Những nguyên tố hóa học không tuân theo thuyết cơ học lượng tử

Giới khoa học tìm hiểu trật tự trong thế giới phức tạp của các hạt nhỏ bé thông qua lý thuyết cơ học lượng tử. Nhưng nhóm nghiên cứu tại Đại học Florida, Mỹ, phát hiện một điều đáng ngạc nhiên, 21 nguyên tố cuối cùng trong bảng tuần hoàn hóa học không tuân theo những quy tắc của lý thuyết này.

Trong ba năm qua, Thomas Albrecht-Schmitt và đồng nghiệp thực hiện các thí nghiệm đối với nguyên tố berkeli (Bk) có số nguyên tử 97. Kết quả thu được khá kỳ lạ. Thay vì tuân theo lý thuyết cơ học lượng tử, hành vi của nguyên tố berkeli được mô tả tốt hơn bởi lý thuyết tương đối của Einstein, thường áp dụng cho vật thể trong thế giới vĩ mô.

Ảnh minh họa.

Khi các hợp chất được tạo ra, electron thường sắp xếp sao cho tất cả chúng đều quay về cùng một hướng. Tuy nhiên, điều này không xảy ra trong trường hợp electron sắp xếp xung quanh nguyên tử berkeli.

Nhóm nghiên cứu cho biết thuyết tương đối có thể giải thích những gì họ quan sát được. Một vật sẽ có khối lượng nặng hơn khi chúng chuyển động nhanh hơn. Hạt nhân của nguyên tử nặng như berkeli có điện tích lớn, làm cho các electron liên kết với nó bắt đầu chuyển động rất nhanh. Điều này khiến electron của berkeli trở nên nặng và mang những tính chất khác biệt.

Bộ Năng Lượng Mỹ cung cấp cho Albrecht-Schmitt 13 miligam nguyên tố phóng xạ berkeli để thực hiện dự án nghiên cứu. Tuy con số này không lớn, nó vẫn nhiều gấp khoảng 1.000 lần so với khối lượng berkeli từng được sử dụng trong một dự án nghiên cứu khác.

Các nhà khoa học lần đầu tiên phát hiện nguyên tố berkeli vào năm 1949. Hiện nay chưa có nhiều nghiên cứu về nguyên tố này. Cho đến vài năm năm trước đây, người ta thậm chí còn nghĩ rằng không thể đưa nó vào trong một hợp chất.