhau mà ngày nay chúng ta có thể tìm thấy được qua các quá trình đan xen phức tạp như: ''đất cháy lưu huỳnh'','' đốt cháy khí he li'', ''đốt cháy cacbon, oxy và silic ở trạng thái tĩnh'', sinh ra những nguyên tố khác nhau mà ngày nay chúng ta có thể tìm thấy, đồng thời tạo thành thế giới vật chất phong phú, đa dạng từ những nguyên tố này.
