skkn sử DỤNG KIẾN THỨC LỊCH sử hóa học vào GIẢNG dạy bộ môn hóa 10

Tên SKKN: SỬ DỤNG KIẾN THỨC LỊCH SỬ HÓA HỌC VÀO
GIẢNG DẠY BỘ MƠN HĨA 10
I. LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Nhân loại đã bước vào thế kỉ XXI, thế kỉ của khoa học- kĩ thuật và công nghệ.
Từng giây từng phút, các nhà khoa học đã miệt mài nghiên cứu cống hiến cho đời
những thành quả to lớn. Hóa học là một ngành khoa học, khơng những có vai trị
quan trọng trong cuộc sống mà bất cứ ngành khoa học kĩ thuật hay cơng nghệ nào
cũng bị ảnh hưởng ít nhiều bởi hóa học. Để có được những thành quả như ngày hơm
nay, hóa học đã trải qua những bước thăng trầm từ những ngày sơ khai hình thành.
Việc tìm hiểu lịch sử hóa học đóng vai trị quan trọng, giúp bổ sung, hệ thống hóa
những kiến thức về hóa học, hiểu thêm về những cơng trình, những phát minh và
việc nghiên cứu của các nhà bác học. Qua đó, giúp ta thêm u thích mơn khoa học
này, học hỏi ở những người đi trước sự ham mê nghiên cứu và ý chí phấn đấu khơng
ngừng.
Mơn hóa học ở trường phổ thông là môn học giúp học sinh bước đầu tìm hiểu về
ngành hóa học, là mơn học cung cấp cho các em những kiến thức căn bản nhất về các
hiện tượng hóa học trong tự nhiên, đời sống, những kiến thức của quá trình sản xuất
các nguyên vật liệu phục vụ đời sống. Giúp các em hiểu đúng, chính xác và say mê
môn học là nhiệm vụ của người giáo viên. Vì vậy quá trình hình thành và phát triển
của ngành khoa học hóa học là phần kiến thức khơng thể thiếu của người giáo viên
hóa học. Phần kiến thức này sẽ giúp giáo viên có bài giảng sinh động hơn, logic và
khoa học hơn. Lịch sử tìm ra các nguyên tố, quá trình làm việc của các nhà khoa học
phát hiện ra và điều chế các nguyên tố cùng những giai thoại xung quanh các nguyên
tố và các nhà hóa học sẽ kích thích được lịng say mê khoa học ở học sinh, tạo được
niềm tin về khả năng chinh phục tự nhiên của con người nơi các em.
Tuy nhiên, hiện nay tư liệu về kiến thức lịch sử hoá học được đưa vào sách giáo
khoa, sách giáo viên cịn hạn chế. Phần lớn giáo viên chưa có nhiều thời gian và điều
1


kiện nghiên cứu tìm hiểu về lịch sử hố học, vì vậy tư liệu, kiến thức về vấn đề này

cịn rời rạc chưa hệ thống.
Xuất phát từ những lí do trên, chúng tôi đã chọn đề tài “Sử dụng kiến thức Lịch
sử Hố học vào giảng dạy Bộ mơn Hố 10”.
Với đề tài này chúng tôi nghiên cứu hệ thống kiến thức lịch sử hoá học, sử dụng
vào giảng dạy mơn hố học lớp 10 ở trường THPT.
Mục đích đề tài: tìm hiểu, lựa chọn những kiến thức lịch sử có liên quan đến nội
dung mơn hố học lớp 10 ở trường THPT, sử dụng vào giảng dạy nhằm nâng cao
hiệu quả dạy học.

II. CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI
2.1. ĐỐI TƯỢNG VÀ NHIỆM VỤ CỦA LỊCH SỬ HOÁ HỌC
- Lịch sử hóa học nghiên cứu và mơ tả q trình tích lũy các kiến thức hóa học
trong lịch sử lồi người.
- Hóa học khơng phải là một lĩnh vực cô lập mà nằm trong hoạt động chung nhiều
mặt của lịch sử xã hội lồi người, vì vậy chỉ có thể xem xét đúng đắn lịch sử hóa học
trong q trình phát triển chung của xã hội lồi người và trong mối quan hệ với các
mặt hoạt động khác của con người.
- Ở mỗi giai đoạn lịch sử, hóa học phát triển trong những điều kiện kinh tế xã hội
nhất định và có liên quan mật thiết với các biến chuyển trong xã hội.
- Trong quá trình phát triển, hóa học ln có mơí quan hệ với các ngành khoa học
khác và khi nghiên cứu lịch sử hóa học phải chú ý xem xét các sự kiện hóa học trong
mối quan hệ với các ngành khoa học khác.
2


2.2. TÁC DỤNG CỦA VIỆC ĐƯA KIẾN THỨC LỊCH SỬ HỐ HỌC VÀO
GIẢNG DẠY
- Thơng qua các kiến thức của lịch sử hóa học, giáo viên có thể giáo dục quan
điểm vơ thần, hình thành thế giới quan duy vật biện chứng cho học sinh một cách
hiệu quả.

