Что такое Водород, hydrogenium, характеристики, свойства

Водород — это химический элемент H (hydrogenium) — химический элемент периодической системы с обозначением H и атомным номером 1. Обладая 1 а. е. м., водород является самым легким элементом в периодической таблице. Его одноатомная форма (H) — самое распространённое химическое вещество во Вселенной, составлящее примерно 75% всей барионной массы. Звезды, кроме компактных, в основном состоят из водородной плазмы. Самый распространенный изотоп водорода, называемый протием (название редко употребляется; обозначение — 1H), имеет один протон и не имеет нейтронов.

Повсеместное возникновение атомарного водорода впервые произошло в эпоху рекомбинации. При стандартных температуре и давлении водород — бесцветное, безвкусное, нетоксичное, неметаллическое, крайне горючий двухатомный газ без запаха с молекулярной формулой H2, который в смеси с воздухом или кислородом горюч и взрывоопасен.

формирует ковалентные связи с неметаллами, существует в молекулярных соединениях

Данный элемент формирует ковалентные связи с большинством неметаллов, большая часть водорода на планете существует в молекулярных соединениях, таких как вода или органические вещества. Водород играет особенно значимую роль в кислотно-основных реакциях, потому что большинство таких реакций включает обмен протонами между растворимыми молекулами.

Растворимость водорода, Hydrogen solubility

Свойства растворимости химического элемента:

Растворим в этаноле и ряде металлов: железе, никеле, палладии, титане, платине, ниобии.

Три изотопа водорода имеют собственные названия:

  • 1H — протий (Н),
  • 2H — дейтерий (D)
  • 3H — тритий (T, радиоактивен)

Водород класс химических элементов

Элемент H — относится к группе, классу хим элементов (…)

Элемент H свойство химического элемента Водород Hydrogenium

Основные характеристики и свойства элемента H…, его параметры.

формула химического элемента Водород Hydrogenium

Химическая формула Водорода:

Атомы Водород Hydrogenium химических элементов

Атомы Hydrogenium хим. элемента

Hydrogenium Водород ядро строение

Строение ядра химического элемента Hydrogenium — H,

История открытия Водород Hydrogenium

Открытие элемента Hydrogenium — выделение горючего газа при взаимодействии кислот и металлов наблюдали в XVI и XVII веках на заре становления химии как науки. Прямо указывал на выделение его и Михаил Васильевич Ломоносов, но уже определённо сознавая, что это не флогистон.

Генри Кавендиш в 1766 году исследовал этот газ и назвал его «горючим воздухом». При сжигании «горючий воздух» давал воду, но приверженность Кавендиша теории флогистона помешала ему сделать правильные выводы. Французский химик Антуан Лавуазье совместно с инженером Жаном Мёнье, используя специальные газометры, в 1783 году осуществил синтез воды, а затем и её анализ, разложив водяной пар раскалённым железом. Так он установил, что «горючий воздух» входит в состав воды и может быть из неё получен.

Водород Hydrogenium происхождение названия

Откуда произошло название Hydrogenium А. Л. Лавуазье дал водороду название hydrogène (от др.-греч. ὕδωρ — вода и γεννάω — рождаю) — «рождающий воду». В 1801 году последователь А. Л. Лавуазье академик В. М. Севергин называл его «водотворное вещество», он писал: Водотворное вещество в соединении с кислотворным составляет воду. Сие можно доказать, как через разрешение, так и через составление. Русское наименование «водород» предложил химик М. Ф. Соловьев в 1824 году — по аналогии с «кислородом» М. В. Ломоносова.

Распространённость Водород Hydrogenium

Как любой хим. элемент имеет свою распространенность в природе, H во Вселенной и в Земной коре и живых организмах

Распространённость Водорода во Вселенной

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 %).

Составная часть звёзд и межзвёздного газа

Водород является основной составной частью 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.

