Kể chuyện về kim loại
Tác giả: X.I. Venetxki
Ebook miễn phí tại : www.SachMoi.net

Mục Lục:
Cuốn sách 'Kể chuyện về kim loại' 2
Lời tựa của nhà xuất bản Mir 2
Li - Nhẹ nhất trong số các kim loại 4
Be - Kim loại của kỷ nguyên vũ trụ . 9
Mg - Kim loại “dễ phát khùng” . 15
AL- “Bạc” lấy từ đất sét 21
Ti - Con của đất 29
V- “VITAMIN V” . 36
Cr - Chữ “X” bí ẩn . 41
Mn - Bạn đường muôn thủa của sắt 47
Ni - “Con quỷ đồng” . 53
Cu - Đã từng thay thế đá . 61
Zr – “Trang phục” của những thanh urani 79
Nb - Thứ bốn mươi mốt 84
Mo - Bạn đồng minh của sắt 89
Ag - Kim loại của mặt trăng . 96
Sn - “Cứng” mà lại... mềm .. 104
Ta- Sinh trưởng trong đau khổ . 110
W - Kẻ cho ta ánh sáng . 114
Pt - Sau ba lần khóa . 120
Au – “Vua của các kim loại” – kim loại của các vua . 126
Hg – “Nước bạc” . 136
Pb - Kẻ diệt trừ đế chế La Mã . 142
U - Nhiên liệu của thế kỷ XX .. 148

Cuốn sách 'Kể chuyện về kim loại'
Tác giả của cuốn sách này là X.I. Venetxki. Qua mỗi chương, với vô số các mẩu chuyện lý thú, và gần
gũi với thực tế, tác giả kể cho chúng ta nghe bằng cách nào người ta tìm ra các kim loại, đã kỳ công
tinh chế chúng ra sao, con đường mà mỗi kim loại xâm nhập vào đời sống, sự đổi ngôi của chúng,
cũng như những đặc tính hữu ích và mới mẻ của chúng dưới vỏ ngoài của các hiện tượng kỳ lạ, huyền
bí.
Dẫn dắt qua các câu chuyện, X.I. Venetxki đã biến một trong lĩnh vực khô khan "khó nuốt" nhất thành
một đề tài cuốn hút, dễ nhớ mà không hề dùng tới những mô hình hay công thức phức tạp có nguy cơ
khiến bạn đọc rối trí. Và khi đóng trang sách lại, bạn đọc còn nhớ câu chuyện về bà chủ trọ keo kiệt
với những miếng thịt ôi đã bị liti vạch mặt ra sao, hay những vị khách ức đến phát khóc trong bữa tiệc
của hoàng đế Pháp Napoleon III, vì không được dùng loại thìa nhôm sang trọng, thì ấy là X.I. Venetxki
đã thành công.
Kể chuyện về kim loại dẫu được viết ra cách đây hơn một thập kỷ, nhưng nội dung của nó vẫn còn
nguyên giá trị thực tiễn và mới mẻ cho đến tận ngày nay.
Bản tiếng Việt mà chúng tôi giới thiệu sau đây được dịch bởi Lê Mạnh Chiến, Nhà xuất bản Khoa học
và Kỹ thuật Hà Nội, và Nhà xuất bản Mir, 1989. Trong sách, các tên riêng và địa danh được phiên âm
ra tiếng Việt (nhưng lần dùng đầu tiên được viết bằng tiếng Anh), vì thế, chúng tôi giữ nguyên cách
phiên âm này.

Lời tựa của nhà xuất bản Mir
Kể từ ngày thời kỳ đồ đá chuyển giao lại quyền hành của mình sang cho thời đại đồ đồng, các kim loại
đã phục vụ con người một cách trung thành, giúp con người xây dựng và sáng tạo, khắc phục thiên tai,
khám phá các bí mật của thiên nhiên, chế tác ra các cơ cấu và máy móc tuyệt diệu.
Gheor Agricôla (Georg Agricola) - nhà tư tưởng người Đức ở thế kỷ XVI, tác giả của nhiều công
trình về luyện kim, đã từng nhấn mạnh vai trò to lớn của kim loại trong cuộc sống của chúng ta. Trong
tác phẩm “Về ngành mỏ và luyện kim”, ông đã viết: “Con người sẽ không thể làm gì nếu không có kim
loại..., nếu không có kim loại thì hẳn con người đã phải kéo lê kiếp sống thảm hại và ghê tởm nhất
giữa bầy dã thú. Hẳn là người ta đã phải quay về với những hạt dẻ và những quả táo quả lê mọc dại
trong rừng, phải ăn cỏ và rễ cây, phải dùng móng tay đào bới cho mình những cái hang để lấy chỗ ban
đêm chui vào nằm, còn ban ngày thì lang thang hết chỗ này chỗ nọ trong các chốn rừng rậm và đồng
hoang chẳng khác gì những con dã thú. Bởi vì lối sống như thế hoàn toàn không xứng đáng với trí tuệ
con người - món quà quý nhất mà thiên nhiên ban cho, nên lẽ nào lại có người ngu ngốc và gàn dở đến
nỗi không đồng ý rằng, kim loại thật cần tiết cho việc ăn mặc và nói chung là để duy trì cuộc sống cho
con người?”