- Các tình huống có thực trong lịch sử hóa học giúp giáo viên dễ dàng xây dựng
các tình huống có vấn đề trong dạy học, đưa học sinh trở lại với các tình huống mà
các nhà khoa học đã trải qua trong q trình tìm tịi khám phá, tạo sự tin tưởng và
huy động được sự chú ý của học sinh vào bài học.
- Giúp giáo viên mở rộng và hoàn thiện kiến thức.
- Thuận lợi cho giáo viên trong việc truyền đạt kiến thức mới, tạo ra tính logic của
vấn đề, tạo lòng tin ở học sinh, giúp học sinh tiếp thu kiến thức mới dễ dàng và chắc
chắn hơn, đồng thời giúp học sinh thấy được sự phát triển không ngừng của khoa học
hóa học.
- Giúp học sinh thấy được rằng, ngành hóa học khơng tồn tại và phát triển độc lập
riêng lẻ mà ln có mối liên hệ với các ngành khoa học khác như vật lý học, toán
học, triết học, sinh học...
- Thông qua các kiến thức lịch sử hóa học giáo viên giúp học sinh thấy rõ những
thành tựu của hóa học hiện đại là kết quả của một chặng đường lịch sử lâu dài mà để
có được nó phải kể đến những cơng lao to lớn của các nhà hóa học, đó là sản phẩm
của thực tiễn lịch sử xã hội, do nhu cầu thực tiễn và trở lại phục vụ thực tiễn chứ
không phải là lý thuyết suông.
- Làm giảm sự căng thẳng của giờ học, gây hứng thú học tập, kích thích tính tị
mị của học sinh qua tìm hiểu về các nhà hóa học với tên tuổi gắn liền với những
phát minh, những kinh nghiệm, những thành công hay thất bại của họ, giúp học sinh
thêm u thích mơn hóa, đồng thời rèn cho học sinh nhiều đức tính tốt đẹp qua
gương của các nhà bác học: cần cù, kiên nhẫn, dũng cảm...

3


2.3. THỰC TRẠNG VIỆC SỬ DỤNG KIẾN THỨC LỊCH SỬ VÀO GIẢNG
DẠY HOÁ HỌC Ở TRƯỜNG THPT
2.3.1. Thuận lợi
- Việc đổi mới nội dung, phương pháp dạy học đang được xã hội quan tâm, đầu tư,

khích lệ cho những thay đổi tích cực nhằm phát triển nền giáo dục nước nhà.
- Đội ngũ giáo viên ngày càng được trang bị chu đáo về chuyên môn nghiệp vụ sư
phạm.
- Hệ thống thơng tin có liên quan đến mơn hố học được đăng tải đa dạng với
nhiều hình thức: sách, tạp chí, internet…
- Đối tượng học sinh năng động, thích tìm tịi nghiên cứu…
2.3.2. Khó khăn
Bên cạnh những thuận lợi trên, cịn tồn tại nhiều khó khăn. Tơi xin nêu một số khó
khăn liên quan đến việc sử dụng kiến thức lịch sử hoá học vào giảng dạy hoá học ở
trường THPT như sau:
- Tư liệu liên quan đến kiến thức lịch sử hoá học được đưa vào sách giáo khoa,
sách tham khảo chưa nhiều.
- Tốn nhiều thời gian và công sức cho việc tìm kiếm tư liệu.
- Phải đầu tư nhiều thời gian và trí tuệ để có phương pháp và hình thức sử dụng
kiến thức lịch sử hố học vào giảng dạy một cách hiệu quả….
- Thường phải có phương tiện CNTT hỗ trợ để trình chiếu những hình ảnh, tư
liệu…

4


III. NỘI DUNG
3.1. MỘT SỐ TƯ LIỆU VỀ KIẾN THỨC LỊCH SỬ HỐ HỌC LỚP 10THPT
3.1.1. Q trình nghiên cứu nguyên tử
 Quan niệm của các triết gia thời cổ đại
- Thuyết nguyên tử của Đêmôcrit như sau: các chất đều
cấu tạo từ những phần tử rất nhỏ được gọi là “atomos”,
nghóa là không thể phân chia được, đó là nguyên tử.

Democrite, 460-390 TCN

- Aritxtot (Aristotle, 384-322 TCN) bác bỏ thuyết nguyên tử, thừa nhận vật
chất có thể chia vô hạn, cho rằng bốn tính chất nguyên thủy đối lập với nhau
từng cặp: khô – ẩm, nóng – lạnh, bốn tính chất ấy kết hợp từng cặp thành các
nguyên tố:
nóng + khô = lửa

nóng + ẩm = không khí

lạnh + khô = đất,

lạnh + ẩm = nước

5


Aristotle, 384-322 TCN
 Hình thành thuyết ngun tử khoa học
Năm 1789 Lavoiê (Antoine Laurent Lavoisier – nhà bác học Pháp ) thiết
lập Định luật bảo toàn khối lượng.
Năm 1799, Prut (Joseph Louis Proudt, 1755 – 1826) sau nhiều thí nghiệm
phân tích hoá học đã đưa ra định luật thành phần không đổi
Năm 1803, Đan – Tôn (John Danton), nhà khoa học người Anh tìm ra định
luật tỉ lệ bội số.
Ba định luật trên là những cơ sở khoa học để cho Đan – Tôn
đưa ra giả thuyết nguyên tử (năm 1808) được phát triển thành
học thuyết nguyên tử, với nội dung có thể tóm tắt như sau:
+ Các nguyên tố được cấu tạo bằng nguyên tử là những hạt
không chia được trong phản ứng hóa học.
+ Nguyên tử có một tập hợp tính chất đặc trưng, đặc trưng nhất là có một khối
lượng nguyên tử không đổi.

John Danton
(1766-1844)

+ Sự hóa hợp các nguyên tử trong hợp chất theo những
tỉ lệ đơn giản dẫn đến sự tạo thành một lượng nhỏ nhất

của hợp chất gọi là một nguyên tử phức tạp.

6


-Trên cơ sở thuyết nguyên tử (và phân tử), các nhà hóa học tìm cách biểu
diễn các nguyên tư û của các nguyên tố, biểu diễn phân tử của các chất bằng kí
hiệu, công thức hóa học cũng như tóm tắt các phản ứng bằng các phương trình
hóa học. Điều này được đánh giá là một phát kiến kì diệu trong hóa học.
 Mô hình nguyên tử đầu tiên
- Năm 1897, Tôm Xơn (Joseph John Thomson,1856-1940) nhà bác học Anh,
khi nghiên cứu hiện tượng phóng
điện trong khí loãng, đã đo độ

+

lệch của những phần tử tích điện

-

của tia này trong điện trường rồi

+

kết luận tia âm cực là một dòng
những phần tử tích điện âm.

