Водород

Введение

Водород –  один из самых распространенных в природе химических элементов, а также распространенный химический элемент во Вселенной. Водород вместе с кислородом образует воду, из которой в основном состоит весь наш мир, из которого почти на 96 процентов состоит и тело человека.

1. Интересные факты

Водород — самое распространённое вещество во Вселенной (примерно 90 % всех атомов во вселенной)[8].

Водород — самый лёгкий газ. Масса 1 литра водорода в газообразном состоянии составляет всего 0,08988 грамм[8].

Хорватское название водорода — Vodik, ввел в употребление филолог Богослав Шулек.

2.Изотопы водорода

Существует три изотопа водорода, что различаются по количеству атомов. В первом один, во втором – два. И называются они соответственно количеству атомов – протий и дейтерий.

 Тритий -это радиоактивный изотоп водорода, и он был открыт учеными  в 1930-х годах. Он применяется для нужд термоядерной энергетики. Поскольку в природе тритий существует лишь в самых верхних слоях атмосферы, то его специально производят на ядерных реакторах.

3.Строение атома.

В атоме водорода имеется положительно заряженное ядро (+1), 1 протон и один электрон. Он очень хорошо изучение из-за простейшего строение атома. В 1913 году Нильс Бор предложил схему строения атома водорода, согласно которой положительно заряженное ядро находится в центре, а вокруг него по единственной орбитали движется электрон.

[pic 1]

Электронная конфигурация атома водорода: 1s1. 

Единственный электрон, который имеется у водорода является валентным.

 В результате взаимодействия водород может как терять электрон, потому что являться его «донором», так и принимать, т.е. быть акцептором. В этих случаях атом превращается либо в положительно, либо отрицательно заряженный ион (H+/Н—):

H0 –e →H+;

H0 +e →H—.

4.Открытие и применение водорода

Водород выделяли еще химики в 16 веке. Первоначально его назвали «горючим воздухом». Окончательное свое название водород получил уже в конце 18 века. Такое название ему дал Антуан Лавуазье, французский химик.

Водород применяется в промышленности очень широко. Например, в химической промышленности для реакций, в пищевой промышленности. – для этикеток продуктов,  для мыловарения, а так же для топлива  ракет в космической индустрии. Также он необходим сейчас для производства пластмассы.

. Изотопы.

Изотоп: 3Н (тритий - лат. Tritium, от греч. tritos — третий), T.

Краткая характеристика: сверхтяжелый радиоактивный изотоп водорода с массовым числом 3. Период полураспада 12,35 года. Открыт английскими учеными Э. Резерфордом, М. Л. Олифантом и П. Хартеком в 1934. Входит в состав термоядерного заряда. Распространение в природе.

Число протонов в ядре - 1. Число нейтронов в ядре - 2. Число нуклонов - 3.Е связи = 931,5(1*m пр.+2*m нейтр-М(Н3)) = 23,43 (МЭВ)Е удельн. = Е связи/N нуклонов = 7,81 (МЭВ/нукл.)

Альфа-распад невозможенБета-распад: H(Z=1,M=3)-->He(Z=2,M=3)+e(Z=-1,M=0)-0,47(МЭВ)Позитронный распад невозможенЭлектронный захват невозможен

Изотоп: 2H (дейтерий - лат. deuterium, от греч. deuteros — второй), D.

Краткая характеристика: тяжелый водород, стабильный изотоп водорода с массовым числом 2. Ядро атома (дейтрон) состоит из протона и нейтрона. С кислородом образует тяжелую воду. Открыт Г. Юри в 1932.

Изотоп: 1H (протий - лат. Protium от греч. protos — первый).

Краткая характеристика: стабильный и наиболее распространенный (99,98%) изотоп водорода с массовым числом 1. Ядро атома протия — протон.

Нахождение водорода в природе.

Водород — самый распространённый элемент во Вселенной. На его долю приходится около 88,6 % всех атомов (около 11,3 % составляют атомы гелия, доля всех остальных вместе взятых элементов — порядка 0,1 %). Таким образом, водород — основная составная часть звёзд и межзвёздного газа. В условиях звёздных температур (например, температура поверхности Солнца ~ 6000 °C) водород существует в виде плазмы, в межзвёздном пространстве этот элемент существует в виде отдельных молекул, атомов и ионов и может образовывать молекулярные облака, значительно различающиеся по размерам, плотности и температуре. Земная кора и живые организмыПравить Массовая доля водорода в земной коре составляет 1 % — это десятый по распространённости элемент. Однако его роль в природе определяется не массой, а числом атомов, доля которых среди остальных элементов составляет 17 % (второе место после кислорода, доля атомов которого равна ~ 52 %). Поэтому значение водорода в химических процессах, происходящих на Земле, почти так же велико, как и кислорода. В отличие от кислорода, существующего на Земле и в связанном, и в свободном состояниях, практически весь водород на Земле находится в виде соединений; лишь в очень незначительном количестве водород в виде простого вещества содержится в атмосфере (0,00005 % по объёму для сухого воздуха). Водород входит в состав практически всех органических веществ и присутствует во всех живых клетках. В живых клетках по числу атомов на водород приходится почти 63 %