Nhà bác học vĩ đại M.V.Lomonosov cũng đánh giá rất cao ý nghĩa của kim loại đối với sự phát triển
của xã hội loài người. Trong cuốn “Mấy lời bàn về lợi ích của hóa học”, ông đã viết: “Kim loại tạo
nên vẻ đẹp và sự bền vững cho các đồ dùng quan trọng và cần thiết trong xã hội... Kim loại bảo vệ
chúng ta trước sự tấn công của kẻ thù, các con tàu nhờ có kim loại mà trở nên cứng vững và được
chằng buộc bởi sức mạnh của kim loại để lướt trên sóng biển trước những trận cuồng phong dữ dội.
Kim loại làm cho đất đai trở nên phì nhiêu; kim loại giúp chúng ta trong việc săn bắt các loại động
vật trên cạn và dưới nước để nuôi sống chúng ta... Nói tóm lại, không một lĩnh vực nghệ thuật nào,
không một nghề thủ công đơn giản nào lại có thể tránh được việc sử dụng kim loại”.
Thế giới kim loại thật hấp dẫn và vô cùng phong phú. Trong số các kim loại có những thứ là người
bạn đã lâu của con người: đồng, sắt, vàng, bạc, chì, thiếc, thủy ngân. Tình bạn này đã có từ hàng ngàn
năm nay. Song cũng có những kim loại mà con người chỉ mới quen biết trong vòng mấy chục năm gần
đây.
Tình chất của các kim loại thật kỳ lạ và đa dạng. Chẳng hạn, thủy ngân không bị đông cứng ngay cả ở
ba mươi độ âm, còn vonfram thì không sợ những cuộc vây hãm nóng bỏng nhất của ngọn lửa. Bạc và
đồng dẫn điện rất thoải mái, còn titan thì chẳng thích thú gì cái việc ấy. Liti nhẹ bằng một nửa nước và
dù muốn đến đâu cũng không thể nhấn chìm, còn osimi - nhà vô địch của các kim loại nặng, thì chìm
nghỉm như một tảng đá, bởi vì mật độ của nó lớn hơn của nước trên hai mươi lần. Hành tinh của chúng
ta rất giàu nhôm, còn franxi thì hiếm đến nỗi hàm lượng của nó trong vỏ trái đất chỉ được tính bằng
gam.

Thật khó hình dung nổi điều gì sẽ xảy ra trong thế giới xung quanh chúng ta nếu như các kim loại bỗng
nhiên biến mất hết. Nếu không có sắt thì chúng ta chẳng có ôtô và tàu hỏa, không có cầu và đường ray
bằng thép, không có những cỗ máy công cụ và những kết cấu bêtông cốt thép; nếu không có nhôm thì
ngày nay không thể nói đến ngành hàng không và ngành xây dựng; đồng mà mất đi thì chủng loại sản
phẩm kỹ thuật điện sẽ giảm sút ghê gớm; nếu không có vonfram thì hàng tỷ bóng đèn điện sẽ tắt ngấm;
nếu không có crom và niken thì thép không gỉ sẽ bị bao phủ bởi một lớp gỉ dày cộm.
Tôi nghĩ rằng, sẽ chẳng cần phải vẽ tiếp bức tranh buồn thảm này nữa: chính là vì hầu hết mọi kim
loại đều có những “công lao cá nhân” của mình đối với kỹ thuật hiện đại. May mắn thay, chúng ta
không bị tất cả sự mất mát đó đe dọa. Hơn thế nữa, còn có thể khẳng định một cách chắc chắn rằng,
quy mô sản xuất và tiêu dùng hầu như tất cả mọi kim loại công nghiệp sẽ ngày càng được mở rộng, các
nhà bác học sẽ tạo ra rất nhiều kim loại mới, rồi cả những kim loại và hợp kim “cũ” cũng sẽ bộc lộ
thêm những khả năng mới đầy bất ngờ của chúng. Chẳng hạn, ai mà biết được trong những năm sắp tới,
các thứ “thủy tinh” kim loại đa dạng - các kim loại đông đặc ở trạng thái vô định hình, sẽ cho chúng ta
thấy những tính chất gì? Hợp kim thần diệu nitinon và hàng loạt các hợp kim tương tự khác đã thể hiện
năng lực có một không hai là “nhớ” được hình dạng ban đầu của mình. Triển vọng của các vật liệu
phối trí mà thành phần quan trọng của chúng là kim loại, hợp kim và các hợp chất hóa học của kim
loại thật là to lớn. Tóm lại, không còn nghi ngờ gì nữa, trong tương lai lâu dài, kim loại vẫn giữ được
vị trí hàng đầu của mình và sẽ là cơ sở của nền văn hóa vật chất của chúng ta.
Cuốn sách mà tôi có vinh dự được giới thiệu cùng bạn đọc ở đây kể về số phận của những kim loại
quan trọng nhất. Tôi tin chắc rằng, nó sẽ gây nên sự hứng thú không những ở các bạn thanh thiếu niên
đang muốn mở ra cho mình một thế giới khoa học, mà còn ở tất cả những ai tuy đã rời ghế nhà trường
phổ thông hay đại học từ lâu, song vẫn không mất đi tính ham hiểu biết vốn có của tuổi trẻ và muốn tận
dụng mọi cơ hội để mở rộng tầm mắt của mình.