Распространённость Водорода в Земной коре и живые организмы

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 %). 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, где по числу атомов на водород приходится почти 63 %

Получение Водород Hydrogenium

Hydrogenium — получение элемента

Физические свойства Водород Hydrogenium

Основные свойства Hydrogenium

Изотопы Hydrogenium Водород

Наличие и определение изотопов Hydrogenium

H свойства изотопов Водород Hydrogenium

Химические свойства Водород Hydrogenium

Определение химических свойств Hydrogenium

Водород сегодня применяется во многих областях. Структура мирового потребления водорода представлена в следующей таблице

Меры предосторожности Водород Hydrogenium

Внимание! Внимательно ознакомьтесь с мерами безопасности при работе с Hydrogenium

Химическая промышленность

Данная отрасль является крупнейшим потребителем водорода. Около 50 % мирового выпуска водорода идёт на производство аммиака. Ещё около 8 % используется для производства метанола. Из аммиака производят пластмассы, удобрения, взрывчатые вещества и прочее. Метанол является основой для производства некоторых пластмасс.

Нефтеперерабатывающая промышленность

В нефтепереработке водород используется в процессах гидрокрекинга и гидроочистки, способствуя увеличению глубины переработки сырой нефти и повышению качества конечных продуктов. Для этих целей используется порядка 37 % всего производимого в мире водорода[29].

Пищевая и косметическая промышленность

При производстве саломаса (твердый жир, производимый из растительных масел). Саломас является основой для производства маргарина, косметических средств, мыла. Водород зарегистрирован в качестве пищевой добавки E949.

Химические лаборатории

Водород используется в химических лабораториях в качестве газа-носителя в газовой хроматографии. Такие лаборатории есть на многих предприятиях в пищевой, парфюмерной, металлургической и химической промышленности. Несмотря на горючесть водорода, его использование в такой роли считается достаточно безопасным, поскольку водород используется в незначительных количествах. Эффективность водорода как газа-носителя при этом лучше, чем у гелия, при существенно более низкой стоимости.

Авиационная промышленность

В настоящее время водород в авиации не используется. Когда-то дирижабли и воздушные шары наполняли водородом. Но в 30-х гг. XX в. произошло несколько катастроф, в ходе которых дирижабли взрывались и сгорали. В наше время дирижабли наполняют гелием, несмотря на его существенно более высокую стоимость.

Метеорология

Водород используется в метеорологии для заполнения оболочек метеозондов. Водород в этом качестве имеет преимущество перед гелием, так как он дешевле. Ещё более существенно, что водород вырабатывается прямо на метеостанции с помощью простого химического генератора или с помощью электролиза воды. Гелий же должен доставляться на метеостанцию в баллонах, что может быть затруднительно для удаленных мест.

Топливо

  • Используют в качестве ракетного топлива. Ввиду крайне узкого диапазона температур (менее 7 кельвинов), при котором водород остается жидкостью, на практике чаще используется смесь жидкой и твёрдой фаз (шугообразный водород).

Ведутся исследования по применению водорода как топлива для легковых и грузовых автомобилей, хотя здесь серьезную проблему представляет водородное охрупчивание сталей, не позволяющее напрямую переводить обычный ДВС на этот газ.

Водород в ДВС меньше загрязняет окружающую среду локально (использование водорода в этом качестве затрудняет низкая эффективность его получения и сопряжённых дополнительных расходов на его сжатие, транспортировку), но так же, как и бензиновые/дизельные аналоги, потребляет и деградирует моторное масло и все остальные неэкологичные материалы, присущие двигателям внутреннего сгорания. В смысле экологии электромобили значительно лучше, перспективен также двигатель Стирлинга.

В водородно-кислородных топливных элементах используется водород для непосредственного преобразования энергии химической реакции в электрическую.

Электроэнергетика
Водород применяется для охлаждения мощных электрических генераторов.

Атомарный водород используется для атомно-водородной сварки. Высокая теплопроводность водорода используется для заполнения сфер гирокомпасов и стеклянных колб филаментных LED-лампочек.

Стоимость Водород Hydrogenium

Рыночная стоимость H, цена Водород Hydrogenium при крупнооптовых поставках колеблется в диапазоне 2—7 USD/кг. В небольших количествах перевозится в стальных баллонах зелёного или тёмно-зелёного цвета.

Примечания

Список примечаний и ссылок на различные материалы про хим. элемент H