Trình bày về lịch sử hóa học

Lịch sử các nhóm nguyên tố hóa học Giới thiệu: Bài tiểu luận này sẽ đưa bạn vào hành trình khám phá lịch sử hình thành và phát triển bảng tuần hoàn hóa học, nơi các nguyên tố được sắp xếp theo nhóm dựa trên tính chất hóa học tương đồng. Qua đó, ta sẽ hiểu rõ hơn về vai trò quan trọng của các nhà khoa học tiên phong trong việc phân loại vật chất, đặt nền móng cho sự phát triển của hóa học hiện đại Nội dung chính: Thời kỳ đầu: Nền tảng nguyên tử luận: Các triết gia Hy Lạp cổ đại như Democritus và Leucippus đã đặt nền móng cho ý tưởng về nguyên tử như những viên gạch xây dựng cơ bản của vật chất. Phát hiện các nguyên tố: Từ thời kỳ kim loại cho đến thế kỷ 18, các nhà khoa học đã dần khám phá ra nhiều nguyên tố mới thông qua các thí nghiệm và quan sát. Bước tiến quan trọng: Antoine Lavoisier (1743-1794): Được mệnh danh là "cha đẻ của hóa học hiện đại", Lavoisier đã xác định vai trò quan trọng của oxy trong phản ứng cháy và đặt nền móng cho thuyết bảo tồn khối lượng. Johann Wolfgang Döbereiner (1782-1849): Phân loại các nguyên tố thành ba nhóm dựa trên tính chất hóa học tương đồng, đặt nền tảng cho hệ thống phân loại sau này. Sự ra đời của Bảng tuần hoàn: Dmitri Mendeleev (1834-1907): Sắp xếp các nguyên tố theo chiều tăng dần khối lượng nguyên tử, tạo ra bảng tuần hoàn đầu tiên vào năm 1869. Bảng tuần hoàn của Mendeleev đã dự đoán chính xác tính chất của các nguyên tố chưa được phát hiện, khẳng định tính tuần hoàn của các nguyên tố. Lothar Meyer (1830-1895): Độc lập với Mendeleev, Meyer cũng đã sắp xếp các nguyên tố theo chiều tăng dần khối lượng nguyên tử và nhận ra tính tuần hoàn của chúng. Phát triển và hoàn thiện: Sau Mendeleev và Meyer, bảng tuần hoàn đã được sửa đổi và bổ sung nhiều lần để phản ánh những khám phá khoa học mới. Việc phát hiện ra cấu trúc nguyên tử và sự ra đời của thuyết cơ học lượng tử đã giúp giải thích tính chất hóa học của các nguyên tố theo quan điểm khoa học hiện đại. Ngày nay, bảng tuần hoàn đã bao gồm 118 nguyên tố, được phân loại thành các nhóm và chu kỳ dựa trên cấu hình electron và tính chất hóa học. Ứng dụng: Bảng tuần hoàn là công cụ thiết yếu cho các nhà khoa học, kỹ sư và sinh viên trong nhiều lĩnh vực, bao gồm hóa học, vật lý, sinh học, địa chất và vật liệu học. Bảng tuần hoàn giúp dự đoán tính chất hóa học của các nguyên tố, hỗ trợ nghiên cứu khoa học, phát triển vật liệu mới và ứng dụng trong công nghệ. Kết luận: Lịch sử hình thành và phát triển bảng tuần hoàn hóa học là minh chứng cho sự nỗ lực không ngừng của các nhà khoa học trong việc khám phá và hiểu biết về thế giới vật chất. Bảng tuần hoàn đóng vai trò quan trọng trong khoa học hiện đại, góp phần thúc đẩy sự phát triển của nhiều ngành khoa học và công nghệ. Ngoài ra, bài tiểu luận có thể bao gồm: Lịch sử phát triển của các nhóm nguyên tố hóa học cụ thể (ví dụ: kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ, halogen, khí quý hiếm). Vai trò của các kỹ thuật phân tích trong việc xác định và nghiên cứu các nguyên tố. Thách thức và triển vọng trong nghiên cứu các nguyên tố mới. Tác động của các nguyên tố hóa học đến môi trường và sức khỏe con người. Kết luận: Bài tiểu luận về lịch sử các nhóm nguyên tố hóa học không chỉ cung cấp kiến thức khoa học mà còn khơi gợi niềm đam mê khám phá và sáng tạo trong lĩnh vực khoa học. Hiểu rõ về lịch sử phát triển của bảng tuần hoàn sẽ giúp chúng ta trân trọng giá trị của khoa học và ứng dụng nó một cách hiệu quả để giải quyết các vấn đề của thế giới.

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

- 21010049 - 21010184 - 21010089 - 21010082 - 21010159 - 21010079

Giảng viên: TS Vũ Minh Trang

Hà Nội, 2024

MỤC LỤC

I CÁC THỜI KÌ PHÁT TRIỂN CỦA HÓA HỌC

1 THỜI KÌ CỔ ĐẠI 02

2 THỜI KÌ GIẢ KIM THUẬT 05

3 THỜI KÌ HÓA Y HỌC VÀ HÓA KỸ THUẬT 05

4 THỜI KÌ HÓA HỌC ĐỘC LẬP TRỞ THÀNH MÔN KHOA HỌC 06

5 THỜI KÌ HÓA HỌC HIỆN ĐẠI 09

II CÁC GIAI ĐOẠN HÌNH THÀNH BẢNG TUẦN HOÀN HÓA HỌC 13

III LỊCH SỬ CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC 15

IV LỊCH SỬ TÌM RA CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC 16

V SỰ RA ĐỜI VÀ PHÁT TRIỂN CỦA HÓA VÔ CƠ 35

VI SỰ RA ĐỜI VÀ PHÁT TRIỂN CỦA HÓA HỮU CƠ 40

LỊCH SỬ HÓA HỌC

SỰ PHÁT TRIỂN HÓA HỌC THEO TỪNG GIAI ĐOẠN LỊCH SỬ

“Nếu không hiểu được quá khứ, chúng ta sẽ không hiểu được hiện tại và chỉ khi đã hiểu tường tận quá khứ và hiện tại, chúng ta mới có thể dự đoán được tương lai Lịch sử hóa học cũng chính là một khoa học và quá khứ là chiếc chìa khoá để đi tới tương lai.”

Viện sĩ P.I.VanĐen

Cụ thể chia lịch sử hóa học thành 5 thời kỳ lớn như sau:

 Thời kỳ cổ đại (từ thượng cổ đến hết thể kỉ thứ 3 sau công nguyên)  Thời kỳ giả kim thuật (từ thế kỉ thứ 4 đến đầu thế kỉ 16)

 Thời kỳ hóa y học, hóa kĩ thuật (từ đầu thế kỉ 16 đến giữa thế kỉ 17)

 Thời kỳ hóa học độc lập trở thành một khoa học (từ giữa thế kỉ 17 đến cuối thế kỉ 18)

 Thời kỳ hóa học hiện đại (từ đầu thế kỉ 19 đến nay)

THỜI KỲ CỔ ĐẠI (TỪ THƯỢNG CỔ ĐẾN HẾT THỂ KỈ THỨ 3 SAU CÔNG NGUYÊN)

1 Kiến thức hóa học

- Đặc điểm xã hội cộng sản nguyên thủy: con người sinh sống chủ yếu bằng cách săn bắt và hái lượm những thứ có sẵn trong thiên nhiên

- Những kiến thức hóa học ban đầu:

 Con người bắt đầu làm quen một trong những chất hóa học đầu tiên là muối ăn, biết cách làm bay hơi nước biển để thu được muối dùng để ướp cá, thịt,

 Việc tìm ra lửa giúp con người làm quen hiện tượng xảy ra khi nung nóng các vật thể

 Cách làm đồ gốm Bước đầu chỉ là gốm thô, sau này mới biết cách tráng men  Từ thời cổ xưa con người đó biết đến một số loại đất màu cùng với mồ húng, than…

Họ dùng chất màu này để vẽ lên thành đá ở các hang động hoặc tô màu lên các bức tượng

 Một số kim loại, trước hết là những kim loại ở trạng thái tự nhiên được người nguyên thủy biết đến Khảo cổ học cho biết rằng từ thuở xa xưa loài người đó biết đến sắt, vàng, đồng, chì cùng bạc, thiếc…

