Đúng vậy! Mọi thứ đều là hóa chất. Bạn là một túi hóa chất. Ngôi nhà của bạn là hóa chất. Thú cưng của bạn là hóa chất. Thức ăn của bạn (tất cả, không chỉ mấy thứ bị gọi là “độc hại, nhân tạo, siêu chế biến”) cũng là hóa chất.
Nếu một chất tồn tại, thì nó được tạo thành từ các hóa chất. Xin lỗi nhé, nhưng đó là sự thật!
Nếu bạn từng nghe ai đó nói rằng họ “tránh xa hóa chất,” thì người đó chưa thực sự hiểu cách thế giới vận hành.
Bởi vì, bật mí nhé, mọi thứ đều là hóa chất!
Đúng vậy! Mọi thứ đều là hóa chất. Bạn là một túi hóa chất. Ngôi nhà của bạn là hóa chất. Thú cưng của bạn là hóa chất. Thức ăn của bạn (tất cả, không chỉ mấy thứ bị gọi là “độc hại, nhân tạo, siêu chế biến”) cũng là hóa chất.
Hóa chất là lý do bạn tồn tại—và mọi thứ khác trên hành tinh này cũng vậy.
Giờ thì hãy cùng tìm hiểu nhé!
Hóa chất thực sự là gì?
Chắc hẳn ai trong số chúng ta cũng đều từng nghe mọi người đề cập đến “hóa chất” để ám chỉ thứ gì đó có hại. “Không đời nào tôi tiêm mấy thứ ‘hóa chất’ đó vào người!” khi nói về vắc-xin. “Sao cậu có thể uống thứ ‘hóa chất’ này chứ?” khi nhắc đến nước ngọt ăn kiêng.
Điều này rõ ràng là không đúng. Nhưng nó ăn sâu vào suy nghĩ của nhiều người vì hầu hết chúng ta không nhận ra rằng mọi thứ đều là hóa chất. Tôi biết tôi lặp đi lặp lại câu này rất nhiều, nhưng đó là sự thật. Và càng nghe nhiều, chúng ta càng thêm tin tưởng, đúng không?
Hóa chất là bất cứ thứ gì được tạo thành từ vật chất. Nghĩa là nếu một chất có khối lượng và chiếm không gian, đó chính là hóa chất. Trong vũ trụ này, thứ duy nhất không phải là hóa chất chính là ánh sáng và năng lượng. Nói cách khác, bạn hoàn toàn không thể tồn tại trong một thế giới “không hóa chất”!
Hóa chất bao gồm:
- Bản thân bạn – Toàn bộ cơ thể bạn, từng cơ quan, từng mô, từng tế bào, từng tín hiệu truyền giữa các tế bào – tất cả đều là hóa chất và mạng lưới hóa chất.
- Không khí bạn hít thở – Một hỗn hợp hóa học gồm nhiều loại khí như nitơ, oxy, carbon dioxide… Tất cả đều là hóa chất.
- Nước bạn uống – H₂O. Đúng vậy, đó cũng là một hóa chất.
- Caffeine trong cà phê – Công thức hóa học của nó là C₈H₁₀N₄O₂. Và cà phê? Cũng toàn hóa chất.
- DNA (axit deoxyribonucleic) – Phân tử tạo nên gen của bạn. Vâng, nó cũng là một hóa chất.
- Protein, chất béo, carbohydrate. Vitamin, khoáng chất. – Tất cả đều là hóa chất!
Hoá chất chính các các chất. Nếu một chất tồn tại dưới dạng vật chất, đó chính là hoá chất.
Hóa chất tồn tại dưới dạng nguyên tố và hợp chất
Nguyên tố là khối cấu tạo của mọi chất, cũng chính là mọi hóa chất.
Nguyên tố là chất tinh khiết, nghĩa là chúng chỉ bao gồm một loại đơn vị vật chất duy nhất. Đơn vị đó chính là nguyên tử. Điều này có nghĩa là nguyên tố là chất tinh khiết chỉ bao gồm một loại nguyên tử duy nhất. Nguyên tố chính là những gì được liệt kê trong bảng tuần hoàn – nền tảng của hóa học. Nguyên tố bao gồm hydro (H), oxy (O), carbon (C), vàng (Au), bạc (Ag), đồng (Cu)… tất cả những gì có trong bảng tuần hoàn.