-

Màn huỳnh quang

Mô hình thí nghiệm tìm ra electron
- Đồng thời, bằng những nghiên cứu tiếp theo về hiện tượng phóng xạ của
hai vợ chồng Quiri và nhà vật lí học người Anh Rơ- dơ- pho (E.Rutherford), xác
định được rằng trong bức xạ có một thành phần là chùm các phần tử tích điện
dương (tia Anpha), một thành phần là bức xạ điện từ (tia Gama), một thành phần
là chùm các phần tử tích điện âm (tia Bêta). Tia Bêta là dòng electron chuyển
động nhanh. Điều đó một lần nữa xác nhận rằng electron có trong thành phần
nguyên tử.

7


Sự phóng xạ tự nhiên

Từ sự nghiên cứu tia âm cực, tìm ra electron; nghiên cứu hiện tượng phóng
xạ; khám phá ra hiện tượng quang điện, khám phá tia dương cực và từ tính chất
trung hòa điện của nguyên tử, cho phép kết luận nguyên tử có cấu tạo phức tạp,
gồm có electron mang điện âm và phần tử mang điện tích dương.
Trên những cơ sở khoa học đo,ù năm 1903 Tôm Xơn
đưa ra giả thuyết về cấu trúc nguyên tử đầu tiên nên
gọi là mô hình nguyên tử đầu tiên: nguyên tử như một
điện tích dương phân bố đều đặn trong một hình cầu
trong đó có nhiều electron rất nhỏ phân bố thành từng

lớp.

8


Sự khám phá ra hạt nhân nguyên tử



Năm 1911, nhà vật lí học người Anh Rơ Thơ

Mô hình nguyên tử Thompson

Pho (E.Rutherford ), đã cho các hạt anpha bắn phá
một lá vàng mỏng và đặt màn huỳnh quang sau lá vàng để theo dõi đường đi của
hạt anpha. Kết quả cho thấy hầu hết các hạt anpha đi qua lá vàng không đổi
hướng, nhưng có một số ít hạt lệch những góc nhỏ, có hạt thay đổi nhiều về
hướng chuyển động và thậm chí bị bật lại phía sau.

Mô hình thí nghiệm tìm ra hạt nhân nguyên tử

Ernest Rutherford
(1871-1937)

9


Điều đó chứng tỏ phần lớn khoảng không gian do nguyên tử chiếm không
chứa các phần tử nặng, ở đó chỉ có thể có các electron. Chính vì khối lượng của
electron nhỏ hơn khối lượng hạt anpha gần 7500 lần nên sự va chạm với electron

thực tế không ảnh hưởng đến chuyển động của hạt anpha. Những trường hợp hạt
anpha bị lệch mạnh ra, thậm chí bị bật lại chứng tỏ rằng trong nguyên tử có hạt
nặng nào đó tập trung phần lớn toàn bộ khối lượng của nguyên tử. Hạt này chiếm
thể tích rất nhỏ, chính vì vậy các hạt anpha ít khi va chạm với nó và phải có điện
tích dương để gây ra lực đẩy các hạt anpha tích điện cùng dấu. Như vậy phần tích
điện dương tập trung hầu hết khối lượng nhưng lại chiếm thể tích rất nhỏ so với
thể tích nguyên tử, chứ không phải phần tích điện dương phân bố trong tòan bộ
nguyên tử như Tôm-xơn đã nêu.
 Mô hình nguyên tử hạt nhân của RơThơ Pho (Ernest Rutherford)
Trên cơ sở những kết quả thực nghiệm, năm
1911 Rơ Thơ Pho đưa ra mô hình nguyên tử, có thể
tóm tắt như sau:
Nguyên tử được cấu tạo bởi một hạt nhân rất bé
mang điện tích dương tập trung gần hết khối lượng
của nguyên tử và các electron chuyển động xung
quanh hạt nhân như những hành tinh chuyển động
chung quanh mặt trời.
Mô hình này chấp nhận sự tồn tại của hạt nhân nguyên tử nên được gọi là
mô hình nguyên tử hạt nhân. Điều này đến
nay vẫn còn được xác nhận của khoa học hiện

Mô hình nguyên tử của Rutherford

đại.
10


- Sự tìm ra proton: năm 1919, Rơ Dơ Pho cho bắn phá hạt nhân nguyên tử
Nitơ bằng hạt anpha, đã thu được những phần tử y như hạt nhân nguyên tử H. Ông
đề nghị gọi đó là Proton.

4
2

He +

14

17

N

7

O +

8

1
1

p

- Sự tìm ra nơtron
Khi nghiên cứu khối lượng nguyên tử, người ta nhận thấy: nếu nguyên tử
hidro gồm một proton và một electron để nguyên tử trung hòa
về điện, nguyên tử heli gồm hai proton và hai electron để trung
hòa điện thì khối lượng nguyên tử heli phải gấp đôi khối lượng
nguyên tử hidro, nhưng thực tế lại gấp bốn. Giả thuyết đặt ra là
còn có loại hạt nào đó ngoài hạt electron và electron.
Năm 1932, Chat – Vich ( James Chetuych, 1891- 1974), cộng tác viên của