Viện sĩ A. F. Belov

Nhẹ nhất trong số các kim loại

Li
Năm 1967, liti - nguyên tố đứng đầu tiên trong số các kim loại trong Hệ thống tuần hoàn của Đ.I.
Menđeleep đã kỷ niệm 150 năm ngày nó được tìm ra. Lễ kỷ niệm này diễn ra lúc liti đang ở buổi sung
sức: hoạt động của nó trong kỹ thuật hiện đại thật là thú vị và nhiều mặt. Thế mà các nhà chuyên môn
vẫn cho rằng, liti vẫn hoàn toàn chưa bộc lộ hết mọi khả năng của mình và họ tiên đoán cho nó một
tiền đồ rộng lớn. Nhưng, mời bạn, chúng ta hãy thực hiện một cuộc du lãm vào thế kỷ vừa qua, hãy
ngó vào phòng thí nghiệm tĩnh mịch của nhà hóa học Thụy Điển tên là Iohan Apgut Acfvetxơn (Johann
August Arvedson). Đây là nước Thụy điển năm 1817.
Đó là ngày mà nhà bác học tiến hành phân tích khoáng vật petalit tìm được ở mỏ Uto gần Stockholm.
Ông đã kiểm tra đi kiểm tra lại những kết quả phân tích, nhưng cứ mỗi lần như vậy, ông đều chỉ nhận
được tổng số các thành phần là 96%. Vậy thì mất vào đâu 4%? Sẽ ra sao nếu như...? Phải rồi, không
còn nghi ngờ gì nữa: khoáng vật này có chứa một nguyên tố mới mà từ trước tới nay chưa có ai biết.
Acfvetxơn làm hết thí nghiệm này đến thí nghiệm khác và cuối cùng đã đạt được mục đích: một kim
loại kiềm mới đã được phát hiện. Bởi vì, khác với những “người họ hàng” gần gũi của mình - kali và
natri mà lần đầu tiên được tìm thấy trong các sản phẩm hữu cơ, nguyên tố mới này được phát hiện
trong một khoáng vật, nên nhà bác học đã quyết định gọi nó là liti (theo tiếng Hy Lạp, “liteos” nghĩa là
đá)
Ít lâu sau, Acfvetxơn lại tìm thấy nguyên tố này trong các khoáng vật khác, còn nhà hóa học Thụy Điển
nổi tiếng Berzelius thì lại phát hiện ra nó trong nước khoáng ở Cacxbat và ở Mariebat. Nhân đây cũng
nói thêm rằng, ngày nay, các nguồn nước suối chữa bệnh ở Visi (nước Pháp) sở dĩ nổi tiếng khắp nơi
về những tính chất chữa bệnh rất tốt chính là vì trong đó có các muối liti.
Năm 1818, nhà bác học người Anh là Humphry Davy lần đầu tiên đã tách được những hạt liti tinh
khiết bằng cách điện phân hiđroxit của nó, rồi đến năm 1855, một cách độc lập với nhau, nhà hoa học
Robert Bunsen người Đức và nhà vật lý học Matissen người Anh đã điều chế được liti nguyên chất
bằng cách điện phân liti clorua nóng chảy. Đó là một kim loại mềm, trắng như bạc, nhẹ hơn nước gần
hai lần. Về mặt này thì liti không gặp một đối thủ nào trong số các kim loại: nhôm nặng hơn nó năm
lần, sắt - 15 lần, chì - 20 lần, còn osimi - 40 lần!
Ngay ở nhiệt độ trong phòng, liti cũng phản ứng mãnh liệt với oxi và nitơ của không khí. Bạn hãy thử
để một mẩu liti trong bình thủy tinh có nút mài nhám. Mẩu kim loại này sẽ hút hết không khí có trong
bình: trong bình xuất hiện chân không và áp suất khí quyển “ấn” vào nút mạnh tới nỗi các bạn khó mà
kéo nó ra được. Vì vậy, bảo quản liti là một việc khá phức tạp. Nếu như natri chẳng hạn, có thể bảo
quản dễ dàng trong dầu hoả hoặc xăng, thì đối với liti, không thể dùng cách ấy được, vì nó sẽ nổi lên
và bốc cháy ngay tức khắc. Để bảo quản các thỏi liti, người ta thường dìm chúng vào trong bể chứa
vazơlin hoặc parafin, những chất này bao quanh kim loại và không cho nó bộc lộ tính “háu” phản ứng
của mình.

Liti còn kết hợp mạnh mẽ hơn với hiđro. Chỉ một lượng nhỏ kim loại này cũng có thể liên kết với một
thể tích hiđrô rất lớn: trong 1 kilôgam liti hiđrua có 2.800 lít khí hiđro! Trong những năm Chiến tranh
thế giới thứ 2, các viên phi công Mỹ đã dùng những viên liti hiđrua làm nguồn hiđrô mang theo bên
mình. Họ sử dụng chúng khi gặp nạn ngoài biển: dưới tác dụng của nước, các viên này phân rã ngay
lập tức, bơm đầy khí hiđro vào các phương tiện cấp cứu như thuyền cao su, áo phao, bóng-angten tín
hiệu.