Mỗi nguyên tố có các tính chất riêng biệt và đặc trưng xác định danh tính của nó. Hãy tưởng tượng mỗi nguyên tố giống như một viên LEGO: chúng có thể được sử dụng để tạo nên các chất phức tạp hơn, dù là từ các đơn vị lặp lại của cùng một nguyên tố hay từ sự kết hợp của nhiều nguyên tố khác nhau.
Hợp chất được tạo thành khi các nguyên tố kết hợp với nhau
Hợp chất là một hóa chất (hay chất) được tạo nên từ hai hay nhiều nguyên tố khác nhau liên kết với nhau. Trong hóa học, những liên kết này được gọi là liên kết hóa học. Sự hình thành liên kết hóa học làm thay đổi hoàn toàn tính chất của hợp chất mới so với các nguyên tố ban đầu tạo ra nó.
Hiểu được điều này rất quan trọng, vì chính sự hiểu lầm này đã dẫn đến nỗi sợ hãi vô căn cứ về “kim loại nặng” trong vắc-xin, băng vệ sinh, hoặc bất kỳ thông tin gây hoang mang nào mới xuất hiện gần đây.
Một ví dụ tôi đã từng đề cập trước đây: muối ăn
Muối ăn là một hợp chất hóa học được tạo thành từ natri (Na) và clo (Cl).
- Natri nguyên tố là một kim loại màu bạc ở nhiệt độ phòng. Kim loại natri sẽ phát nổ khi cho vào nước. (Đây là sự thật, tôi cam đoan đấy!)
- Clo nguyên tố tồn tại ở dạng khí vàng lục ở nhiệt độ phòng và có thể cực kỳ độc ngay cả khi tiếp xúc ở mức thấp.
Phản ứng hóa học diễn ra tạo thành natri clorua (NaCl). Sự kết hợp của hai nguyên tố này tạo ra một hóa chất hoàn toàn khác với những tính chất hoàn toàn mới.
Natri clorua là một chất rắn kết tinh màu trắng, tan trong nước và được dùng để tăng hương vị cho thực phẩm – chúng ta gọi nó là muối ăn. Thật kỳ diệu, phải không? Đây chính là vẻ đẹp của hóa học!
Hóa chất KHÔNG chỉ đơn giản là tổng hòa của các thành phần cấu tạo nên nó
Khi các liên kết hóa học hình thành, hợp chất mới có tính chất hoàn toàn khác biệt so với các nguyên tố ban đầu như bạn đã thấy qua ví dụ về muối ăn.
Hiểu được điều này rất quan trọng. Nhiều người tin rằng nếu một nguyên tố nào đó độc hại ở dạng nguyên tố, thì bất kỳ hợp chất nào chứa nó cũng là chất gây hại. Nhưng đây không phải cách thức hoạt động của hóa học.
Nước (H₂O) được tạo ra từ các phản ứng hóa học giữa:
- Hydro (H₂) là một loại khí cực kỳ dễ cháy. (Bạn còn nhớ thảm họa khí cầu Hindenburg chứ?)
- Oxy (O₂) cũng là một loại khí giúp duy trì sự cháy (lửa cần oxy để cháy).
Kết hợp chúng lại, bạn sẽ có nước – một chất lỏng ở nhiệt độ phòng, thiết yếu cho sự sống và có khả năng dập tắt lửa. Cũng là chất hóa học nhưng bạn đã nghe ai tuyên bố rằng nước chứa đầy “oxy độc” không? (Có thể bạn chưa biết: oxy tinh khiết có thể gây độc ở liều thấp) hay nước chứa đầy hydro dễ cháy không? Đó là bởi vì mọi người hiểu rằng nước là một chất hoàn toàn khác biệt so với các thành phần tạo nên nó, ngay cả khi họ không nghĩ đến các thành phần đó.
Thêm một nguyên tử hydro vào nước? Bạn sẽ có hydro peroxide (H₂O₂) – chất có thể gây hại nếu nuốt phải, hít phải, tiêm vào cơ thể, thậm chí khi bôi lên da hoặc tiếp xúc với mắt.
Nước và hydro peroxide đều được tạo thành từ cùng các nguyên tố, nhưng chúng có công thức hóa học (và cấu trúc) khác nhau, điều đó có nghĩa là: chúng có tác động hoàn toàn khác biệt.
Vì vậy, nếu ai đó nói rằng một chất hóa học là “độc hại” chỉ vì nó chứa một nguyên tố nào đó, bạn hoàn toàn có thể giải thích cho họ về các tính chất hóa học này!
