Điều gì sẽ xảy ra nếu đặt các hộp lập phương chứa tất cả nguyên tố hoá học ở cạnh nhau

[Linh Pham]

Randall Munroe, tác giả nổi tiếng của webcomic xkcd và cuốn sách What If?: Serious Scientific Answers to Absurd Hypothetical Questions, từng đưa ra một câu hỏi giả tưởng hài hước nhưng đầy tính khoa học: Điều gì sẽ xảy ra nếu chúng ta cố gắng xây dựng một bảng tuần hoàn các nguyên tố dưới dạng bức tường thực tế, với mỗi ô là một khối lập phương (kích thước khoảng 1 lít, cạnh 10 cm) được làm hoàn toàn từ nguyên tố tương ứng?

Ý tưởng nghe có vẻ thú vị – một công trình khổng lồ trưng bày tất cả 118 nguyên tố, sắp xếp theo đúng cấu trúc bảng tuần hoàn quen thuộc với 7 chu kỳ (periods) và các nhóm. Tuy nhiên, theo phân tích chi tiết và hài hước của Munroe, dự án này sẽ nhanh chóng biến thành thảm họa toàn cầu, thậm chí hủy diệt hành tinh trước khi hoàn thành.

Văn phòng của Bill Gates có một bảng tuần hoàn với các mẫu của mỗi hóa chất​

Phần đầu của bức tường – các nguyên tố ở góc trên bên phải (khí hiếm) và một số kim loại nhẹ – có thể xây dựng tương đối an toàn:

• Helium, Neon, Argon: Là khí trơ, khối lập phương sẽ chỉ là bình chứa khí, không phản ứng gì.
• Hydro, Oxy, Nitơ: Cũng là khí, cần bình chứa chắc chắn.
• Carbon (than chì hoặc kim cương), Silic, Boron: Vật liệu rắn ổn định.
• Các kim loại như Lithi, Natri, Kali (nhóm alkali): Phản ứng mạnh với nước và không khí, sẽ bốc cháy nếu tiếp xúc ẩm, nhưng nếu xây trong môi trường khô ráo, kiểm soát tốt thì tạm ổn.
• Berylli, Magiê: Độc hại nhưng có thể xử lý cẩn thận.

Đến đây, bức tường vẫn đứng vững, dù đã có vài vụ nổ nhỏ và đám cháy cần dập tắt.

Khi tiến đến các nguyên tố nặng hơn và phóng xạ, mọi thứ nhanh chóng mất kiểm soát:

• Radium, Poloni, Radon: Phóng xạ cực mạnh, khối lập phương sẽ phát ra bức xạ chết người, gây ung thư và tử vong cho bất kỳ ai tiếp cận.
• Francium: Nguyên tố kiềm thổ hiếm nhất, phản ứng bạo lực hơn cả cesium – khối lập phương sẽ nổ tung ngay lập tức khi tiếp xúc không khí hoặc nước.
• Astatine: Hiếm và phóng xạ, một khối lớn sẽ tự bốc hơi và phát nổ do nhiệt từ phân rã phóng xạ, tạo cột khí siêu nóng phá hủy khu vực xung quanh.
• Các nguyên tố siêu nặng như Plutonium, Americium, Curium: Không chỉ phóng xạ mà còn có nguy cơ đạt khối lượng tới hạn, gây phản ứng phân hạch hạt nhân không kiểm soát – tương đương vụ nổ bom nguyên tử.

Munroe mô tả rằng chỉ cần đặt các khối actinide và lanthanide vào vị trí, bức tường sẽ bắt đầu tan chảy, bốc cháy, phát nổ liên tục. Bức xạ lan rộng sẽ giết chết đội xây dựng, khí độc (như fluor – nguyên tố phản ứng mạnh nhất) sẽ đầu độc không khí.

Trước khi hoàn thành bảng tuần hoàn, toàn bộ công trình sẽ sụp đổ trong lửa, khói và bức xạ. Munroe hài hước kết luận rằng: hầu hết các nguyên tố nặng không tồn tại ổn định ở lượng lớn trên Trái Đất vì lý do chính đáng – chúng sẽ tự hủy diệt nếu tập trung. Kết quả cuối cùng? Một vụ nổ hạt nhân khổng lồ, có thể phá hủy phần lớn hành tinh, biến dự án khoa học thành ngày tận thế.

Phần phân tích này của Munroe không chỉ hài hước mà còn giáo dục, nhắc nhở chúng ta về tính chất thực tế của các nguyên tố: nhiều nguyên tố chỉ tồn tại trong phòng thí nghiệm với lượng vi lượng, và việc tập trung chúng ở quy mô lớn là bất khả thi – thậm chí nguy hiểm chết người.