Rơ Dơ Pho, đã dùng tia anpha bắn phá một tấm kim loại Beri mỏng thì thấy phát
James Chetuych
sinh ra một loại hạt mới có khối lượng gần bằng khối lượng của proton
và không
(1891-1974)

mang điện. Ông gọi đó là hạt Nơtron.
4
2

He +

9
4

Be

12

O +

6

1
0

n

- Đến năm 1932, nhân loại đã biết hạt nhân nguyên tử gồm hai loại hạt là
proton và notron, gọi chung là nucleon (hạch tử), có thể tích rất nhỏ so với toàn

nguyên tử nhưng lại tập trung hầu hết khối lượng nguyên tử.
Sự ra đời của thuyết cơ học lượng tử, tiếp tục nghiên cứu và cho kết quả về cấu
tạo nguyên tử như ngày nay.
3.1.2. Lịch sử phát minh bảng tuần hồn các ngun tố hố học
 Thời kì trước Mendeleev
- Quy luận bộ ba
11


Vào năm 1817 nhà hóa học Đức Johann Dobereiner (1780 - 1849 ) nêu ra một
quy luật là: Thiên nhiên chứa đựng những bộ ba của các nguyên tố. Trong mỗi
bộ ba của các ngun tố có tính chất giống nhau (cùng họ) thì khối lượng của
nguyên tố đứng giữa bằng trung bình cộng các ngun tố ở hai phía nó (tức là
nguyên tố đầu và nguyên tố cuối của bộ ba đó).

Li

Ca

P

S

Cl

Na

Sr

As

Se

Br

K

Ba
Sb
Te
Các bộ ba của Johann Dobereiner

I

Theo hướng đó,ơng sắp xếp 54 nguyên tố đã được phát hiện tới lúc đó thành 5 bộ
ba, nêu lên phương pháp phân loại các nguyên tố theo bộ ba nguyên tố.
Đáng buồn thay, lĩnh vực nghiên cứu này đã bị phê phán bởi sự thật rằng về
các giá trị chính xác của những gì khơng ln sẵn có.
- Quy luật đường xoắn ốc
Nếu bảng tuần hoàn được coi như là trật tự sắp xếp của những ngun tố hóa
học, thể hiện tính tuần hồn về tính chất hóa học và vật lý của các nguyên tố thì sự
tin cậy vào bảng tuần hoàn đầu tiên được ghi nhận cho nhà địa chất, hóa học người
Pháp A. Emile Béguyer De Chancourtois ( 1819 – 1886).
12


Ông cũng căn cứ theo sự biến hóa nguyên tử lượng
của các nguyên tố mà sắp xếp các nguyên tố: Vẽ
đường xoắn trên bề mặt một hình trụ (đường xoắn
tạo thành góc 450 so với mặt đáy hình trụ), sau đó

lại căn cứ theo nguyên tử lượng của oxi là 16 để vẽ
các đường thẳng đứng sao cho chia bề mặt hình trụ
thành 16 phần bằng nhau, cuối cùng sắp xếp lên
theo trình tự nhỏ tới lớn về nguyên tử lượng của 62
nguyên tố đã biết tới lúc đó, vào các giao điểm của
đường xoắn và các đường thẳng đứng trên mặt hình trụ. Nhưng khơng may sơ đồ của
ơng ta có chứa các ion và các hợp chất ngồi nguyên tố. Và thật đáng buồn cách phân loại
theo đường xoắn này lại chẳng gây được chút chú ý nào tại cuộc họp của viện hàn lâm khoa
học Pháp vào năm 1862.
- Quy luật những quãng tám

John Newlands (1837 – 1898) -Anh
Năm 1864 Newlands đã cho xuất bản hệ thống tuần hồn của mình, và đề nghị
quy tắc OCTAVES (Quy tắc này phát biểu rằng: bất cứ nguyên tố đã cho nào cũng
sẽ thể hiện tính tương tự về tính chất với 8 nguyên tố theo sau nó trong bảng hệ
thống tuần hồn các ngun tố hố học). Trong bảng hệ thống tuần hồn đó, ơng sắp
13


xếp các nguyên tố theo trật tự khối lượng nguyên tử tăng dần chia thành 8 “bát tố”,
nghĩa là đến nguyên tố thứ 8 tính chất của nguyên tố đầu lại lặp lại (ví dụ: Na là
nguyên tố thứ 9 lặp lại tính chất của Li là nguyên tố thứ 2…) Mỗi bát tố là một cột 7
nguyên tố, các nguyên tố giống nhau xếp nằm ngang.

Bảng của New Lands vấp một loạt thiếu sót, ví dụ như một chỗ chiếm bởi hai
nguyên tố.
– Quy luật hoá trị

Lothar Meyer (1830 – 1895), nhà hoá học Đức, năm 1864
dựa trên hoá trị đã sắp

xếp 28 nguyên tố (trong
tổng số 63 nguyên tố)
thành 6 nhóm ngun tố
điển hình có liên quan
với nhau như dưới đây:

14


Có thể nói Meyer là người thành cơng nhất (ở thời đó). Ơng đã sơ bộ hình dung
được định luật tuần hồn vì ơng khơng nhận ra được mối liên hệ giữa các dãy nguyên
tố giống nhau nêu không nêu lên được định luật.
 Thời kì Mendeleev phát minh ra HTTH các nguyên tố hoá học
Cho tới thời đại của Mendeleev người ta đã biết 63
ngun tố hóa học, tích lũy được khối lượng lớn tính chất và
nguyên tử lượng của các nguyên tố…Nhiệm vụ lịch sử to lớn
mà các nhà khoa học trước đó chưa hồn thành đã rơi vào vai
của nhà hoá học Nga Dmitrii Mendeleev( 1834 – 1907).

