Một trong những khái niệm nền tảng trong khoa học là định luật. Không chỉ là một thuật ngữ học thuật định luật còn là nền tảng giúp giải thích, dự đoán hầu hết hiện tượng trong tự nhiên. Ngoài ra, trong hóa học tồn tại định luật tuần hoàn, một phát kiến quan trọng định hình bảng tuần hoàn. Bài viết sau đây sẽ đi sâu vào những vấn đề sau.
• định luật là gì
• định luật trong tiếng Anh gọi là gì
• định luật tuần hoàn và ý nghĩa của nó
Định luật là gì
Trong khoa học, định luật là một mệnh đề mô tả hiện tượng tự nhiên đã được chứng minh nhiều lần thông qua quan sát và thí nghiệm. Định luật không giải thích lý do hiện tượng xảy ra mà chỉ nêu ra điều gì xảy ra và dưới điều kiện nào nó diễn ra. Nói cách khác định luật là công cụ để mô tả sự thật đã được kiểm nghiệm và có thể dùng để dự đoán trong các điều kiện tương tự.
Ví dụ như định luật hấp dẫn chỉ ra lực giữa hai vật tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách nhưng không giải thích tại sao lực lại như vậy. Định luật có thể xê dịch một chút nếu áp dụng vào trường hợp cực đoan nhưng vẫn giữ được bản chất trong khoảng ứng dụng của chúng. Những định luật phổ biến như định luật bảo toàn năng lượng, định luật truyền thẳng ánh sáng, định luật Archimedes đều là nền tảng để xây dựng các lý thuyết, thiết kế và ứng dụng thực tiễn.
Trong tiếng Anh định luật gọi là gì
Trong tiếng Anh từ tương đương với từ định luật là law hay đôi khi là scientific law. Từ này mang nghĩa tương tự. Law dùng để nói về những quy tắc tự nhiên đã được chứng minh. Cũng giống như định luật, scientific law mô tả hiện tượng đã quan sát nhiều lần mà không giải thích nguyên nhân. Trong tiếng Anh ta nói Newton’s laws, laws of thermodynamics hay law of conservation of energy.
Do đó khi dịch định luật sang tiếng Anh, ta có thể dùng law nếu giới thiệu chung chung; còn dùng scientific law khi cần nhấn mạnh đây là định luật khoa học được chứng minh theo phương pháp khoa học.
Định luật tuần hoàn là gì
Trong hóa học, định luật tuần hoàn là một phát kiến quan trọng, giúp sắp xếp các nguyên tố hóa học thành một trật tự có ý nghĩa. Nội dung chính của định luật tuần hoàn là cho thấy khi các nguyên tố được xếp theo tăng dần số nguyên tử, các tính chất vật lí và hóa học của chúng có xu hướng lặp lại theo chu kỳ. Những nguyên tố có số proton khác nhau nhưng nằm cùng một cột của bảng tuần hoàn thường có phản ứng hóa học tương tự.
Lịch sử bắt đầu với Mendeleev vào cuối thế kỉ XIX, ông xếp nguyên tố theo khối lượng nguyên tử và để trống một vài vị trí rồi dự đoán sự tồn tại của các nguyên tố chưa được phát hiện. Sau đó vào đầu thế kỉ XX, Moseley chứng minh rằng trình tự sắp xếp phải dựa trên số nguyên tử thay vì khối lượng nguyên tử. Đây cũng là bước phát triển để định nghĩa lại định luật tuần hoàn như hiện nay.
Thông điệp cốt lõi của định luật tuần hoàn là tính tuần hoàn của các tính chất khi nguyên tố được xếp theo số lượng proton. Nhờ đó ta thấy một số tính chất như điện tích hoá trị, bán kính nguyên tử, năng lượng ion hóa… có mẫu lặp theo hàng dọc hoặc ngang trong bảng.
Ý nghĩa và ứng dụng
Định luật tuần hoàn giúp nhà hóa học hiểu được lý do tại sao nguyên tố có tính chất giống nhau được xếp vào cùng nhóm. Tính chất như tính bazơ, tính oxi hóa, màu sắc dung dịch, nhiệt độ nóng chảy hay khuynh hướng tạo liên kết… có thể được tiên đoán thông qua vị trí trên bảng tuần hoàn.
Ứng dụng thực tiễn bao gồm thiết kế vật liệu mới, xác định phản ứng giữa nguyên tố, khám phá thành phần tự nhiên hay tổng hợp trong phòng thí nghiệm. Bằng cách dùng định luật tuần hoàn, người ta có thể sắp xếp các nguyên tố cú pháp học hoặc giúp học sinh dễ hình dung về nhóm nguyên tố có tính chất tương tự.
Định luật trong khoa học là quy tắc mô tả hiện tượng đã xác thực nhờ thí nghiệm lặp đi lặp lại. Trong tiếng Anh chúng ta gọi chung là law hoặc scientific law. Một trong những định luật nổi bật nhất trong hóa học là định luật tuần hoàn phát hiện sự tuần hoàn của tính chất nguyên tố khi xếp theo số nguyên tử. Nhờ định luật này mà bảng tuần hoàn trở thành công cụ mạnh mẽ để hiểu, phân tích, khám phá với ứng dụng nguyên tố hóa học