→ Do trình độ sản xuất rất thấp, nhu cầu của xã hội rất hạn chế nên việc tích lũy kiến thức hóa học thực hành rất chậm chạp Tuy nhiên, rõ ràng là trong nhiều thiên niên kỉ đó, con người cũng đạt được một số nhận thức nhất định, tuy rằng ít ỏi và thô sơ, nhưng đó đặt nền móng cho những bước về sau nhanh hơn

- Thoạt tiên, người ta vùi xác vào “natron” (NaOH thiên nhiên, vốn có sẵn ở Ai Cập) trong vài tuần rồi người thợ mổ xác lấy hết gan, ruột, mỡ và moi hết não ra Sau khi rửa kỹ xác bằng nước thơm và cho các hương liệu vào, người ta nhét vỏ quế, vỏ hồi vào bụng để sát trùng và khâu lại Xác được gói trong tấm vải dài hàng trăm mét, mặt được trang trí bằng gelenit (khoáng chất chì oxid đồng, các chất màu khoáng vật và thực vật … Trên bề mặt Pharaôn phủ một chiếc mặt nạ bằng đồng, còn trên nắp quan tài khắc hình Pharaôn để sau này linh hồn hoàng đế trở lại dễ dàng nhận ra xác của mình - Nghệ thuật ướp xác là 1 bằng chứng nói lên trình độ cao của nghề thủ công hóa học tại

Ai Cập cổ xưa, hiện nay tại viện bảo tàng Cairô, người ta còn giữ lại được xác ướp của hơn 3 vị Pharaôn

- Cùng với nghệ thuật ướp xác, người Ai Cập đã nắm vững cách chế biến những hương liệu từ thảo mộc, phương pháp ép dầu Cách sử dụng các hoá chất tự nhiên như Na2CO3, các chất màu khoáng vật như sơn, oxid sắt, minium (Pb3O4) …

- Người Ai Cập cổ cũng đã có nhiều tiến bộ trong ngành dược học, họ đã biết dùng các loại thảo mộc để làm thuốc, biết chế thuốc cao, dầu thơm trang sức Nhiều tài liệu khảo cổ cho thấy người Ai Cập cổ đã biết đến các phương pháp lọc, bay hơi, lên men - Các kim tự tháp cổ ở Ai Cập được xây dựng với trình độ kỹ thuật tuyệt vời: chỉ cần

ghép các tảng đá khổng lồ ăn khít với nhau mà không dùng chất kết dính b Kiến thức hóa học ở Trung Quốc và Ấn Độ thời Thượng cổ

- Ở Trung Quốc: người ta tìm thấy các di vật bằng vàng bạc thuộc giữa thiên niên kỷ 3 trước Công nguyên; còn ở Ấn Độ thì từ thuở xa xưa, người Ấn đã dùng vàng để chế tạo vũ khí và đồ trang sức

- Đồng thau xuất hiện rất sớm tại Ấn Độ 3500 trước Công nguyên, hợp kim đồng - asen - Ở Trung Quốc, thời đại đồng thau thuộc vào khoảng đầu thiên niên kỷ thứ 2 trước Công

2.2 Những lý thuyết của các triết gia cổ Hy lạp – La Mã

- Các học thuyết triết học về vật chất cổ Hy Lạp mà đại biểu là Đemocrite và Aristotle mới có ảnh hưởng lớn đến sự phát triển sau này của khoa học, đặc biệt của hóa học - Đemocrite (460 - 390 TCN) cho rằng các nguyên tử của các nguyên tố có kích thước

và hình dạng nhất định, giải thích sự khác nhau tính chất các nguyên tố

- Aristotle (384 - 322 TCN) kết luận: hoàn toàn có khả năng biến đổi chất này thành chất khác

3 Những đóng góp cho hóa học thời kì cổ đại

- Đây cũng là thời kì khai sinh ra tên gọi “hóa học”, và đặt nền móng cho hóa học những bước về sau phát triển nhanh hơn

- Hoàn thiện và mở rộng đáng kể kiến thức về kỹ thuật hóa học thủ công

- Ra đời những học thuyết triết học tự nhiên giải thích cấu tạo và sự biến đổi của vật chất

- Nghệ thuật bí mật thiêng liêng” và nền giả kim thuật là mầm mống của những phòng thí nghiệm thô sơ đầu tiên, góp phần tạo ra các thế hệ những nhà nghiên cứu thực nghiệm sau này

THỜI KỲ GIẢ KIM THUẬT (TỪ THẾ KỈ THỨ 4 ĐẾN ĐẦU THẾ KỈ 16) 1 Mục đích chủ yếu của giả kim thuật

Tìm hòn đá thần bí biến đổi các kim loại thường thành vàng Do vậy có thể tạm định nghĩa hóa học ở thời kì này là “nghệ thuật biến đổi các kim loại thành vàng”, nhờ hòn đá “thần bí” Sau đó người ta còn thêm yêu cầu tìm ra thuốc thần bí truyền cho con người sức khỏe, sự trẻ trung, tính bất tử Do thời trung cổ, ở châu Âu có chế độ xã hội phong kiến phân tán, có sự buôn bán phát triển khá rộng rãi giữa châu Âu và phương Đông, nhưng vì giao thông khó khăn, đường xa đầy nguy hiểm nên cần vàng là vật liệu quý và nhỏ dễ mang theo để dùng làm vật trao đổi tương đương

2 Giả kim thuật có một số đặc điểm - Hoạt động có khuynh hướng tà thuật

- Truyền các kinh nghiệm theo đường lối tin cậy mù quáng, không có cơ sở 3 Những đóng góp cho hóa học thời kì giả kim thuật

- Tập hợp những hiểu biết thực tế trong phòng thí nghiệm, hoàn thiện kĩ thuật trong phòng thí nghiệm (nung, chưng cất, hòa tan, lộc, bay hơi, kết tinh, thăng hoa, …) - Phát hiện nhiều chất mới: kim loại (Bi, Zn), muối (Hg, NH4+…), các axit vô cơ H2SO4,

HCl, HNO3, nước cường thủy, …

* Hạn chế: Kìm hãm sự phát triển của hóa học trong một thời gian quá dài! Nó chạy theo một mục đích mơ hồ, gây lãng phí quá lớn về lao động trí óc và chân tay

THỜI KỲ HOÁ Y HỌC, HÓA KĨ THUẬT (TỪ ĐẦU THẾ KỈ 16 ĐẾN GIỮA THẾ KỈ 17)

không còn là mục đích viển vông điều chế vàng mà có mục đích thiết thực hơn là điều chế các thứ thuốc chữa bệnh phục vụ y tế Hóa y học phồn vinh nhất về nghệ thuật điếu chế các thứ thuốc chữa bệnh

2 Đóng góp của hóa y học trong hóa học thế kỉ 16 -17

- Trong thế kỷ 16 – 17, hóa y học đã thúc đẩy các nhà hóa học nghiên cứu phục vụ đời sống, tìm các hóa chất làm thuốc chữa bệnh, gạt bỏ tư tưởng đi tìm “hòn đá thần bí”, biết được nhiều hóa chất vô cơ và hữu cơ, xác định được muối là sản phẩm của sự tác dụng giữa acid và kiềm, biết rõ tác chất khí CO2 và một số khí khác …

- Các nhà hoá y học thừa nhận: “Các hiện tượng sinh lý và bệnh lý đều bị chi phối bởi những phản ứng hóa học” nên đã dùng hóa học để giải thích các hiện tượng đó

- Ngày nay, chúng ta thấy có sự gắn bó y học và hóa học Vì giữa thế kỷ 17, hóa học tự tách ra và trưởng thành thành một ngành khoa học độc lập, có đối tượng riêng là phát hiện ra các hiện tượng hoá học, các định luật hóa học, các phản ứng hóa học Từ đó hóa học hỗ trợ cho y học có hiệu quả

THỜI KÌ HÓA HỌC ĐỘC LẬP TRỞ THÀNH MỘT KHOA HỌC (TỪ GIỮA THẾ KỈ 17 ĐẾN CUỐI THẾ KỈ 18)