15


Trình tự của các ngun tố hóa học đó nên xếp đặt ra sao? Câu hỏi đó ln nung
nấu trong đầu Mendeleev.
Một hơm ơng mở lại cuốn nhật ký thí nghiệm, dùng bút chì vẽ vẽ gạch gạch chữ
này chữ khác, thử vẽ nên một bảng thể hiện ra một số quy luật, trong sắp xếp các
Mendeleev( 1834 – 1907)

nguyên tố hóa học. Đột nhiên ơng đứng phắt dậy, gọi người trợ lý
đem tới cho ông mấy tờ giấy dày rồi nhờ anh ta cắt thành các ơ có

kích thước vuông vức như nhau. Mendeleev viết lên mỗi ô giấy đó một nguyên tố hóa
học, cùng với nguyên tử lượng , hóa trị và tính chất chủ yếu… đem bỏ vào một sọt.
Tiếp đó ơng thử sắp xếp các ngun tố theo từng bộ ba như nhà hóa học Đức
Dobereiner đã làm năm 1829, rồi sau đó Duyma phát triển thêm. Nhiều bộ ba ngun
tố có tính chất giống nhau nhưng giữa các bộ ba đó có gì liên hệ với nhau? Khơng có!
Ơng lại xếp theo “bát tố”, từng tam nguyên tố như Newland đã làm năm 1864.
Newland đã nhận xét:”nếu xếp các nguyên tố theo chiều trọng lượng nguyên tử tăng
dần thì cứ 8 nguyên tố lại thấy chúng giống nhau kỳ lạ như tám nốt nhạc sau một
octa!” Dĩ nhiên Mendeleev khơng đồng tình với thái độ chế nhạo cách sắp xếp này
như các hội viên Hội Hóa Học Ln Đơn đã làm khi nghe Newland trình bày. Nhưng
thực ra cách của Newland cũng không giải quyết được vấn đề cơ bản.
Rồi ông xếp theo bảng của Oderling, của Chancourtois, của Lothar Meyer và
nhiều tác giả khác…
Tất cả các cách sắp xếp đó chỉ chú ý đến sự giống nhau của các nguyên tố và
nhóm nguyên tố mà chưa liên kết được các nhóm giống nhau và khác nhau vào cùng
một hệ thống. Nói khác đi là chưa tìm ra được mối liên hệ giữa chúng, chưa tìm ra
quy luật chi phối chúng.
Thơng thường Mendeleev vẫn làm việc từ tờ mờ sáng đến 5 giờ 30 phút chiều,
6 giờ 30 phút chiều mới ăn “cơm trưa” sau đó làm việc tới tận đêm khuya. Thế
nhưng lần này ông làm việc một mạch liền 3 ngày 3 đêm!
Mùa xuân năm 1869, Mendeleev đã đem các nguyên tố hóa học sắp xếp theo
thứ tự tăng dần nguyên tử lượng của chúng, làm cho các nguyên tố tự động hình
16


thành các nhóm, các tổ có tính chất tương tự gần gũi nhau. Khi đó, ơng phát hiện
thấy cứ sau 7 ngun tố lại có một ngun tố có tính chất hết sứ giống nhau, tựa như
trong một hàng người xếp hàng, cứ cách 7 người lại gặp người mặc quần áo cùng
màu vậy! Ông bèn sắp xếp các hàng 7 nguyên tố, hàng nọ trên hàng kia, sao cho các

nguyên tố giống nhau cùng nằm trên một cột dọc (thật ra trong bảng đầu tiên
Mendeleev xếp các nguyên tố giống nhau theo hàng ngang.)
Mendeleev sải bước mấy vòng quanh phịng thí nghiệm, bị kích động tới mức
chân tay phát run lên. Ơng lẩm bẩm từ nói với mình: vậy là tính chất của các nguyên
tố cùng với nguyên tử lượng của chúng là có quan hệ tính chu kỳ”. Ông vội vơ lấy
chiếc bút chì, ghi vào quyển nhật ký thí nghiệm hàng chữ: “CĂN CỨ THEO
NGUYÊN TỬ LƯỢNG VÀ CÁC TÍNH CHẤT HĨA HỌC KHÁC NHAU CỦA
NGUN TỐ ĐỂ THỬ LẬP BẢNG SẮP XẾP CÁC NGUYÊN TỐ”
Thế là sau nhiều ngày nghiền ngẫm, ĐỊNH LUẬT TUẦN HOÀN ra đời.
Nhưng “BẢNG TUẦN HỊAN” khơng có tiếng vang trong giới khoa học châu Âu…

Khi xây dựng bảng tuần hoàn, Mendeleev thấy nguyên tử lượng của nhiều
nguyên tố hóa học do các nhà hóa học tiền bối xác định khơng đúng và ơng đã dựa
vào định luật tuần hồn mà sửa lại. Nhiều tính chất hóa học và thành phần các hợp
17


chất cơng bố trên các tạp chí đương thời, theo ông là sai. Để khỏi mâu thuẫn với định
luật tuần hồn, tự ơng tiến hành thí nghiệm xác định lại.
Trong “ bảng tuần hoàn”, từ nguyên tố nhẹ nhất là hidro đến ngun tố nặng
nhất là chì , ơng thấy có nhiều ơ phải bỏ trống: như vậy có nhiều nguyên tố còn chưa
biết. Trong tờ “ Niên luận” do Leibig chủ trương, Mendeleev viết bài: “Vận dụng
định luật tuần hồn để xác định tính chất của các ngun tố cịn chưa biết”. Trong đó
ơng dự đốn và mơ tả cặn kẽ tính chất của ba nguyên tố chưa biết là eka bo, eka
nhôm và eka silic ( eka là tương tự)
Cũng như “bảng tuần hoàn”, bài báo trên bị đón tiếp nhạt nhẽo, thậm chí tác giả
cịn bị cơng kích : “Nhà hóa học trẻ tuổi này dựa vào đâu mà làm những việc trên? Dựa
vào định luật do mình tìm ra, chưa được thừa nhận! Có vội vàng khơng? Có thiếu khiêm
tốn khơng? Các bảng sắp xếp tương tự “ bảng tuần hồn” đã được cơng bố từ lâu.
Nguyên tố còn chưa phát hiện mà dám nguyên tử lượng, tỉ trọng! Thật vô lý hết sức!