Các hợp chất của liti có khả năng hút ẩm cực mạnh, điều đó khiến cho chúng được sử dụng rộng rãi để
làm sạch không khí trong tàu ngầm, trong các bình thở trên máy bay, trong các hệ thống điều hòa không
khí.
Bước vào thế kỷ XX, liti mới được bắt đầu sử dụng trong công nghiệp. Còn trong gần một trăm năm
trước đó thì chủ yếu người ta dùng nó trong y học để làm thuốc chữa bệnh thống phong.
Trong thời gian Chiến tranh thế giới lần thứ nhất, nước Đức rất cần thiếc để sử dụng trong công
nghiệp. Do nước này không có quặng thiếc nên các nhà bác học phải cấp tốc tìm kim loại khác để thay
thế. Nhờ có liti nên vấn đề này đã được giải quyết một cách tốt đẹp: hợp kim của chì với liti là một
vật liệu chống ma sát tuyệt với. Từ đó trở đi, các hợp kim liti luôn gắn liền với các ngành kỹ thuật. Đã
có những hợp kim của liti với nhôm, với berili, với đồng, kẽm, bạc và với nhiều nguyên tố khác.
Những triển vọng hết sức to lớn đã rộng mở cho các hợp kim của liti với magiê - một kim loại nhẹ
khác có tính chất kết cấu rất tốt: nếu liti chiếm ưu thế thì hợp chất đó sẽ nhẹ hơn nước. Nhưng rủi thay,
các hợp kim có thành phần như vậy lại không bền vững, rất dễ bị oxi hóa trong không khí. Từ lâu, các
nhà bác học đã ao ước tạo nên một sự phối trí và một công nghệ bảo đảm được tính bền lâu cho các
hợp kim liti - magiê. Các nhà khoa học ở Viện luyện kim mang tên A. A. Baicôp thuộc Viện hàn lâm
khoa học Liên Xô đã giải quyết được bài toán đó: bằng lò nồi chân không nung bằng điện trong môi
trường khí trơ agon, họ đã điều chế được hợp kim của liti với magie mà không bị mờ xám trong không
khí và nhẹ hơn nước.
Nhiều tính chất quý báu của liti như khả năng phản ứng cao, nhiệt độ nóng chảy thấp (chỉ 180,5 độ c),
mật độ các hợp chất hóa học của nó nhỏ, đã khiến cho nguyên tố này được tham gia vào nhiều quá
trình công nghệ trong luyện kim đen và luyện kim màu. Chẳng hạn nó đóng vai trò chất khử khí và khử
oxi một cách xuất sắc - nó xua đuổi các chất khí như nitơ, oxi ra khỏi các kim loại đang nóng chảy.
Nhờ có liti mà cấu trúc của một số hợp kim trở nên mịn hạt, do đó mà những tính chất cơ học của
chúng trở nên tốt hơn. Trong sản xuất nhôm, liti thực hiện rất tốt vai trò chất thúc đẩy quá trình. Pha
thêm các hợp chất của liti vào chất điện phân sẽ nâng cao được năng suất của bể điện phân nhôm; khi
đó, nhiệt độ cần thiết của bể sẽ giảm xuống và tốn phí điện năng sẽ giảm rõ rệt.
Trước kia, chất điện phân của ăcquy kiềm chỉ gồm các dung dịch xút ăn da (NAOH). Nhưng nếu pha
thêm vào chất điện phân này vài gam liti hiđroxit (LiOH) thì tuổi thọ của ăcquy sẽ tăng lên ba lần.
Ngoài ra, khoảng nhiệt độ của ăcquy cũng được mở rộng thêm: nó không phóng điện ngay cả khi nhiệt
độ lên tới 40 độ C và ở hai chục độ âm vẫn không bị đông đặc. Chất điện phân không có liti thì không
chịu đựng được những thử thách như vậy. Nhật Bản đã chế tạo được loại ăcquy tí hon độc đáo dùng

cho các đồng hồ điện tử đeo tay: bề dày của ăcquy chỉ bằng 34 micron, nghĩa là mảnh hơn sợi tóc,
trong đó, cực dương là một màng liti cực mỏng, còn cực âm thì làm bằng titan đisunfit. Thiết bị điện
tinh vi này chịu đựng được 2000 chu kỳ nạp và phóng điện, mỗi lần nạp điện cho phép đồng hồ làm
việc từ 200 - 300 giờ. Các công trình sư của các hãng chế tạo ô tô cũng đặt nhiều hy vọng không nhỏ
vào liti. Chẳng hạn, ở Mỹ người ta đã chế tạo pin bằng liti dùng cho ô tô chạy bằng điện năng. Loại xe
này có thể đạt tới tốc độ 100km/h và có thể chạy hàng trăm km mà không cần phải thay pin.
Một số hợp chất hữu cơ của liti (stearat, panminat v. v...) vẫn giữ nguyên được những tính chất vật lý
của mình trong khoảng nhiệt độ rộng. Điều đó cho phép sử dụng chúng làm nền cho các vật liệu bôi
trơn trong kỹ thuật quân sự. Chất bôi trơn có chứa liti giúp cho các xe chạy trên mọi địa hình đang làm
việc ở Nam cực thực hiện được các hành trình vào sâu trong lục địa này, nơi mà nhiệt độ băng giá có
khi thấp đến -80 độ C. Chất bôi trơn chứa liti là trợ thủ đắc lực cho những người đua ô tô. Những
người chủ của loại xe ô tô “jiguli” tin chắc ở điều đó nên không phải ngẫu nhiên mà họ gọi nó là chất
bôi trơn “vĩnh cửu”: Khi mới bắt đầu sử dụng, chỉ cần dùng nó để bôi trơn một lần cho các chi tiết
hay cọ xát của ô tô, thế là nhiều năm sau không cần phải lặp lại công việc ấy nữa.