1 Đặc điểm

- Nền sản xuất Tư bản chủ nghĩa bắt đầu hình thành việc sử dụng các máy móc thay thế dần lao động tay chân Hoạt động công nghiệp, thương nghiệp, văn học, nghệ thuật, khoa học vươn lên, dẫn đến nhiều phát minh về lý thuyết và thực nghiệm như: kính viễn vọng của Galilee cuối thế kỷ 16, thuyết sóng về ánh sáng của Huygens, định luật hấp dẫn vũ trụ của Issac Newton

- Robert Boyle là người đã nâng hóa học thành một khoa học riêng, độc lập với những thuyết lớn đầu tiên

2 Sự hình thành hóa học độc lập – ROBERT BOYLE

- Robert Boyle (1627 – 1691) xuất thân từ một gia đình quý phái người Anh, thành tựu nổi tiếng của ông là định luật Boyle về khí (1662) “Thể tích một khí tỷ lệ nghịch với áp suất tác dụng lên khí đó”

- Những cống hiến của ông cụ thể quy về 3 điểm sau:

 Xây dựng mục tiêu độc lập cho Hóa học, tách khỏi giả kim thuật và mối quan hệ lệ thuộc vào y học, xác định “Hóa học là khoa học nghiên cứu các chất và tính chất của chúng”

 Lấy thực nghiệm làm cơ sở cho Hóa học, xác định thành phần của các vật thể  Đưa ra định nghĩa đúng đầu tiên cho nguyên tố hóa học: “Một nguyên tố hóa học là

một vật thể không thể phân chia được”

Định nghĩa của ông đưa ra chưa hoàn chỉnh nhưng có tính chất cách mạng Ông là một tín đồ hăng hái của thuyết hạt mà thực chất là thuyết nguyên tử: mỗi nguyên tố được cấu tạo từ những hạt vô cùng nhỏ, những hạt này của các nguyên tố khác nhau có hình dạng và kích thước khác nhau, coi hạt luôn chuyển động và khi chúng đến gần nhau cụ thể liên kết với nhau thành những tập hợp lớn hơn là những hợp chất hóa học

3 Thuyết phlôghittôn hay thuyết nhiên tố E Stahl

Thuyết phlôghittôn là thuyết lớn đầu tiên trong hóa học nhằm giải thích các hiện tượng về sự cháy

Ernst Stahl (1660 – 1734) là một giáo sư y học và hóa học người Đức xây dựng thuyết phlôghittôn, cho rằng: tất cả các chất cháy được (hoặc khi đun nóng bị biến đổi) đều tạo thành từ hai chất là xỉ và phlôghittôn

Henry Cavendish (1731 – 1810)

- Ông là nhà hóa học và vật lý học nổi tiếng người Anh

- Ông nghiên cứu hyđro và gọi nó là “không khí cháy”, ông mô tả hydro như 1 chất riêng biệt với các tính chất đặc sắc Năm 1766, ông điều chế “không khí cháy” khi cho Fe, Zn, Sn tác dụng với H2SO4 (sau đó là HCl)

Cuối TK 18, chế tạo được các khí cầu đầu tiên -> hiđro được sản xuất với quy mô rộng lớn

Daniel Rutherford (1749 – 1811), nhà hóa học Anh, là viện sĩ viện hàn lâm khoa học, phát minh ra khí NO, N2O, NH3 qua chậu thuỷ ngân (trước đó các khí này chỉ được biết ở dạng dung dịch).Thành tựu của ông là phát hiện ra khí oxi đánh đổ căn bản thuyết phlôghittôn Oxi chiếm vị trí hàng đầu trong các khí nhờ sự phát hiện ra oxi đó đưa lịch sử hóa học sang trang mới Một nền hóa học hiện đại được hình thành

4 Lịch sử tìm ra nguyên tố oxi

- Lịch sử ghi nhận tìm ra oxi là 1774 và tác giả gồm có hai người 2 nước khác nhau: Pritxli, người anh và Scheele, người Thụy Điển Lavoađiê không được công nhận là

công đầu trong việc tìm ra nguyên tố oxi, nhưng toàn thế giới công nhận ông có công lao làm cho nguyên tố oxi có tầm quan trọng hàng đầu

Pritxli sinh tại Anh

- 1/8/1774 ông khám phá ra “khí oxi”

- 1774 ông thu đươc khí kiềm là khí amoniac

- Ông khám phá ra khí sunfurơ (1775) và khí cacbon oxit (1799)

- 1/8/1774, ông lấy 1 ít hợp chất thủy ngân màu đỏ (HgO) cho vào ống nghiệm, rồi dùng thấu kính (do ông sáng chế ra) để đốt nóng Ông nhận thấy có chất khí bốc ra và thủy ngân óng ánh xuất hiện

- Tình cờ lúc ấy có 1 cây nến đang cháy Pritxli đưa chất khí này gần cây nến thì thấy cây nến cháy sáng rực chưa từng thấy, làm ông vô cùng ngạc nhiên nhưng không thể nào giải thích nổi

C.Sile (Cart Vilhelm Scheele,1742 – 1786) là nhà hóa học tài ba, kể về số lượng và tầm quan trọng của các công trình thực nghiệm thì chưa chắc đã có nhà hóa học nào của thế kỉ 18 đã có thể sánh được với Sile Nhà hóa học Đuma đã nêu một nhận xét tế nhị về ông: “Không có một vật thể nào được Sile đụng đến mà lại không được ông cho một phát minh”

- Tìm ra oxi bằng nhiều cách: nung nóng sanpet (NaNO3 NaNO2 + 1/2O2), nung nóng muối magie nitrat và cả bằng cách chưng cất hỗn hợp sanpêt với axitsunfuric

5 A.L.Lavoisier Thuyết oxi hóa Sự cải tổ hóa học ở Pháp

Antoine Laurent Lavoisier (1743 – 1794), là nhà khoa học người Pháp nổi tiếng ở thế kỷ 18, được thưởng huy chương vàng của Viện hàn lâm khoa học Paris với đề tài “Tìm phương pháp tốt nhất để thắp sáng đường phố của một thành phố lớn”

Đầu năm 1775, ông làm thí nghiệm tách thuỷ ngân oxit thành thuỷ ngân và một khí mới rồi thử các tính chất đặc trưng của nó

Năm 1777, ông công bố kết quả phân tích không khí bằng thuỷ ngân nung nóng, kết luận rằng không khí gồm hai khí: 1 khí thở được gọi là oxi và một khí không thở được gọi là azot

Năm 1783, Lavoisier xác định được thành phần của nước là hidro và oxi Lavoisier không phải là người phát hiện ra oxi đầu tiên nhưng là người có công lớn trong việc khẳng định bản chất và ý nghĩa to lớn của oxi

THỜI KÌ HÓA HỌC HIỆN ĐẠI (TỪ ĐẦU THẾ KỈ 19 ĐẾN NAY) 1 Đặc điểm

Đây là thời kì liên tục khám phá ra các định luật định lượng trong hóa học làm cơ sở cho sự hình thành thuyết Nguyên tử - Phân tử

Đây là thời kì sự xâm lược và khai thác thuộc địa tạo điều kiện cho một số nước tư bản phát triển tích lũy được một số lớn của cải, chế tạo vũ khí, dược liệu, do đó xuất hiện nhu cầu và khả năng tổ chức nghiên cứu khoa học một cách tập trung và trong hóa học xuất hiện sự phân hóa nhanh chóng, nhiều ngành hóa học phát triển thành khoa học riêng: hóa vô cơ, hóa hữu cơ, hóa lý, hóa phân tích, hóa kĩ thuật, …

Thêm vào đó, cuộc cách mạng khoa học – kĩ thuật lần thứ hai đang tiến hành với tốc độ và qui mô chưa từng có tạo điều kiện cho hóa học bước vào một thời kì phát triển mới với những phương tiện nghiên cứu mới cả về lý thuyết và thực nghiệm

2 Giai đoạn 1: Thế kỉ 19

a Sự phát triển của nghiên cứu định lượng và điện hóa học

- Lavoadiê có công lớn chỉ đường cho các nhà hóa học là dùng đo lường khối lượng cụ thể giúp hiểu bản chất của các phản ứng hóa học