…”
Mendeleev viết một số bài báo trả lời và cho rằng chỉ cần một trong những ngun
tố do ơng dự đốn được tìm ra thì sự đúng đắn của định luật tuần hịa là khơng thể chối
cãi.
Cần phải kiên trì chờ đợi… Nhưng đợi đến bao giờ. Việc tìm ra một ngun tố
hóa học khơng phải là chuyện hằng ngày. Liệu ơng có cịn sống cho đến cái ngày vĩ
đại ấy khơng?
Sáu năm trôi qua, cho đến một ngày mùa thu năm 1875, khi xem tập “báo cáo”
của Viện Hàn lâm khoa học Pháp, Mendeleev dừng lại tại thơng báo về việc tìm ra
một nguyên tố mới của Lecoq de Boisbaudran ( 1838 –
1912) và được đặt tên là Gali. Khơng cịn nghi ngờ gì nữa:
tính chất của ngun tố Gali chính là tính chất của ngun

tố

eka nhơm mà ơng đã dự đốn. Ông nghiên cứu kỹ hơn bài
báo : Boisbaudran xác định trọng lượng riêng của Gali là
4,7 g/cm3. Không đúng! Nếu dựa vào định luật tuần hoàn để
18


tính tốn thì nó phải là 5,9 – 6 g/cm 3. Ơng viết thư cho Boisbaudran đồng thời thơng
báo cho Viện Hàn lâm khoa học Pháp rằng nguyên tố Gali mới tìm ra chính là eka
nhơm mà ơng đã dự đoán.
Khi nhận được thư của Mendeleev, Boisbaudran hết sức ngạc nhiên. Ơng khơng
thể hiểu tại sao Mendeleev lại tin rằng kết quả do ông và người cộng sự xác định là
sai trong khi trong tay Mendeleev khơng hề có ngun tố đó.
Nhà hóa học Pháp gửi thu cho Mendeleev khẳng định rằng mình đo trọng lượng
riêng của Gali khơng sai. Nhưng Mendeleev lại gửi cho ông ta một bức thư nữa: “ tơi vẫn
kiên trì quan điểm của tơi. Tơi nghĩ sai lầm trong kết luận của ngài có lẽ là do Gali trong

phịng thí nghiệm của ngài chưa đủ sạch mà gây nên. Biện pháp tốt nhất là ngài nên đo
lại”
Boisbaudran là nhà khoa học tôn trọng sự thật. Nhận được thư Mendeleev
khẳng định như thế, ông liền tiến hành luyện sạch Gali, đo lại tỉ trọng của nó. Kết
quả là trọng lượng riêng của Gali quả là 5,96 g/cm3
Thật khơng cịn gì để nghi ngờ lời dự đốn khoa học của Mendeleev nữa!
Boisbaudran vội gửi thư tới Mendeleev khẳng định tính khoa học ở những dự đốn
của ơng, tỏ lịng khâm phục ơng.
Chính là như thế, nhà khoa học người Pháp dùng phương pháp thực nghiệm lần
đầu tiên chứng thực tiên đốn của Mendeleev, từ đó chứng minh tính khoa học của
định luật tuần hồn các ngun tố. Có thể nói, đây là thắng lợi thứ nhất của định luật
tuần hồn các ngun tố.
Sự kiện này có tiếng vang rất lớn trong giới khoa học ở châu Âu, luận văn về
định luật tuần hồn các ngun tố hóa học của Mendeleev được nhanh chóng dịch ra
tiếng Pháp, tiếng Anh, in trên các tạp chí, sách báo khoa học ở Châu Âu. Rất đông
các nhà khoa học hăng hái căn cứ theo bảng tuần hoàn các nguyên tố do Mendeleev
sáng chế để đi tìm tịi, khám phá những ngun tố chưa được phát hiện. Nhiều phịng
thí nghiệm nổi tiếng của châu Âu khẩn trương hoạt động. Hàng ngàn nhà khoa học
khát khao thu được phát hiện mới!
19


Và kết quả chờ đợi không lâu, bốn năm sau. Năm 1880,
nhà hóa học Thụy Điển Lars Fredrik Nilson (1840 – 1899)
làm việc tại phịng thí nghiệm của Berzelius phát hiện ra
một loại ngun tố mới – Scandi. Đó chính là eka bo mà
Mendeleev đã dự đốn. Mọi tính chất, thơng số mà
Mendeleev đã miêu tả với eka bo hồn tồn giống như
Nilson đo được ở Scandi. Đây chính là lần thắng lợi thứ hai của định luật tuần hoàn
các nguyên tố hóa học của Mendeleev .

Và sáu năm sau, năm 1886, nhà khoa học Đức
Clemens Alexandre Winkler (1873-1902) dùng phương
pháp phân tích quang phổ, phát hiện ra nguyên tố mới, đặt
tên là Gecmani để tưởng nhớ nước Đức- quê hương. Các
nhà khoa học kinh ngạc phát hiện: những đo đạc xác định
các thông số của gecmani là hết sức giống với đo đạc về eka
silic của Mendeleev! Mendeleev dự đốn eka silic có trọng lượng là 72, tỉ trọng là
5,5 , sơi ở 990C, gần như khơng có tác dụng với axit, nhưng có tác dụng với kiềm và
rất dễ tan trong kiềm. Còn Winkler xác định với Gecmani là có trọng lượng là 72,3 ,
tỉ trọng là 5,35 , sơi ở 86 0C, rất khó tan và tác dụng với axit, nhưng khi nóng chảy lại
rất dễ tác dụng với kiềm và rất dễ tan trong kiềm … Winkler đã viết: “Khơng cịn
nghi ngờ gì nữa, định luật tuần hoàn đã mở ra một chân trời mới trong khoa học…”.
Điều này đã một lần nữa khẳng định thiên tài của Mendeleev, là thắng lợi lần thứ 3
của định luật tuần hồn các ngun tố của ơng.
3.1.3. Lịch sử tìm ra các nguyên tố halogen