Trong chúng ta chắc ai cũng đã nghe nói đến những phép lạ mà những người iôga Ấn Độ thường làm.
Trước mặt đám công chúng đầy kinh ngạc, họ nhai chiếc cốc thủy tinh thành những mảnh nhỏ chẳng
khác gì ăn chiếc bánh bích-quy bình thường, rồi lại còn nuốt chúng với vẻ thích thú, như thể trong đời
họ chưa hề được ăn một thức gì ngon hơn. Còn bạn đã từng nếm thử thủy tinh chưa? “Câu hỏi thật quá
vô lý! Tất nhiên là chưa!”. Có lẽ bất cứ người nào khi đọc này đều nghĩ như vậy. Như thế là nhầm rồi
đấy. Thật ra thì thủy tinh thông thường vẫn hòa tan trong nước. Tất nhiên là không phải ở mức độ
chẳng hạn như đường, nhưng dù sao nó vẫn bị hòa tan. Những chiếc cân phân tích chính xác nhất cho
biết rằng, cùng với cốc nước chè nóng, chúng ta còn uống khoảng một phần vạn gram thủy tinh. Nhưng
nếu khi nấu thủy tinh, ta pha thêm một ít muối lantan, muối ziriconi và muối liti thì độ hoà tan của nó
trong nước sẽ giảm hàng trăm lần. Thuỷ tinh sẽ rất bền vững ngay cả đối với axit sunfuric.
Hoạt động của liti trong ngành sản xuất thủy tinh không phải chỉ bó hẹp trong việc hạ thấp độ hòa tan
của thủy tinh. Thủy tinh chứa liti được đặc trưng bởi những tính chất quang học rất quý giá, tính chịu
nhiệt tốt, suất điện trở cao, mất mát điện môi ít. Đặc biệt, liti còn tham gia vào thành phần của thủy
tinh dùng làm đèn hình trong các máy thu hình. Nếu ta xử lý kính cửa sổ thông thường trong các muối
liti nóng chảy thì trên bề mặt của nó sẽ hình thành một lớp bảo vệ: kính sẽ bền gấp đôi và chịu đựng
tốt hơn đối với nhiệt độ cao. Pha thêm một lượng nhỏ nguyên tố này cũng giảm được rất nhiều nhiệt độ
nấu của thủy tinh.
Từ xa xưa, giọt sương được dùng làm biểu tượng cho tính trong suốt. Nhưng ngay cả những thứ thủy
tinh trong suốt như giọt sương cũng không đáp ứng được nhu cầu của kỹ thuật hiện đại. Kỹ thuật hiện
đại cần có những vật liệu quang học không những để cho các tia sáng nhìn thấy được bằng mắt thường
xuyên qua, mà còn phải để cho các tia không nhìn thấy, chẳng hạn như tia tử ngoại cũng xuyên qua
được. Với kính thiên văn thông thường, các nhà vật lý thiên văn không thể thu nhận được bức xạ của
những thiên hà ở rất xa. Trong số các vật liệu mà bộ môn quang học biết đến thì liti clorua có độ trong
suốt cao nhất đối với tia tử ngoại. Các thấu kính làm bằng các đơn tinh thể của chất này cho phép các
nhà nghiên cứu xâm nhập sâu thêm rất nhiều vào những bí mật của Vũ trụ.

Liti đóng vai trò không nhỏ trong việc sản xuất các loại men sứ, men sắt, các chất màu, đồ sứ và đồ
sành có chất lượng cao. Trong công nghiệp dệt, một số hợp chất của nguyên tố này được dùng để tẩy
trắng và cầm màu vải, còn một số chất khác thì dùng để nhuộm vải.
Các muối của liti rất quen thuộc với các nhà chế tạo và sử dụng thuốc nổ: chúng làm cho vệt đạn vạch
đường và pháo sáng có màu xanh lục - lam rực rỡ.
Trò ảo thuật sau đây dựa trên khả năng hỏa thuật của liti. Bạn hãy dùng que diêm để đốt một cục
đường nhỏ, và sẽ chẳng có điều gì xảy ra cả: đường bắt đầu nóng chảy nhưng không cháy. Còn nếu
trước đó mà bạn xát miếng đường vào tàn thuốc lá thì nó sẽ bốc cháy dễ dàng với ngọn lửa màu xanh
da trời rất đẹp. Sở dĩ như vậy là vì trong thuốc lá cũng như trong nhiều thực vật khác, hàm lượng liti
tương đối lớn. Khi đốt cháy thuốc là, một phần các hợp chất của liti vẫn còn lại trong tro tàn. Chính vì
thế mà ta làm được trò ảo thuật đơn giản này.
Nhưng tất cả những gì vừa kể ở trên mới chỉ là những công việc thứ yếu, những “nghề phụ” của liti.