- Năm 1800, A.Vonta phát minh ra pin điện đầu tiên

- Humphry Davy (1778 – 1829), nhà bác học Anh là người đầu tiên sử dụng dòng điện vào phân tích hóa học tìm ra K, Na, Ba, Sr

- M.Farađây (1791 – 1867) đưa ra định luật về điện phân, tạo ra hàng loạt thuật ngữ điện hóa học mà chúng ta còn dùng ngày nay như: sự điện phân, chất điện li, các điện cực anot và catot, cực ion, anion và cation

Sự xây dựng thuyết nguyên tử khoa học:

- Năm 1799, J.L.Proust (1755 – 1862) đưa ra định luật thành phần không đổi “ Một hợp chất hóa học điều chế bằng bất cứ cách nào, luôn luôn có thành phần không đổi” - Năm 1808, Dalton (1766 – 1844) đưa ra 1 học thuyết nguyên tử: “Các nguyên tố được

cấu tạo bằng nguyên tử, nguyên tử có khối lượng không đổi, các nguyên tử trong hợp chất hóa hợp với nhau theo những tỉ lệ đơn giản”

Gaylussac (1787 – 1850)

- Tổng hợp được nước trong ống đo khí: 2 thể tích Hidro hóa hợp với 1 thể tích Oxi tạo nên 2 thể tích Nước

- Khi 2 khí kết hợp với nhau thì có 1 tỉ lệ đơn giản giữa thể tích của chúng trong cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất

- Nếu hợp chất thu được cũng là khí thì có 1 tỉ lệ đơn giản giữa tỉ lệ của nó và các khí thành phần

Amedeo Avogadro (1776 – 1856)

- Nhà vật lí và hóa học Italia Năm 1811, đề xuất giả thuyết về cấu tạo phân tử của vật chất, tìm ra một trong các định luật cơ bản của chất khí, mà ngày nay, định luật này mang tên Avơgadro

- 1811 ông đưa ra định luật: “Tất cả các khí trong cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất chứa trong thể tích bằng nhau thì có 1 số phân tử như nhau”

- Định luật này được thế giới công nhận vào năm 1850

- Ông còn đưa ra số Avogadro N = 6,023.1023 mol, dùng để xác định đơn vị số lượng vật chất là mol

- Dalton coi phân tử và nguyên tử là 2 từ đồng nghĩa Định luật Gay Luyssac về thể tích chất khí cho rằng các chất khí không phải gồm nguyên tử độc lập, gồm những phần tử khá phức tạp hơn gọi là phân tử

- Trong phản ứng giữa các chất khí, các phân tử tác dụng nhau chứ không phải là các nguyên tử

- Dần dần vài nhà hóa học quan niệm phân tử khí gồm 2 nguyên tử (các khí đơn giản H2, Cl2, O2, ) có phân tử khí gồm nhiều nguyên tử hơn

- Mãi giữa thế kỷ 19 các nhà hóa học vẫn chưa thể viết đúng 1 CTHH Stanislao Cannizzaro (1826 – 1910)

- 1860 ông trình bày hệ thống xác định khối lượng nguyên tử và phân tử bằng thực nghiệm Trên cơ sở giả thuyết Avogadro, hội nghị quốc tế thông qua các định nghĩa: - Phân tử là phần tử nhỏ nhất của 1 chất có khả năng tồn tại độc lập

- Nguyên tử là lượng nhỏ nhất của nguyên tố chứa trong 1 phân tử

Vào những năm đầu của thế kỉ 19, tình hình hóa học đòi hỏi một sự biểu diễn mới các chất hóa học và sự cố định các khối nguyên tử và J.Dalton là người đầu tiên biểu diễn các nguyên tố bằng hình J.Beczeliut là người cải tiến kí hiệu hóa học của J Dalton

Jacob Berzelius (1779 – 1848), nhà bác học Thụy Điển, cải tiến kí hiệu hóa học của Dalton, bỏ vòng tròn chỉ cần chữ cái đầu tiên Latinh và khi cần thêm một chữ cái thứ hai

của tên gọi: H, O, C, Ca, Xuất hiện các KHHH nguyên tố hóa học dùng cho đến ngày nay

Xây dựng các công thức hóa học các đơn chất và hợp chất, chỉ ra những nguyên tố gì và số nguyên tử mỗi nguyên tố trong một phân tử H2, O2, CO, CO2 Tập hợp công thức hóa học các chất thành phương trình hóa học để biểu diễn phản ứng hóa học đồng thời thoả mãn nguyên lý bảo toàn vật chất

b Sự phân ngành hóa học và sự phát triển công nghiệp hóa học

Vào khoảng cuối thế kỉ XVIII đầu thế kỉ XIX, khi bắt đầu hệ thống hóa các kiến thức hóa học, các nhà khoa học đã dùng khái niệm hợp chất hữu cơ để chỉ các chất được tạo ra từ cơ thể các sinh vật nhằm phân biệt với các hợp chất vô cơ được tạo ra từ khoáng vật

Thời đó, người ta cho rằng hợp chất hữu cơ chỉ được tạo thành dưới tác dụng của “lực sống” trong cơ thể các sinh vật Vì thế, người ta mặc nhiên không nghĩ tới việc tổng hợp chúng trong phòng thí nghiệm

Năm 1828, F Vôlơ (F Wohler) tổng hợp được urê bằng cách đun nóng amoni xianat trong bình thủy tinh, mà như ông nói “không cần đến con mèo, con chó hay con lạc đà nào cả”

Sau đó vào năm 1845, H Cônbe tổng hợp được axit axetic Năm 1862, Bertholot tổng hợp được benzen từ axetilen, rồi nhiều hợp chất hữu cơ khác cũng được tổng hợp Tất cả đều không cần đến “lực sống” Những thành công đó đó làm thay đổi quan niệm về hợp chất hữu cơ và góp phần làm cho hoá học hữu cơ trở thành một ngành khoa học thực sự

Trong cuốn sách xuất bản năm 1861, Kekule đó cho hóa học hữu cơ một định nghĩa hiện đại “là sự nghiên cứu các hợp chất của cabon”

c Các thuyết trên con đường tìm hiểu cấu tạo phân tử hữu cơ:

- Thuyết gốc (năm 1815 – Gay Luyxac): Một gốc có thể chuyển dời từ phân tử này sang phân tử kia mà các nguyên tử trong một gốc không tách riêng ra khỏi nhau Và các thí nghiệm tìm cách tách gốc đang ở trạng thái tự do đều thất bại Không thể thay thế nguyên tử khác trong một gốc

- Thuyết thay thế (năm 1834 – J.B Duyma): Có thể thay thế các nguyên tử trong một gốc Như ông đó thay thế hiđro bằng clo trong phân tử CH3COOH tạo thnh CH2ClCOOH - Thuyết kiểu: Khoảng năm 1840, C.Giehac(Charles Gerhardt - 1816-1856) và Duyma

đưa ra thuyết các kiểu: “Tính chất hóa học của các chất hữu cơ chỉ phụ thuộc vào bản

chất các nguyên tử” Thuyết này ông công nhận 4 kiểu: hidro (H - H), hidroclorua (H - Cl), nước (H – O – H), amoniac (H – N - H) Khi thay từng nguyên tử hidro bằng những gốc khác nhau thì sẽ thu được những hợp chất hữu cơ phức tạp Tuy nhiên về sau số hợp chất hữu cơ tăng nhanh người ta thấy rằng có rất nhiều kiểu liên kết Vì vậy thuyết kiểu dần dần bị bế tắc

- Thuyết hóa trị: E.Franklen (Edward Frankland, 1825 – 1899) – nhà hóa học người Anh – ông là người đầu tiên đưa ra khái niệm hoá trị

d Hóa học cấu tạo

- Người có công đầu ở đây là A.Kekule (1829 - 1896), nhà hóa học Đức rất có tiếng, ông xây dựng lý thuyết cấu tạo về các phân tử hữu cơ theo kiểu metan CH4, cacbon trong phân tử C hóa trị 4 Nhà hóa học Shotlun A.Cupơ (Archibald Cooper), đề nghị biểu diễn các lực liên kết giữa các nguyên tử bằng những vạch nối Nhà hóa học Áo J.Locsomit (Joseph Loschmidt) đề nghị dùng vạch đôi, ba để biểu diễn liên kết đôi ba Nhà hóa học Giehac đó đưa ra khái niệm đồng đẳng