20


a. Flo
Do có hoạt động hố học cực kỳ mạnh nên flo là nguyên tố được tách ra ở
trạng thái tự do muộn nhất trong các halogen và nó mới có ứng dụng thực tế cách
đây khơng lâu.
Các hợp chất của flo được biết từ lâu. Ngay từ năm 1529 Agricơla đã mơ tả
khống chất fluorit là ngun liệu dùng làm chất chảy trong luyện kim, là chất mà
khi cho thêm vào các quặng thì hạ nhiệt độ nóng chảy của chúng.
Năm 1670, Soanzơvac ở Nurembe đã nhận thấy rằng khi đổ axit sunfuric vào
một lọ bằng fluorin thì có một thứ khí sinh ra, ăn mịn chậu thủy tinh. Năm 1746
Macgrap đã mô tả axit flohidric và năm 1771 Prixtơli và Silơ, hai người làm việc độc
lập với nhau đã điều chế được axit đó. Ampe rất ngạc nhiên về sự giống nhau giữa

axit clohidric và axit flohidric nên đã cho rằng chất này là hợp chất của hidro và một
nguyên tố mà người ta chưa biết. Nhiều nhà bác học đã dự đoán rằng axit flohidric là
một hợp chất nhưng mãi họ khơng thể tách nó thành các ngun tố vì flo rất hoạt
động, nó tác dụng được với nước, với thành bình và với các chất khác cùng có trong
đó.
Tính độc của florua hidro là ngun nhân làm cho nhiều nhà bác học bị hy
sinh tính mạng khi nghiên cứu hợp chất đó. Người ta biết rằng tình trạng ốm yếu của
Đevy bắt đầu từ năm 1814, sau những cơng trình nghiên cứu của ơng về flo. Gaylytxắc và Têna, khi điều chế axit flohidric cũng đã phải chịu nhiều nỗi đau đớn vì
những lượng nhỏ florua hidro.
Tuy nhiên các nhà bác học không chịu từ bỏ ý muốn giải quyết một trong
những nhiệm vụ khó khăn nhất của hóa học vơ cơ và họ đã kiên trì tiếp tục làm
những thí nghiệm điều chế flo tự do.

21


Năm 1886, nhà bác học Pháp Hăngri Moatxan (1826-1907) đã
điều chế được flo ở trạng thái tự do. Tên fơto của nguyên tố
này do chữ Hy Lạp fơtoriôt là hủy hoại. Tên này do Ampe đưa
ra năm 1816 và chỉ có các nhà hố học Nga dùng mà thơi,
cịn các nước khác thì lại dùng tên flo do chữ Latinh fluere có
nghĩa là chảy.
Khi nghiên cứu tất thảy những thí nghiệm tiến hành trước kia nhằm
Henri Moissan (1826-1907) [Moatxan]

điều chế flo tự do, Hăngri Moatxan đã giải quyết được vấn đề
phức tạp đó. Thoạt tiên, Moatxan làm những bình chữ U bằng

bạch kim rồi sau bằng đồng (như thế thì lớp mỏng florua đồng sinh ra sẽ không bị flo
hoặc florua hidro phá hoại) và đổ vào bình đó axit flohidric khan. Nhưng vì axit

flohidric khơng dẫn điện được nên ơng đổ thêm florua kali axit. Ơng tìm cách hạ
thấp nhiệt độ xuống -23oC bằng cách nhúng bình điện phân vào một chậu chứa hỗn
hợp sinh hàn. Hai điện cực làm bằng bạch kim và cách biệt nhau bởi những nút làm
bằng fluorin. Để thu flo, ông đã dùng những ống đồng, flo thốt ra ở cực âm cịn ở
cực dương thì có hidrơ được tạo thành.
Năm 1897, Moatxan và Điua đã điều chế được flo ở trạng thái lỏng. Họ đã làm
hoá lỏng bằng oxi lỏng dưới áp suất 325mm thủy ngân và ở nhiệt độ -187 oC. Họ
cũng có vinh dự là đã phát minh ra khả năng tham gia phản ứng mãnh liệt của flo ở
những nhiệt độ cực kỳ thấp. Năm 1903, Moatxan và Điua đã điều chế được flo ở thể
rắn.
b. Clo
Có đến một nghìn năm nay muối ăn đã được dùng để nấu nướng và giữ gìn
các thức ăn (muối thịt, cá, cà và những thức ăn khác). Nhưng mãi đến cuối thế kỉ
XVIII người ta vẫn chưa biết thành phần cấu tạo của nó. Và như thế thì lúc bấy giờ
người ta cũng chưa biết đến clo.
22


Để trả lời câu hỏi đó, chỉ cần lưu ý đến vị trí của clo trong hệ thống tuần hồn
của Mendelêep. Nó ở góc trên bên phải, chỗ sắp xếp các nguyên tố thể hiện tính phi
kim mạnh. Như vậy thì clo cũng là một trong những phi kim hoạt động nhất. Trong
tự nhiên nó chỉ có ở dạng hợp chất và muốn tách nó ra thì phải tốn rất nhiều năng
lượng. Ngồi ra, cịn có một sự kiện khác khiến cho người ta mãi về sau này mới
khám phá ra được clo. Đó là vì ngun tố này là một chất khí, thế mà mãi đến thế kỉ
XVII nguời ta mới biết tiến hành các thí nghiệm với các chất khí.
Năm 1774 nhà bác học Thuỵ Điển Cac-Silơ (1742-1768) đã giải
quyết được các vấn đề đó.
Tác giả đã viết về phát minh của mình như sau: “Tơi cho hỗn
hợp đioxit mangan và axit clohidric vào một bình cổ cong mà cổ
nối liền với một quả bóng đã hút hết khơng khí và đặt trên một