Nó còn làm được những công việc quan trong hơn. Đây muốn nói đến ngành năng lượng học hạt nhân,
ở đó, có thể chẳng bao lâu nữa liti sẽ bắt đầu đóng vai trò của một trong những “cây đàn vĩ cầm số
một”. Các nhà bác học đã xác định được rằng, hạt nhân của đồng vị liti-6 có thể dễ bị nơtrôn phá vỡ.
Khi hấp thụ nơtrôn, hạt nhân của liti trở nên kém bền vững và bị phân rã, kết quả là hai nguyên tử mới
sẽ hình thành đó là khí trơ nhẹ heli và hiđrô siêu nặng - triti - cực kỳ hiếm. Ở nhiệt độ rất cao, các
nguyên tử triti và đơteri (một đồng vị khác của hidro) sẽ kết hợp với nhau. Quá trình đó kèm theo sự
giải phóng một lượng năng lượng khổng lồ mà thường được gọi là năng lượng nhiệt hạch.
Các phản ứng nhiệt hạch cực kỳ mãnh liệt sẽ xảy ra khi dùng nơtron bắn phá liti đơteri - một hợp chất
của đồng vị liti-6 với đơteri. Chất này được dùng làm nguyên liệu hạt nhân trong các lò phản ứng liti,
là những lò mà so với những lò phản ứng urani thì có nhiều ưu điểm hơn: liti dễ kiếm và rẻ tiền hơn
nhiều so với urani, còn khi phản ứng thì không tạo ra các sản phẩm phân hạch có tính phóng xạ và quá
trình phản ứng dễ điều chỉnh hơn.
Liti-6 có khả năng bắt giữ các nơtron chậm khá tốt, đó là cơ sở để sử dụng nó làm chất điều tiết cường
độ các phản ứng diễn ra ngay cả trong các lò phản ứng urani. Nhờ tính chất này mà đồng vị liti-6 còn
được sử dụng trong các lá chắn chống bức xạ và trong các bộ pin nguyên tử có thời hạn sử dụng lâu
dài. Trong tương lai không xa, liti - 6 rất có thể sẽ trở thành chất hấp thụ nơtron chậm trong các khí cụ
bay dùng năng lượng nguyên tử.
Cũng như một số kim loại kiềm khác, liti được sử dụng làm chất tải nhiệt trong các thiết bị hạt nhân. Ở
đây có thể dùng một đồng vị dễ kiếm hơn của nó, đó là liti-7 (trong liti thiên nhiên, đồng vị này chiếm
khoảng 93%). Khác với “người em” nhẹ hơn của mình, đồng vị này không thể dùng làm nguyên liệu để
sản xuất triti, vì vậy mà nó không được quan tâm tới trong kỹ thuật nhiệt hạch. Nhưng với vai trò là
chất tải nhiệt thì nó lại tỏ ra rất đắc lực. Nhiệt dung và độ dẫn nhiệt cao, nhiệt độ của trạng thái nóng
chảy nằm trong một khoảng rộng, độ nhớt không đáng kể và mật độ nhỏ - đó là những điều giúp nó
hoàn thành tốt nhiệm vụ này.

Trong thời gian gần đây, kĩ thuật tên lửa bắt đầu dành cho liti những địa vị quan trọng. Muốn vượt qua
lực hút của trái đất để vượt lên khoảng không gian ngoài vũ trụ cần phải chi phí rất nhiều năng lượng.
Chiếc tên lửa từng đưa con tàu trở nhà du hành vũ trụ đầu tiên trên thế giới Iuri Gagarin lên quỹ đạo
có sáu động cơ với công suất tổng cộng là 20 triệu mã lực! Đó là công suất của hai chục nhà máy thủy
điện cỡ như Nhà máy thủy điện Đniep.
Tất nhiên, việc lựa chọn nhiên liệu cho tên lửa là một vấn đề cực kỳ quan trọng. Cho đến nay, dầu hỏa
(đúng là dầu hỏa già cả và tốt bụng) được oxi hóa bởi oxi lỏng vẫn được coi là nhiên liệu hữu hiệu
nhất. Khi đốt nhiên liệu này, năng lượng phát ra lớn gấp hơn 1,5 lần so với khi cho nổ cũng một lượng
như vậy loại thuốc nổ Nitroglixerin là loại thuốc nổ mạnh nhất.
Việc sử dụng nhiên liệu kim loại có thể có những triển vọng tuyệt vời. Lần đầu tiên cách đây hơn nửa
thế kỷ, các nhà bác học Xô -viết nổi tiếng là F. A. Txanđer và Iu. V. Conđrachiuk đã khởi xướng lý
thuyết và phương pháp sử dụng kim loại làm nhiên liệu cho động cơ tên lửa. Liti là một trong số
những kim loại thích hợp nhất cho mục đích này (chỉ có berili mới có thể “huênh hoang” về suất tỏa
nhiệt lớn). Ở Mỹ người ta đã công bố những phát minh về nhiên liệu rắn dùng cho tên lửa trong đó
chứa từ 51 đến 68% liti kim loại.