- A.M.Butlerop, 1828 – 1886, nhà hóa học Nga đó dùng các kết quả trên để giải thích các hiện tượng đồng phân của các chất có cùng công thức cấu tạo

3 Giai đọan 2: từ đầu thế kỉ 20

Trong thời kì này, hóa học phát triển lên một mức cao để phục vụ khẩn trương hơn các nhu cầu về sản xuất, về đời sống, đặc biệt giải quyết kịp thời đòi hỏi cấp bách của 2 cuộc chiến tranh thế giới lần thứ nhất (1914 – 1918) và lần thứ hai (1939 – 1945) Các phân ngành hóa cơ bản, hóa hữu cơ, hóa vô cơ, hóa đại cương, hóa lí phát triển nhanh, mạnh hơn làm xuất hiện nhiều chuyên ngành quan trọng

Sự khám phá ra electron, proton, notron:

- Năm 1897, nhà vật lí người Anh J.J.Tômxơn (1856 -1940) tìm ra electron

- Năm 1919, Rutherford nghiên cứu các phản ứng hạt nhân bắn phá hạt nhân nguyên tử nitơ bằng hạt tìm ra phần tử điện tích dương cơ bản đó là proton

- Năm 1932, nhà vật lí người Anh J.Chatvich (1891 – 1974) dưới sự hướng dẫn của Rutherford, làm thí nghiệm bắn phá hạt nhân nguyên tử beri bằng hạt phát hiện ra notron - Một số thành tựu mới của hóa vô cơ, hóa hữu cơ phát triển mạnh và nhanh, hóa lí 4 Nhận xét

Bước vào thế kỉ XIX, hoá học đã có một số cơ sở vững vàng để tiến bộ nhanh như: quan niệm đúng đắn về nguyên tố hoá học, định luật bảo toàn vật chất, sự khẳng định vai

trò rất quan trọng của phân tích định lượng Vào những năm 70 của thế kỉ XIX, hoá học thật sự có được đầy đủ tính chất của một khoa học hiện đại, có một lý thuyết vững chắc dựa trên một cơ sở thực nghiệm chặt chẽ Từ những năm 60 đến khoảng đầu thế kỷ XX, là lúc hoá học phát triển trên cơ sở thuyết nguyên tử - phân tử, các hiện tượng hoá học được giải thích theo cơ chế nguyên tử - phân tử Các công trình nghiên cứu thực nghiệm và lý thuyết của hóa học đó phát triển mạnh và các lĩnh vực khác nhau trong hóa học xuất hiện sự phân hóa nhanh chóng

Hơn nữa từ những năm đầu của thế kỉ XXI, khả năng sáng tạo của con người ngày một vượt bật đã đưa khoa học nói chung và hóa học nói riêng tiến tới đỉnh cao của sự phát triển, đã có rất nhiều ngành công nhệ hóa học mới được ra đời như là: công nghệ nano, công nghệ vật liệu mới,

CÁC GIAI ĐOẠN HÌNH THÀNH BẢNG TUẦN HÒA HÓA HỌC

Link video: https://www.youtube.com/watch?v=S0A2ccUGh3o

Giai đoạn 1: Sơ khai bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học

Thế kỉ 17: Một điều kiện tiên quyết cho việc xây dựng bảng tuần hoàn hoá học là tìm ra các nguyên tố đơn lẻ Mặc dù những nguyên tố như vàng, bạc, thiếc, đồng, chì và thuỷ ngân đã được biết từ thời cổ đại, nhưng khám phá khoa học đầu tiên về một nguyên tố hoá học là vào năm 1649 khi Hennig Brand tìm ra phospho

Thế kỷ 18: Các nhà khoa học đã phát hiện ra một số nguyên tố hóa học đầu tiên, nhưng không có cách nào để sắp xếp chúng một cách có hệ thống

Giai đoạn sơ khai của bảng tuần hoàn hóa học bắt đầu vào khoảng giữa thế kỷ 19 và đầu thế kỷ 20, khi các nhà khoa học bắt đầu nghiên cứu các tính chất của các nguyên tố hóa học Các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng mỗi nguyên tố có các tính chất hóa học khác nhau, và các nguyên tố có thể được phân loại dựa trên các tính chất này

Thế kỷ 19: Các nhà khoa học đã bắt đầu nghiên cứu các tính chất của các nguyên tố hóa học

 1817, nhà hóa học người Đức Johann Wolfang Döbereiner (1780-1849) đã phát hiện bộ ba nguyên tố bao gồm chlorine, bromine, iodine

 Giữa những năm 1829 đến 1858 một số nhà khoa học (Jean Baptiste Dumas, Leopold Gmelin, Ernst Lenssen, Max von Pettenkofer, and J.P Cooke ) tìm ra rằng

những mối quan hệ hóa học vượt ngoài quy tắc tam tử Trong thời gian này Flo đã được thêm vào nhóm halogen, Oxy, Lưu Huỳnh, Salen và Telu được gộp thành một nhóm trong khi đó Nito, phospho, Asen, Selen và Telu, Antimon va Bimut thì được phân theo nhóm khác Không may là những lĩnh vực nghiên cứu này đã bị phê phán bởi sự thật các giá trị chính xác của những gì không luôn sẵn có

 1862, nhà địa chất người Pháp Alexandre-Émile Beguyer de Chancourtois 1886) đã sắp xếp các nguyên tố hóa học theo chiều tăng của khối lượng nguyên tử lên 1 băng giấy và phát hiện các nguyên tố có khối lượng nguyên tử là bội số của 16 đều nằm trên cùng một đường thẳng đứng, có các tính chất tương tự nhau  1864, nhà hóa học Anh John Newlands đã tìm ra quy luật quãng tám

(1820-Giai đoạn 2: Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học được phổ biến rộng rãi Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học được phát minh trong giai đoạn đầu bởi các nhà khoa học người Nga là Dmitri Ivanovich Mendeleev và Lothar Meyer vào khoảng thế kỷ 19

 Năm 1869, Mendeleev độc lập nhau đưa ra các phiên bản sơ khai của bảng tuần hoàn dựa trên cấu trúc hóa học của các nguyên tố Mendeleev đã xây dựng bảng tuần hoàn dựa trên sự sắp xếp các nguyên tố theo khối lượng nguyên tử và các tính chất hóa học tương tự của chúng

 Mendeleev đã dự đoán rất chính xác về các nguyên tố chưa được phát hiện và những tính chất của chúng , ông để lại những khoảng trống cho các nguyên tố chưa được khám phá vào thời điểm đó và dự đoán tính chất của chúng

 Trong khi đó, 1870, nhà hóa học người Đức Lothar Meyer nghiên cứu độc lập và cũng đã công bố một phiên bản của bảng tuần hoàn tương tự như của Mendeleev Ông cũng để lại những khoảng trống cho các nguyên tố chưa được khám phá nhưng không dự đoán được tính chất của chúng

=> Tuy nhiên, bảng tuần hoàn của Mendeleev được chấp nhận rộng rãi hơn do nó có thể giải thích các tính chất hóa học của các nguyên tố trong nhóm và chu kỳ

 Vào năm 1913, Henry Moseley đã phát triển thêm bảng tuần hoàn dựa trên số hiệu nguyên tử (hay số proton) của các nguyên tố thay vì khối lượng nguyên tử, và bảng tuần hoàn này đã trở thành bảng tuần hoàn hiện đại đầu tiên Bảng tuần hoàn hiện đại này được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực hóa học và các lĩnh vực liên quan đến khoa học vật liệu, công nghệ và y học

 Năm 1955, các nhà vật lí người Mỹ đã đặt tên nguyên tố họ tổng hợp được có số thứ tự 101 trong bảng tuần hoàn là Mendelevium để vinh danh ông

Giai đoạn 3: Lịch sử phát minh ra bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học Sau khi được công nhận, ở giai đoạn sau các n hà hóa học đã tiếp tục nghiên cứu và phát triển bảng tuần hoàn hóa học sao cho đầy đủ hơn Chi tiết như sau:

