CHUẨN BỊ CHO THI OLYMPAD

Bài 1: Tóm tắt về lịch sử hình thành vũ trụ
Hóa học là ngôn ngữ của sự sống. Sự sống được hình thành bởi các nguyên tử, phân tử và các phản ứng hóa học phức tạp. Như vậy thì chúng ta vẫn còn có sự thắc mắc về cái bản chất nhất; nguyên tử từ đâu đến. Dựa vào một mô hình được chấp nhận rộng rãi có nội dung như sau: “Lịch sử của vũ trụ được bắt đầu từ 15 tỉ năm về trước qua một vụ nổ lớn và càng ngày vũ trụ càng nở rộng ra. Lịch sử của toàn bộ qúa trình hình thành vũ trụ có thể được xem xét trong từng thời điểm xảy ra sự kết hợp các tiểu phân sơ cấp thành những tiểu phân phức tạp, điều này xảy ra khi vũ trụ lạnh đi. Tất nhiên. sự sống hịên nay là một hịên tượng đặc biệt xảy ra ở một nơi đặc biệt với một nhịêt độ lý tưởng là trái đất.
Các nguyên tố nhẹ hầu hết là hydro và heli đã được tạo thành đầu tiên chỉ vài phút sau khi tạo thành vụ nổ Big Bang trong sự nở rộng nhanh chóng này và kết qủa là vũ trụ nhanh chóng bị lạnh đi. Sao là những tiểu phân đặc biệt của vũ trụ bởi vì trong qúa trình hình thành sao nhiệt đô có sự đảo ngược so với qúa trình hình thành vũ trụ. Sao đóng vai trò rất quan trọng trong hóa học vì các nguyên tố nặng quan trọng cho sự sống đểu được hình thành bên trong các ngôi sao, ở vùng đó thì nhịêt độ đạt đến cỡ 10 triệu độ.
Nhiệt độ khi có sự nở rộng vũ trụ được tính bởi biểu thức đơn giản:
T = 1010/t1/2
Với T là nhiệt độ trung bình của vũ trụ (K) và t là tuổi của vũ trụ (tính bằng giây). Các câu từ 1-1 đến 1-6 chỉ áp dụng mô hình trên. Kết qủa tính có thể không làm tròn số nếu muốn.
Ước lượng nhiệt độ của vũ trụ tại thời điểm 1s sau khi xảy ra vụ nổ, lúc này nhiệt độ đã trở nên qúa cao để xảy ra phản ứng nhiệt hạch kết hợp các hạt proton và nơtron để tạo ra hạt heli.
Xác định nhiệt độ của vũ trụ sau 3 phút biết phản ứng tổng hợp hạt nhân heli lúc này xảy ra gần như hoàn toàn.
Xác định tuổi của vũ trụ khi nhiệt độ đạt 3000K biết lúc này các nguyên tử đầu tiên đã được hình thành do sự kết hợp của các hạt nhân hydro và heli với electron.
Phân tử ổn định đầu tiên trong vũ trụ chỉ có thể được hình thành sau khi nhiệt độ sinh ra của sự nở rộng vũ trụ trở nên rất thấp (xấp xỉ 1000K) để ở đó có thể xảy ra được sự hình thành liên kết giữa các nguyên tử để hình thành phân tử, xác định tuổi của vũ trụ lúc này.
Tính nhiệt độ trung bình của vũ trụ sau 300 triệu năm biết lúc này đã xuất hiện ngôi sao và các dải thiên hà đầu tiên.
Xác định nhiệt độ của vũ trụ vào thời điểm hiện nay.
Hoàn thành chuỗi sau một cách logic, xem như 99% nguyên tử trong vũ trụ đã được mở rộng bao gồm hydro và heli.
a – (-) – (-)
a) các quark ( proton và nơtron.
b) 1014 tế bào ( cơ thể người
c) C, H, N, O ( H2; CH4; NH3; H2O (trong không gian đầu tiên giữa các vì sao)
d) proton, hạt nhân heli, electron ( nguyên tử H, He.
e) protein, axit nucleic, màng ( tế bào đầu tiên.
f) proton, nơtron ( hạt nhân heli.
g) H2; He; CH4; NH3; H2O; bụi ( hệ mặt trời.
h) Nguyên tử H, He ( sự ion hóa lại chúng dẫn đến sự hình thành sao và thiên hà
i) proton, hạt nhân heli (nguyên tố nhẹ) ( các nguyên tố nặng như C, N, O, P, S, Fe, U, sự cháy của sao.
j) H2; CH4; NH3; H2O; … ( aminoaxit, đường, bazơ nitơ, photpholipit trên trái đất.


Bài 2: Hydro trên vũ trụ
Hydro là nguyên tố chiếm lượng nhiều nhất trên vũ trụ, chiếm 75% trong số các nguyên tố. Phần còn lại hầu hết là heli và một lượng nhỏ các nguyên tố khác. Hydro không hẳn là phong phú nhất nhưng nó là chất để tạo nên các nguyên tố khác.
Hydro có với hàm lượng lớn ở các ngôi sao như mặt trời. Chính vì vậy dải ngân hà Milky Way với cỡ 100 tỉ ngôi sao có trữ lượng hydro rất lớn. Khoảng cách giữa các ngôi sao trung bình là vài năm ánh sáng. Có cỡ hơn 100 tỉ ngân hà trong vũ trụ. Khu vực giữa các dải ngân hà là không gian trống. Ví dụ dải ngân hà Milky Way cách dải ngân