Một điều đáng chú ý là trong quá trình làm việc của các động cơ tên lửa, liti lại phải chống chọi lại
với... liti. Là một thành phần của nhiên liệu, nó cho phép sản sinh ra nhiệt độ rất cao, còn các vật liệu
gốm chứa liti (chẳng hạn như stupalit) có tính chịu nhiệt cao thì được dùng làm lớp phủ ống phun và
buồng đốt để bảo vệ chúng khỏi bị nhiên liệu liti phá hủy.
Trong thời đại chúng ta, kĩ thuật đã làm ra nhiều vật liệu tổng hợp đa dạng - các polime. Chúng được
sử dụng một cách thành công để thay thế thép, đồng thau, thủy tinh. Tuy nhiên, các nhà công nghệ đôi
lúc cũng gặp những khó khăn lớn khi mà việc chế tạo một số những sản phẩm đòi hỏi họ phải liên kết
các polime với nhau hoặc với các vật liệu khác. Chẳng hạn, polime teflon chứa flo - một chất phủ
chống ăn mòn rất tuyệt diệu - trong một thời gian dài vẫn không được sử dụng trong thực tiễn chỉ vì nó
không chịu bám vào kim loại. Các nhà bác học Xô Viết đã hoàn chỉnh được một công nghệ hàn hạt
nhân rất độc đáo để hàn gắn các polime với các vật liệu khác. Các bề mặt cần hàn được bôi một lớp
mỏng các hợp chất của liti hoặc bo; các hợp chất này được dùng làm lớp “keo hạt nhân” đặc biệt. Khi
dùng nơtron chiếu vào lớp keo này thì sẽ sinh ra các phản ứng hạt nhân kèm theo sự giải phóng một
năng lượng lớn, nhờ vậy mà sau một khoảng thời gian cực ngắn (chưa đến một phần tỷ giây), trong các
vật liệu sẽ xuất hiện các vi đoạn có nhiệt độ hàng trăm, thậm chí hàng ngàn độ. Nhưng cũng sau những
khoảnh khắc này, các phân tử ở các lớp tiếp giáp đã kịp dịch chuyển và đôi khi còn kịp tạo ra những
mối liên kết hóa học mới với nhau - quá trình hàn hạt nhân diễn ra như vậy.
Thông thường, các nguyên tố nằm ở góc trên cùng bên trái của bảng Menđeleep đều phổ biến rộng rãi
trong thiên nhiên. Tuy vậy, khác với đa số các “bạn láng giềng” của mình - natri, kali, magie, canxi,
nhôm, là những nguyên tố có nhiều trên hành tinh của chúng ta, liti lại tương đối hiếm. Trong thiên
nhiên chỉ có khoảng ba chục khoáng vật chứa nguyên tố quý báu này. Hợp chất thiên nhiên chủ yếu của
liti là spođumen. Các tinh thể của khoáng vật này có hình dạng tựa như những thanh tà vẹt đường sắt

hoặc thân cây, đôi khi đạt đến kích thước khổng lồ: tại bang Nam Dakota (nước Mỹ) đã tìm thấy một
tinh thể dài hơn 15 m và nặng hàng chục tấn. Tại các mỏ ở Mỹ đã phát hiện ra các biến thể của
spođumen có màu xanh ngọc bích và màu tím phớt hồng rất đẹp. Đó là các khoáng vật hiđenit và
cunxit rất quý.
Đá pecmatit dạng granit có thể giữ một vai trò to lớn trong việc dùng làm nguyên liệu để sản xuất liti.
Người ta dự tính rằng, trong 1 kilômét khối granit có tới hơn một trăm ngàn tấn liti. Đó là một lượng
lớn hơn rất nhiều so với lượng liti khai thác được hàng năm ở tất cả các nước cộng lại. Trong các kho
tàng granit, bên cạnh liti còn có niobi, tantali, ziricon, thori, urani, neođim, xezi, xeri, prazeođim và
nhiều nguyên tố hiếm khác. Nhưng làm thế nào để bắt được đá granit phải chia sẻ của cải của nó với
con người? Các nhà bác học đã ra sức tìm tòi và nhất định sẽ sáng tạo ra những phương pháp tựa như
câu thần chú “Vừng ơi! Hãy mở ra!”, cho phép con người mở cửa các kho báu granit.
Để kết thúc câu chuyện về liti, chúng tôi xin kể một chuyện vui, trong đó nguyên tố này đã đóng vai trò
rất quan trọng. Năm 1891, anh sinh viên vừa tốt nghiệp trường Đại học tổng hợp Havard ở Mỹ tên là
Rôbec Ut (Robert Wood) (sau này trở thành nhà vật lý học nổi tiếng) đã đến Bantimo để nghiên cứu
hóa học tại trường đại học tổng hợp địa phương. Khi đến ở trong khu nhà trọ của sinh viên, Ut nghe
đồn rằng, bà chủ hình như vẫn làm món thịt rán buổi sáng... bằng những miếng thịt góp nhặt từ những
đĩa thừa lại từ bữa trưa ngày hôm trước. Nhưng làm thế nào để chứng minh điều đó?