 Thập niên 1910: Các nhà khoa học đã khám phá ra các electron và phát triển lý thuyết cấu trúc nguyên tử Các thông tin này đã giải thích tại sao các nguyên tố có tính chất hóa học tương tự lại được sắp xếp trong các nhóm

 Thập niên 1930: Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học đã được chính thức chấp nhận và được sử dụng rộng rãi trong cộng đồng khoa học Bảng này đã giúp cho các nhà khoa học hiểu được tại sao các nguyên tố có tính chất hóa học tương tự lại được sắp xếp trong các nhóm

 Thập niên 1940-1950: Các nhà khoa học đã bắt đầu sử dụng bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học để dự đoán tính chất của các nguyên tố mới và tìm ra cách sử dụng các nguyên tố hiếm để sản xuất vật liệu và thiết bị đặc biệt

 Thập niên 1960-1970: Các nhà khoa học đã bắt đầu sử dụng máy tính để phân tích và dự đoán các tính chất của các nguyên tố hóa học Những công cụ này đã giúp cho việc nghiên cứu và phát triển vật liệu mới trở nên nhanh chóng và hiệu quả hơn

 Thập niên 1980 đến nay: Các nhà khoa học tiếp tục sử dụng bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học để dự ịch sử oán tính chất của các nguyên tố và phát triển vật liệu mới Ngoài ra, bảng cũng đã được mở rộng để bao gồm các nguyên tố mới được khám phá

Từ khi được phát minh ra, bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học đã trở thành một công cụ quan trọng cho các nhà khoa học để hiểu và nghiên cứu về tính chất và cấu trúc của các nguyên tố hóa học Nó đã đóng góp rất nhiều cho các lĩnh vực như hóa học, vật liệu, điện tử, y học và nhiều lĩnh vực khác

LỊCH SỬ CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC

Nguyên tố hóa học, thường được gọi đơn giản là nguyên tố, là một chất hóa học tinh khiết, bao gồm một kiểu nguyên tử, được phân biệt bởi số nguyên tử, là số lượng proton có trong mỗi hạt nhân

Tại thời điểm năm 2011, có tất cả 118 nguyên tố hóa học đã được tìm thấy, trong đó 94 nguyên tố có nguồn gốc tự nhiên (trong đó có 88 nguyên tố dễ kiếm trên Trái Đất còn 6 nguyên tố còn lại rất là hiếm), 24 nguyên tố còn lại là nhân tạo Nguyên tố nhân tạo đầu tiên là Tecneti (Tc) tìm thấy năm 1937 Tất cả các nguyên tố nhân tạo đều có tính phóng xạ với chu kỳ bán rã ngắn vì vậy chúng không thể tồn tại tự nhiên trên Trái Đất ngày nay do sự phóng xạ đã diễn ra ngay từ khi hình thành Trái Đất

Các nguyên tố nhẹ nhất là Đơteri (D) và Triti (T), là những nguyên tố đầu tiên xuất hiện trong Vụ Nổ Lớn (the Big Bang) Tất cả các nguyên tố nặng hơn được tìm thấy hay sản xuất một cách tự nhiên hay nhân tạo thông qua hàng loạt phương thức khác nhau của tổng hợp hạt nhân

Mỗi nguyên tố hóa học đều có một tên và ký hiệu riêng để dễ nhận biết Tên gọi chính thức của các nguyên tố hóa học được quy định bởi Hiệp hội quốc tế hóa học lý thuyết và ứng dụng (tiếng Anh: International Union of Pure and Applied Chemistry) (viết tắt: IUPAC) Tổ chức này nói chung chấp nhận tên gọi mà người (hay tổ chức) phát hiện ra nguyên tố đã lựa chọn Điều này có thể dẫn đến tranh luận là nhóm nghiên cứu nào thực sự tìm ra nguyên tố, là câu hỏi từng làm chậm trễ việc đặt tên cho các nguyên tố với số nguyên tử từ 104 trở lên trong một thời gian dài Các nguyên tố hóa học cũng được cấp cho một ký hiệu hóa học thống nhất, dựa trên cơ sở tên gọi của nguyên tố, phần lớn là viết tắt theo tên gọi La tinh (Ví dụ, carbon có ký hiệu hóa học ‘C’, natri có ký hiệu hóa học ‘Na’ từ tên gọi La tinh natrium) Ký hiệu hóa học của nguyên tố được thống nhất và hiểu trên toàn thế giới trong khi tên gọi thông thường của nó khi chuyển sang một ngôn ngữ khác thì phần lớn không giống nhau

Các nguyên tố có thể kết hợp với nhau để tạo thành các đơn chất hay hợp chất hóa học dưới các trạng thái các khối đơn nguyên tử hay hai nguyên tử hoặc đa nguyên tử Điều này được gọi là tính đa hình Ví dụ nguyên tố ôxy có thể tồn tại dưới các trạng thái sau: ôxy nguyên tử (O), ôxy phân tử (O2), ôzôn (O3).Hợp chất vô cơ (như nước, muối, oxit …) và hợp chất hữu cơ Trong phần lớn các trường hợp các hợp chất này có thành phần, cấu trúc và thuộc tính đặc trưng cố định

Một vài nguyên tố, phần lớn là các kim loại kết hợp với nhau để tạo thành một cấu trúc mới với các thành phần có thể thay đổi (như hợp kim) Trong trường hợp này có lẽ tốt nhất là nói về trạng thái liên kết hơn là hợp chất Nói chung, trên thực tế thì một chất hóa học nào đó có thể là hỗn hợp của cả hai dạng kể trên

Các nguyên tố hóa học được sắp xếp và liệt kê trong một bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học theo thứ tự tăng dần của số nguyên tử, Z Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học cho biết những thông tin về các tính chất cơ bản của một nguyên tố Ví dụ như dạng thể, độ bay hơi, độ đông đặc … Phương thức thuận tiện nhất để tra cứu các nguyên tố là trình bày chúng trong bảng tuần hoàn các nguyên tố, bảng này nhóm các nguyên tố với những thuộc tính hóa học tương tự nhau trong cùng một nhóm

Link video: _urxD0x&v=Esj3y1o376I&feature=youtu.be

https://www.youtube.com/watch?si=XHBLzA_g-LỊCH SỬ CÁC NGUYÊN TỐ NHÓM IA => NHÓM VA

Các nguyên tố nhóm IA, nhóm IIA, nhóm IIIA, nhóm IVA, nhóm VA là các nguyên tố có số electron hóa trị từ 1 đến 5 Các nguyên tố này được phân loại theo cấu trúc electron của lớp ngoài cùng, gồm các nguyên tố s, p và d Lịch sử tìm ra các nguyên tố nhóm IA, nhóm IIA, nhóm IIIA, nhóm IVA, nhóm VA có thể tóm tắt như sau:

 Nhóm IA gồm các kim loại kiềm: Li, Na, K, Rb, Cs, Fr Các nguyên tố này được phát hiện từ năm 1807 đến 1939, bởi các nhà hóa học như Humphry Davy, Robert Bunsen, Gustav Kirchhoff và Marguerite Perey[1]

1 Li

Lithium, cùng với hydrogen và helium, là một trong ba nguyên tố được tạo ra trong quá trình Big Bang Là một kim loại mềm màu trắng bạc, Lithium được coi là kim loại nhẹ nhất và nguyên tố rắn ít chặt chẽ nhất trong điều kiện chuẩn Do hoạt tính cao, Lithium phải được bảo quản dưới dạng chất thạch dầu

Lithium carbonate đã và đang có tác động tích cực đến cuộc sống của hàng nghìn người trên khắp thế giới Vào những năm 1940, điện giật và phẫu thuật thùy não được coi là những phương pháp "tiêu chuẩn" để điều trị bệnh tâm thần Tuy nhiên, những phương pháp cực đoan này đã bị thay thế từ năm 1949 sau khi bác sĩ John Cade, một chuyên gia y tế từ Victoria, Úc, đã tiến hành nghiên cứu và khám phá rằng việc tiêm Lithium carbonate vào chim bồ câu đã làm cho những con vật ban đầu năng động trở nên ngoan ngoãn đến mức chúng nằm yên một cách thỏa đáng suốt nhiều giờ

Cade đã tự thử tiêm Lithium trước khi áp dụng phương pháp này cho một trong số bệnh nhân của mình, một người đã bị giam cầm trong nhiều năm Trong vòng vài ngày,

bệnh nhân này đã trở nên ổn định, và sau vài tháng, anh ta đã được xuất viện và trở lại công việc