Hóa học không chỉ là việc trộn lẫn các chất với nhau: đó là cách nguyên tử tương tác với nhau
Chúng ta biết rằng các chất hóa học không phải là tổng hợp của các thành phần, vậy làm thế nào để các thành phần đó gắn kết với nhau? Đó chính là câu chuyện về liên kết hóa học — bạn có thể nghĩ về nó như một loại “keo dán phân tử”.
Có 3 loại liên kết hóa học chính: liên kết cộng hóa trị (covalent bonds), liên kết ion (ionic bonds) và liên kết hydro (hydrogen bonds).
Loại liên kết hóa học trong một chất được xác định bởi các thành phần nguyên tố và cách các nguyên tố đó liên kết với nhau. Loại liên kết trong một chất cung cấp cho chúng ta thông tin về độ phản ứng, độ tan, độ ổn định hoặc mức độ hữu ích của chất đó.
Liên kết cộng hóa trị là liên kết trong đó các nguyên tử chia sẻ electron để tạo thành phân tử. Nước là một hợp chất cộng hóa trị. Glucose là một hợp chất cộng hóa trị. DNA là một hợp chất cộng hóa trị.
Liên kết ion hình thành khi một nguyên tử cho đi electron và nguyên tử kia nhận electron. Trong trường hợp này, mỗi nguyên tử trở thành một ion: Một ion mang điện tích dương khi thiếu electron và một ion mang điện tích âm khi có thêm electron. Nói cách khác, các ion mang điện tích trái dấu sẽ hút nhau, cho phép chúng liên kết với nhau.
Muối ăn, natri clorua (NaCl), là một hợp chất ion được hình thành từ ion natri (Na⁺) và ion clorua (Cl⁻). Có thể bạn chưa biết sự thật thú vị này về muối ăn: Mặc dù chúng ta gọi chất này là “muối”, nhưng trên thực tế, tất cả các hợp chất ion trong khoa học đều là muối. Muối là các hợp chất ion: các chất hóa học được hình thành từ các ion mang điện tích dương và điện tích âm. Chất điện giải trong nước uống tăng lực của bạn? Đó chính là muối, hay còn gọi là các hợp chất ion.
Theo quy tắc ngón tay cái: nếu trong cấu trúc của một chất hóa học có chứa nguyên tố kim loại, chất hóa học đó thường tạo thành liên kết ion (mặc dù không phải lúc nào cũng đúng).
Liên kết hydro là các liên kết đặc biệt đóng vai trò quan trọng trong sinh học, thường xảy ra giữa các nguyên tử hydro (H) và một số nguyên tử khác như oxy (O), nitơ (N) và flo (F).
Tên hóa học không hề “đáng sợ”. Thực ra, chúng cung cấp cho các nhà khoa học những thông tin quan trọng
Bạn có từng nghe lời khuyên như “Đừng ăn thứ gì có tên mà bạn không thể đọc được” hay “Nếu không nhận ra tên hóa học, chắc chắn nó có hại” chưa?
Những điều đó hoàn toàn sai, nhưng lại là quan điểm phổ biến của nhiều người nổi tiếng về sức khỏe như Vani Hari. Trên thực tế, tên hóa học chẳng liên quan gì đến việc một chất có gây hại cho chúng ta hay không. Ngược lại, tên hóa học cung cấp cho các nhà khoa học những chi tiết quan trọng về chất đó.
Nhiều chất hóa học có cả tên thông thường và tên khoa học. Thường thì tên thông thường là những cái bạn hay nghe, bởi vì gọi là “muối ăn” dễ hơn nhiều so với gọi là “natri clorua” mỗi khi bạn muốn dùng lọ muối, đúng không?
Thậm chí, các nhà khoa học còn sử dụng các mã định danh hóa học để phân loại và đăng ký hóa chất. Điều này đặc biệt quan trọng khi chúng ta làm việc với các hóa chất ngày càng phức tạp và có tên gọi na ná nhau. Để đảm bảo độ chính xác và nhất quán, chúng ta sử dụng một hệ thống đặt tên chung của Liên minh Quốc tế về Hóa học thuần túy và Ứng dụng (IUPAC). Điều này giúp mỗi chất hóa học có một tên gọi duy nhất và được tiêu chuẩn hóa ở cấp độ toàn cầu. Đây chính là “ngôn ngữ” để các nhà khoa học giao tiếp với nhau.
Những cái tên này có thể nghe phức tạp, thậm chí đáng sợ, nhưng thực ra chúng cho chúng ta biết những nguyên tử (hoặc ion) nào có trong chất hóa học, số lượng của chúng, cách chúng được sắp xếp và cách chúng tương tác với nhau.