Vốn là người rất thích tìm lời giải độc đáo đồng thời lại đơn giản cho mọi bài toán, lần này, Ut cũng
không làm trái với những nguyên tắc của mình. Một hôm, trong bữa ăn chưa người ta dọn ra món
bíttết, anh bèn để thừa lại trên đĩa vài miếng thịt khá to sau khi rắc lên đó một ít muối liti clorua - một
chất hoàn toàn không độc, bề ngoài và mùi vị rất giống muối ăn bình thường. Ngày hôm sau, những
viên thịt rán trong bữa ăn sáng của sinh viên đã được đem “thiêu” trước khe hở của kính soi quang
phổ. Vạch đỏ của quang phố vốn đặc trưng cho liti đã cho một kết luận dứt khoát: bà chủ nhà trọ quá
keo kiệt đã bị vạch mặt. Còn Ut thì mãi nhiều năm sau vẫn thấy thích thú mỗi khi hồi tưởng lại cuộc
thực nghiệm tìm vết của mình.

Kim loại của kỷ nguyên vũ trụ

Be
“Berili - một trong những nguyên tố tuyệt diệu nhất, một nguyên tố có ý nghĩa to lớn cả trên lý
thuyết lẫn trong thực tiễn.
... Việc làm chủ bầu trời, những chuyến bay dũng cảm của máy bay và khinh khí cầu sẽ không thực
hiện được nếu không có các kim loại nhẹ; và chúng ta sẽ thấy trước rằng, cả berili cũng sẽ đến
giúp nhôm và magie là các kim loại hiện đại của ngành hàng không. Và khi đó máy bay của chúng
ta sẽ bay với tốc độ hàng ngàn kilômet trong một giờ.
Một tương lai sáng lạn đang chờ đón berili!
Hỡi các nhà địa hóa học, hãy tìm ra những mỏ mới. Hỡi các nhà hóa học, hãy tìm cách tách thứ
kim loại này ra khỏi người bạn đồng hành của nó là nhôm. Hỡi các nhà công nghệ học, hãy làm ra
những hợp kim nhẹ nhất, không chìm trong nước, cứng như thép, đàn hồi như cao su, bền như
platin và vĩnh cửu như ngọc quý...
Có thể, những lời đó hiện thời xem ra giống như chuyện hoang đường. Nhưng trước mắt chúng ta,
biết bao chuyện hoang đường từng biến thành chuyện có thật đã hòa nhập vào tập quán hàng ngày
rồi đó sao, và chúng ta quên rằng, mới 20 năm về trước, chiếc radio và phim lồng tiếng đã chẳng
ngân vang như câu chuyện hoang đường tưởng tượng đó ư?”
Cách đây gần nửa thế kỷ, nhà bác học Xô Viết vĩ đại, viện sĩ A. E. Ferxman đã viết như vậy. Lúc bấy
giờ ông đã biết đánh giá đúng đắn ý nghĩa của berili.
Đúng, berili là kim loại của tương lai. Và đến lúc ấy, trong Hệ thống tuần hoàn sẽ có những nguyên tố
mà lịch sử của chúng tương tự như lịch sử của berili, cũng lùi về quá khứ xa xôi.
...Hơn hai ngàn năm về trước, trên sa mạc Nubi, nơi có những mỏ ngọc bích nổi tiếng của nữ hoàng
Cleopatre, những người nô lệ đã khai thác được những tinh thể đá màu xanh kỳ diệu. Từng đoàn lữ
hành lạc đà đã mang ngọc bích đến bờ biển Đỏ, rồi từ đó, ngọc bích đi vào cung điện của vua chúa
các nước châu Âu, Cận Đông và Viễn Đông - các hoàng đế Vizanti, các quốc vương Ba Tư, các thiên
tử Trung Hoa, các vương hầu Ấn Độ.
Với ánh hào quang lộng lẫy, với mầu sắc trong ngần, với vẻ đẹp huyền ảo khi thì xanh lục đậm, gầm
như xanh thẫm, khi thì xanh lung linh chói ngời - trải qua nhiều thời đại, ngọc bích đã làm cho con
người phải mê say. Nhà sử học cổ La Mã Plini Bố đã viết: “So với ngọc bích thì không vật nào có thể
xanh hơn được...”. Theo truyền thuyết, hoàng đế Lã Mã Neron - một con người tàn bạo và hiếu thắng,
thường hay xem những trận đấu đẫm máu của bọn “người chọi” qua một tinh thể ngọc bích mài nhẵn.
Khi ở La Mã bùng lên một đám cháy, Neron đã ngắm nghía những ngọn lửa nhảy múa bập bùng qua

viên ngọc bích “quang học” ấy, trong đó mầu da cam của ngọn lửa rờn rợn hòa lẫn màu xanh lục của
viên ngọc (Có lẽ phải đính chính một điều quan trọng trong truyền thuyết cổ này: theo các nguồn tin
trên báo chí thì chiếc ống nhòm của Neron hiện được giữ tại Vatican gần đây đã qua sự giám định của
một chuyên gia về khoáng vật học, thì hóa ra tinh thể ấy không phải là ngọc bích mà là crizolit). “Nó
xanh lục, trong ngần, vui, mắt và dịu dàng như cỏ xuân...”. A. I. Kup-rin đã viết như vậy về ngọc bích.
Cùng với việc tìm ra châu Mỹ, một trang sử mới đã được ghi thêm vào lịch sử của loại đá xanh này.
Trong các ngôi mộ và đền miếu ở Mexico, Peru, Columbia, người Tây Ban Nha đã tìm thấy vô số
ngọc bích l...