Các quặng Lithium chính bao gồm spodumene, petalite và lepidolite Các mỏ spodumene có quy mô lớn đã được tìm thấy ở Nam Dakota, Hoa Kỳ, cũng như ở Nga, Trung Quốc, Zimbabwe và Brazil Lithium cũng được chiết xuất từ nước mặn, đặc biệt là ở Chile, California và Nevada, Hoa Kỳ

Natri đã được biết đến trong các hợp chất, nhưng đã không được cô lập cho đến tận năm 1807 khi Humphry Davy điều chế ra nó bằng cách điện phân xút ăn da Ở châu Âu thời Trung cổ các hợp chất của natri với tên Latinhsodanumđã được sử dụng như là thuốc chữa đau đầu Ký hiệu của natri- Na, có nguồn gốc từ tên Latinh kiểu mới của hợp chất phổ biến nhất của nó có tên gọi natrium, có nguồn gốc từ nítrontrong tiếng Hy Lạp , một dạng của muối tự nhiên

Không phải các muối kali hay natri đã từng được biết đến trong thời kỳ La Mã, và tên gọi Latin của nguyên tố này không phải gốc Latin cổ điển mà là Tân Latin Tên Latin kalium được chọn từ từ “alkali” đã được chuyển tự từ tiếng Ả Rập: al-qalyah nghĩa là “tro thực vật” Thuật ngữ alkali phát âm tượng tự trong tiếng Anh cũng có cùng gốc này (potassium trong tiếng Ả Rập chuẩn hiện đại là مويساتوب būtāsyūm)

Tên tiếng Anh của nguyên tố này là potassium bắt nguồn từ từ “potash”, đề cập đến một phương pháp mà theo đó potash thu được bằng cách lọc sạch tro gỗ hoặc lá cây và làm bay hơi dung dịch trong một cái nồi Potash về bản chất là một hỗn hợp muối kali do thực vật có chứa một ít hoặc không có hàm lượng natri, và phần còn lại của khoáng chất trong thực vật bao gồm các muối canxi có tính hòa tan tương đối thấp Trong khi kali đã từng được sử dụng từ thời kỳ cổ đại, nhưng nó không được biết đến trong suốt bề dày lịch sử là một chất khác biệt về cơ bản với các muối natri Georg Ernst Stahl đã thu được bằng chứng thực nghiệm cho phép ông kết luận sự khác biệt của các muốn natri và kali vào năm 1702, và Henri Louis Duhamel du Monceau đã có thể chứng minh sự khác biệt này vào năm 1736 Thành phần hóa học chính xác của các hợp chất natri và kali, và trạng thái nguyên tố natri và kali đã không được biết đến, và do đó Antoine Lavoisier đã không xếp alkali vào trong danh sách các nguyên tố hóa học của ông năm 1789

Kim loại kali đã được Sir Humphry Davy phát hiện năm 1807, ông tách nó ra từ bồ tạt ăn da (KOH) Kim loại kiềm này là kim loại đầu tiên được điều chế bằng điện phân muối nóng chảy với một voltaic pile được phát hiện mới nhất Kali là kim loại đầu tiên được điều chế bằng phương pháp điện phân Cùng năm đó, Davy đã thông báo về việc tách natri kim loại từ một dẫn suất khoáng vật (caustic soda, NaOH, hay lye) chứ không phải muối thực vật cũng bằng kỹ thuật tương tự, và ông đã minh họa rằng các nguyên tố tách ra từ các muối này là khác nhau Mặc dù việc sản xuất kim loại kali và natri đã cho thấy rằng chúng là các nguyên tố nhưng phải mất một khoảng thời gian trước khi đề xuất này được công nhận rộng rãi

Trong một thời gian dài các ứng dụng potash chỉ dùng trong việc sản xuất thủy tinh, thuốc tẩy và xà phòng Xà phòng kali từ mỡ động vật và dầu thực vật có giá rất cao, do chúng có khuynh hướng hòa tan nhiều hơn trong nước và mềm hơn, nên được gọi là xà phòng mềm Phát hiện của Justus Liebig năm 1840 cho thấy rằng kali là nguyên tố cần thiết cho thực vật và hầu hết loại đất đều thiếu kali đã làm gia tăng nhu cầu các muối kali Tro gỗ từ các loại cây linh sam ban đầu được sử dụng như một nguồn cung cấp muối kali ở dạng phân bón, nhưng với việc phát hiện năm 1868 về các mỏ chứa kali clorua gần Staßfurt, Đức thì sản lượng phân bón kali bắt đầu được sản xuất ở quy mô công nghiệp Các mỏ potash khác dần được phát hiện, và vào thập niên 1960 Canada trở thành nước sản xuất nguồn kali chính trên thị trường quốc tế

Rubidi theo tiếng Latinh có nghĩa là đỏ thẫm, nó đã được 2 nhà khoa học Robert Bunsen và Gustav Kirchhoff phát triển trong khoáng vật Lepidolit khi dùng phương pháp phân tích quang phổ vào năm 1861 Khi phân tích, nó cho ra các vạch đỏ tươi trong quang phổ phát xạ Vì vậy mà tên gọi của chúng là Rubidus có nghĩa là màu đỏ thẫm

Trong Lepidolit, Rb có một lượng nhỏ, Kirchhoff và Bunsen đã đem 150kg Lepidolit xử lý chỉ thu được khoảng 0,24% Rubidi Oxit (Rb2O) Cả Rb và Kali đều tạo thành muối không tác khi tác dụng với axit Chloroplatinic Tuy nhiên, các muối này lại cho thấy mức độ hòa tan khác nhau khi đem chúng khuấy trong nước nóng Rubidi Hexachloroplatinate (Rb2PtCl6) ít tan hơn và dùng phương pháp kết tinh phân đoạn có thể thu được

Sau khi đem Rubidi Hexachloroplatinate (Rb2PtCl6) khử bằng Hidro, quá trình sẽ tạo ra 0,51g Rubidi Chloride Bunsen và Kirchhoff đã tiến hành cô lập hợp chất Caesi và

Rubidi với khối lượng 44 nghìn lít nước khoáng Phản ứng tạo ra 7,3g Caesi Chloride và 9,2 Rubidi Chloride Sau một năm phát hiện ra Caesi (Cs) trong phổ quang, 2 nhà khoa học Bunsen và Kirchhoff đã phát minh ra kính phổ quang

Bunsen và Kirchhoff đã dùng Rubidi Chloride thu được để ước tính ra khối lượng nguyên tử của nguyên tố mới là 85,36 (Giá trị hiện nay được chấp nhận là 85,47) Hai nhà khoa học cũng đã cố gắng dùng điện phân nóng chảy Chloride nhằm thu nguyên tố Rubidi nguyên chất nhưng họ nhận thấy một chất đồng nhất màu xanh và đặt nó là Subchorua (Rb2Cl) Tiếp tục thử lại lần thứ 2, Bunsen đã dùng phương pháp nung cháy Rubidi Tartrat để khử Rubidi Từ đó ông đã xác định được tỉ trọng và điểm nóng chảy của Rb Nghiên cứu được thực hiện với năm 1860 và chỉ ra rằng, tỉ trọng của nó được xác định dưới 0,1 g/cm3 và điểm nóng chảy nhỏ hơn 1 0C

Năm 1908, người ta đã phát hiện ra Rubidi có tính phóng xạ nhẹ Sau đó mãi đến năm 1910 thì thuyết về đồng vị của Rubidi mới được xác lập Hoạt tính phóng xạ nhẹ của Rb là do chu kì bán rã dài trên 1010 năm của nó, vì vậy việc giải mã trở nên phức tạp và khó khăn Từ thập niên 1920, nguyên tố Rb chỉ được đưa vào ứng dụng trong công nghiệp hóa và điện tử Đến năm 1995, các nhà khoa học Eric Allin Cornell, Carl Edwin Wieman và Wolfgang Ketterle đã dùng Rb87 ngưng tụ nhằm tạo ra Bose-Einstein Phát hiện này đã giành được giải Nobel vật lý năm 2001