nồi đun cách cát. Sau một thời gian người ta thấy xuất hiện một
K. Scheele (1742-1768) [Silơ]

thứ khí làm căng quả bóng và làm cho nó có màu vàng tựa như
màu của axit nitric. Khí này có mùi vàng lục, có mùi hắc dể nhận

như mùi của nuớc cường toan đun nóng. Dung dịch trong bình cổ cong khơng có
màu nếu khơng kể đến màu vàng nhạt của sắt”. Cũng trong bản thơng báo đó, Silơ
cịn mơ tả tỉ mỉ những tính chất khác của khí mới này: nó tác dụng lên nút bần, giấy
qùy, lá cây và hoa, sắt, các kim loại khác...
Clo lỏng do nhà vật lý và hoá học nổi tiếng người Anh là Faraday điều chế
năm 1823. Ơng cho khí clo vào nước ở 0 oC và được những tinh thể ngậm nước
Cl2.6H2O có màu vàng lục. Khi cho những tinh thể đó vào trong một ống cong hàn
kín, rồi đốt nóng đầu này và làm lạnh đầu kia bằng nước đá thì ơng thu được clo
lỏng. Áp suất cần thiết để thực hiện điều này tạo bởi clo thoát ra ở thể khí từ những
hydrat kết tinh bị đun nóng.

23


c. Brom

Bình tam giác chứa brom nguyên chất

Antoine Jerome Balard (1802-1876) [Bala]

Brom được công nhận do Angtoan Bala (1802-1876) người xứ Mơngpeliê
(Pháp) tìm thấy năm 1826.
Sau khi học xong trường trung học, ơng làm trợ thủ phịng thí nghiệm cho giáo
sư hóa học Anggat. Có điều kiện làm việc, ơng bắt đầu nghiên cứu thảo mộc của

những đầm lầy nước mặn. Trong lúc làm bay hơi nước cho đến khi xuất hiện muối
ăn, ông nhận thấy rằng trong nước cái cũng có Na 2SO4. Sự kiện này đã gợi ý cho nhà
bác học trẻ tuổi một ý nghĩ là phải nghiên cứu tỉ mỉ hơn nữa nước muối để tìm thấy ở
nó những ứng dụng thực tế. Ơng tiến hành một loạt các thí nghiệm và đã xác định
được rằng khi cho khí clo tác dụng với nước muối thì có một màu đỏ nâu đậm xuất
hiện. Nước rửa tro của rong biển còn đưa lại nhiều điều quan trọng hơn nữa. Khi cho
nước clo vào tinh bột tác dụng lên nước đó, Bala nhận thấy một chất màu xanh ở
phía dưới và phía trên là một lớp nước có màu vàng thẫm. Ông cho rằng màu xanh là
của hợp chất iot và tinh một, và để giải thích màu vàng của lớp phía trên ơng giả
thiết là trong lớp đó có một hợp chất của clo với iot. Nhưng ý định tách hợp chất giả
thiết đó là phân tích nó thành các phần cấu tạo đã khơng đem lại kết quả nào. Ông
phải bỏ giả thiết thứ nhất và đặt giả thiết khác là màu vàng đó là của một nguyên tố
mới. Dùng ete, ông đã lấy được brom ra khỏi dung dịch và khi cho bromua tác dụng
với axit sunfuric và mangan dioxit ông đã thu được brom ở dạng lỏng màu đỏ nâu.
Ông gọi nguyên tố mới này là murit (tiếng la tinh có nghĩa là nước muối) và nó là
24


nguyên tố phi kim duy nhất ở thể lỏng. Để kiểm tra phát minh của Bala, Viện hàn
lâm đã thành lập một hội đồng khoa học gồm Gay Luyxắc, Têna và Vôkêlen. Họ đã
chứng nhận sự phát minh của ông là đúng đắn và đề nghị gọi nó là brom do mùi hơi
thối của ngun tố đó (chữ Hylap có nghĩa là hôi thối)
d. Iot
Cuốctoa hay mèo đen khám phá ra iot?
Ngày đầu thế kỷ XIX người ta đã phát minh ra iot. Đó là thời kỳ mà quân đội
Pháp trải qua nhiều năm chiến tranh xâm lược, đòi hỏi một lượng lớn thuốc súng đen
mà thành phần chủ yếu là diêm tiêu kali, lưu huỳnh và than. Thoạt tiên diêm tiêu kali
được nhập cảng từ Ấn Độ, nhưng lượng dự trữ diêm tiêu ở đây chóng hết và để sản
xuất thuốc súng người ta phải chùng diêm tiêu của Chilê. Thuốc súng làm bằng diêm
tiêu Chilê không thua kém thuốc súng trước kia về tính chất phá hoại nhưng dễ bị

ẩm, do đó mà khơng làm cho các chun gia chiến tranh hài lòng. Một vấn đề đặt ra
cho các nhà hoá học là phải biến đổi diêm tiêu Chilê (NaNO 3) thành KNO3 và vấn đề
đó có thể giải quyết được nếu có một muối nào đó của kali (clorua hoặc cacbonat).
Thời bấy giờ người ta còn chưa biết những mỏ muối clorua kali (mãi đến năm 1858
mới tìm thấy mỏ Xtatfua) và muối kali duy nhất được biết và sản xuất lúc bấy giờ là
K2CO3. Người ta điều chế được muối đó bằng nước rửa tro thực vật. Ở Nga người ta
đốt gỗ để có một lượng lớn chất đó. Ở những nước ít rừng thì người ta lấy rong biển
đem phơi khô, rồi đốt và thu được K2CO3.

25