Hãy tìm hiểu thông qua một vài ví dụ nhé:
Nước là tên thông thường của… nước. Công thức hóa học của nước là H₂O. Tên IUPAC của H₂O là oxidane (mặc dù một số người gọi là dihydrogen monoxide, nhưng đó không phải là tên hệ thống). Tuy nhiên, các nhà khoa học thậm chí còn không gọi nước là oxidane, bởi vì nước quá phổ biến và quen thuộc rồi.
Vitamin C? Axit ascorbic? Đây là những tên thông thường của hóa chất có công thức C₆H₈O₆. Nhưng tên hệ thống của cùng một chất đó là (5R)-[(1S)-1,2-Dihydroxyethyl]-3,4-dihydroxyfuran-2(5H)-one. Chắc chắn rất khó để đọc cái tên này nhanh và liên tục trong 5 lần!
Vitamin C, hay còn gọi là Axit ascorbic, hoặc theo tên hệ thống là (5R)-[(1S)-1,2-Dihydroxyethyl]-3,4-dihydroxyfuran-2(5H)-one
- Baking soda, thứ bạn hay dùng để làm bánh hoặc khử mùi giày dép, có công thức hóa học là NaHCO₃. Tên hệ thống của nó là natri bicarbonate.
- Caffeine? Thành phần “thần kỳ” trong ly cà phê buổi sáng giúp bạn tỉnh táo? Đó cũng là tên thông thường của chất có công thức C₈H₁₀N₄O₂. Tên hệ thống của nó là 1,3,7-Trimethylpurine-2,6-dione.
Cấu trúc hóa học của caffeine, hay còn gọi là 1,3,7-Trimethylpurine-2,6-dione.
Tên hóa học nghe có vẻ phức tạp vì chúng tuân theo các quy tắc đặt tên nghiêm ngặt, nhưng điều đó không có nghĩa là bản thân các chất này nguy hiểm. Hãy nghĩ về nó như một ngôn ngữ mới mà các nhà khoa học sử dụng để truyền đạt những thông tin quan trọng.
Mỗi chất hóa học chỉ đơn thuần tồn tại. Không có chất hóa học nào tự nhiên là “xấu” hay “tốt” — chúng chỉ đơn giản là hiện hữu.
Dưới đây là một vài trong vô số các chất hóa học cấu tạo nên chính cơ thể bạn:
Hóa chất không đáng sợ — chúng cấu tạo nên mọi thứ.
Hóa học là lý do sự sống tồn tại. Các chất hóa học tạo nên mọi thứ trên hành tinh này. Một số có tên gọi đơn giản, một số có tên phức tạp, có những cái tên mà bạn có thể không phát âm được. Một số chỉ có tên phức tạp vì khoa học yêu cầu sự chính xác.
Lần tới khi bạn thấy một bài đăng hù dọa về “hóa chất trong thực phẩm” hay các sản phẩm “không hóa chất”, hãy tự nhắc nhở bản thân rằng:
- Mọi thứ đều là hóa chất.
- Tên gọi dài không có nghĩa là thứ đó xấu hay độc hại.
- Một hợp chất không phải là tổng hợp của các thành phần. Nó là một chất hoàn toàn khác so với các nguyên tố ban đầu.
- Điều quan trọng là công thức hóa học đầy đủ và cách các nguyên tử liên kết với nhau.
Nếu ai đó lan truyền những thông điệp như vậy, họ chỉ đang khiến bạn sợ hãi thôi. Hiểu được những kiến thức cơ bản này sẽ giúp bạn nhìn thấu bản chất vấn đề. Đừng để những từ ngữ đao to búa lớn khiến bạn hoang mang. Chúng chỉ là ngôn ngữ của hóa học trong thế giới này mà thôi.
Khoa học không đáng sợ, nhưng thông tin sai lệch lại khiến công chúng sợ khoa học. Chúng ta sẽ thay đổi điều đó.
Hơn bao giờ hết, đây là lúc chúng ta cần chung tay để đấu tranh vì khoa học. Cảm ơn bạn đã ủng hộ truyền thông khoa học dựa trên bằng chứng. Giữa những đợt bùng phát của các bệnh có thể phòng ngừa được, việc từ chối các biện pháp y tế dựa trên bằng chứng và sự lan truyền của khoa học không chính xác bắt nguồn từ các “nhân vật” nổi tiếng, việc đấu tranh dựa trên cơ sở khoa học càng trở nên quan trọng hơn bao giờ hết.
Bình luận