Caesium (Cs) , cũng được đánh vần là Caesium , nguyên tố hóa học thuộc Nhóm 1 (còn gọi là Nhóm Ia) của bảng tuần hoàn , nhóm kim loại kiềm và là nguyên tố đầu tiên được phát hiện bằng quang phổ (1860), bởi các nhà khoa học người Đức Robert Bunsen và Gustav Kirchhoff , người đã đặt tên cho nó theo các vạch màu xanh lam độc đáo trong quang phổ của nó (tiếng Latin caesius , “xanh da trời”)

Nhà hóa học người Đức Robert Bunsen và nhà vật lý học Gustav Kirchhoff đã phát hiện ra caesi năm 1860 bằng một phương pháp mới được phát triển là "quang phổ phát xạ nung bằng ngọn lửa" Các ứng dụng quy mô nhỏ đầu tiên của caesi là "chất bắt giữ" trong ống chân không và trong tế bào quang điện Năm 1967, dựa trên nguyên lý của Einstein về sự không đổi của tốc độ ánh sáng trong vũ trụ, Ủy ban Quốc tế về Cân đo đã tách biệt hệ đếm 2 sóng riêng biệt từ quang phổ phát xạ của caesi-133 để đồng định nghĩa giây và mét trong hệ SI Từ đó caesi được ứng dụng rộng rãi trong các đồng hồ nguyên tử độ chính xác cao

Từ thập niên 1990, ứng dụng của nguyên tố này trên quy mô lớn nhất là caesi format trong dung dịch khoan Nó có nhiều ứng dụng trong kỹ thuật điện, điện tử, và hóa học Đồng vị phóng xạ caesi-137 có chu kỳ bán rã khoảng 30 năm và được sử dụng trong y học, thiết bị đo công nghiệp và thủy văn Mặc dù nguyên tố chỉ có độ độc tính trung bình, nó là vật liệu nguy hại ở dạng kim loại và các đồng vị phóng xạ của nó ảnh hưởng đến sức khỏe cao nếu được phóng thích ra môi trường

Vào khoảng thập niên 1870, một số nhà hóa học đã nghĩ rằng phải có một kim loại kiềm sau xêzi, với số nguyên tử bằng 87 Sau đó nó đã được nhắc tới bằng tên gọi tạm thời là eka xêzi Các nhóm nghiên cứu đã cố gắng định vị và cô lập nguyên tố còn thiếu này, và ít nhất có 4 tuyên bố nhầm rằng nguyên tố này đã được phát hiện ra Năm 1939 Marguerite Perey phát hiện ra và nó là nguyên tố cuối cùng được phát hiện trong tự nhiên

 Nhóm IIA gồm các kim loại kiềm thổ: Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra Các nguyên tố này được phát hiện từ năm 1798 đến 1898, bởi các nhà hóa học như Louis-Nicolas Vauquelin, Joseph Black, Humphry Davy, Carl Wilhelm Scheele và Pierre Curie Các kim loại kiềm thổ là một dãy các nguyên tố trong nhóm nguyên tố IIA của bảng tuần hoàn các nguyên tố Đó là berylium, magnesium, calcium, strontium, barium và radium (không phải lúc nào cũng được xem xét do chu kỳ bán rã ngắn của nó)

Các kim loại kiềm thổ được đặt tên theo các oxide của chúng, các đất kiềm, có tên gọi cũ là berylia, magiêsia, vôi sống, strontia và baryta Chúng được gọi là kiềm thổ vì các thuộc tính tự nhiên trung gian của chúng giữa các chất kiềm (oxide của các kim loại kiềm) và các loại đất hiếm (oxide của các kim loại đất hiếm) Sự phân loại của một số chất bề ngoài trơ như là 'đất' có lịch sử hàng thiên niên kỷ Hệ thống được biết sớm nhất được sử dụng bởi những người Hy Lạp cổ đại gồm có 4 nguyên tố, bao gồm cả đất Hệ thống này sau đó được làm rõ hơn bởi các nhà triết học và giả kim thuật như Aristotle (thế kỷ IV TCN), Paracelsus (nửa đầu thế kỷ XVI), John Becher (giữa thế kỷ XVII) và Georg Stahl (cuối thế kỷ XVII), với việc phân chia 'đất' thành ba hay nhiều loại hơn Sự nhận thức về 'đất' không phải là một nguyên tố mà là hợp chất được đề cập bởi nhà hóa học Antoine Lavoisier Trong tác phẩm Traité Élémentaire de Chimie (Các nguyên tố hóa học) năm 1789 ông gọi chúng là Substances simples salifiables terreuses, tức các nguyên tố đất tạo thành muối Sau đó, ông thấy rằng các đất kiềm có thể là các oxide kim loại, nhưng ông thừa nhận rằng đó chỉ là phỏng đoán Năm 1808, dựa trên tư tưởng của Lavoisier, Humphry Davy trở thành

người đầu tiên thu được các mẫu kim loại bằng cách điện phân các loại 'đất kiềm' nóng chảy

Chúng là các nguyên tố hoạt động mạnh và ít khi tìm thấy ở dạng đơn chất trong tự nhiên Trong lớp vỏ Trái Đất kim loại kiềm thổ chiếm tỉ lệ 4,16 % (trong đấy 67 % Calcium, 31 % Magnesium, 1,4 % Barium, 0,6 % Strontium và 1 lượng rất ít Berylium và Radium) Các kim loại kiềm thổ là các kim loại có màu trắng bạc, mềm, có khối lượng riêng thấp, có phản ứng tức thời với các nguyên tố thuộc nhóm halogen để tạo thành các muối điện ly và với nước để tạo thành các hydroxide kiềm thổ mạnh về phương diện hóa học tức các base (hay bazơ) Ví dụ sodium và potassium có phản ứng với nước ở nhiệt độ phòng, còn magnesium chỉ có phản ứng với hơi nước nóng, calcium thì phản ứng với nước nóng

Các nguyên tố này chỉ có hai electron ở lớp ngoài cùng xs2, vì thế trạng thái năng lượng ưa thích của chúng là dễ mất đi hai electron này để tạo thành ion có điện tích +2

 Nhóm IIIA gồm các kim loại nhóm bor: B, Al, Ga, In, Tl, Nh Các nguyên tố này được phát hiện từ năm 1808 đến 2016, bởi các nhà hóa học như Humphry Davy, Hans Christian Ørsted, Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran, Ferdinand Reich, Hieronymus Theodor Richter và Yuri Oganessian

Có một ngày một người thợ vàng ở Roma được phép cho hoàng đế Tiberius xem một chiếc đĩa ăn làm từ một kim loại mới.Chiếc đĩa rất nhẹ và có màu sang như bạc.Người thợ vàng nói với hoàng đế rằng ông đã sản xuất kim loại từ đất sét thô.Ông cũng cam đoan với hoàng rằng chỉ có ông ta và chúa trời biết cách sản xuất kim loại này từ đất sét.Hoàng đế rất thích thú và như một chuyên gia về tài chính ông đã quan tâm tới nó.Tuy nhiên ông nhận thấy rằng mọi tài sản vàng,bạc của ông sẻ mất giá trị nếu người dân sản xuất kim loại màu sáng này từ đất sét.Vì thế, thay vì cảm ơn người thợ vàng,ông ra lệnh chặt đầu ông ta.'' Những người Hi Lạp và La Mã Cổ đại đã sử dụng các loại muối của kim loại này như thuốc cẩn màu (nhuộm) và như chất là se vết thương,và phèn chua vẫn dùng như chất làm se Năm 1761 Guyton de Morveau đề xuất gọi gốc của phèn chua là alumina

Năm 1808, Humphry Davy xác định được gốc kim loại phèn chua (alum),vì vậy mà dựa theo đó ông đặt tên cho nhôm là aluminium Tên tuổi của Friedrich Wohler nói chung được gắn liền với việc phân lập nhôm vào năm 1827 Tuy nhiên, kim loại này đã được sản xuất lần đầu tiên trong dạng không nguyên chất hai năm trước bởi nhà vật lý và hóa học Đan Mạch Hans Christian Orsted Nhôm được chọn làm chóp cho đài kỷ niệm Washington vào thời gian khi một aoxơ (28,35g) có giá trị bằng hai lần ngày lương của người lao động