То что нужно знать о водороде. 20 важных фактов

Водородные изотопы

В природе встречаются несколько вариантов атомов химического элемента. В таблице зафиксировано среднее значение его относительной массы, равной 1. Стабильные изотопы, протий и дейтерий, имеют атомный вес, соответственно, 3 и 2. Тритий – радиоактивен, а водород с массой, равной 4 – неустойчив.

Крайне редко элемент содержится в свободном состоянии (природный, вулканический газы). Многообразие химических соединений объясняется тем, что атом водорода имеет уникальное строение. Имеющийся единственный электрон, он с легкостью отдает другому химическому элементу. С металлом или неметаллом «первый» образует ковалентную полярную связь.

Видео

Видео

Первая водородная бомба

К XX веку человечество осознало, что Hydrogen можно использовать не только в мирных целях. Во время гонки вооружений в период холодно войны советские и американские ученые стремились превзойти друг друга в военной промышленности. Они создавали оружие со значительной поражающей мощностью на основании водородного изотопа дейтерия. Термоядерная реакция возникает во время синтеза легких газов в тяжелые: во время этого процесса высвобождается огромное количество энергии. Первые испытания термоядерного заряда проводились в США 1 ноября 1952 года. По сути, устройство не являлось бомбой, а представляло лабораторный прототип.  Спустя год, 12 августа 1953, в СССР продемонстрировали уже полностью готовую к эксплуатации водородную бомбу РДС-6с.

Водородная бомбаВзрыв водородной бомбы

Этот вид оружия имел огромную разрушительную силу. Мощность его взрыва превышала возможности ядерного оружия. При этом считалось, что количество ядерных осадков от него значительно меньше. В процессе дальнейших исследований было выяснено, что все зависит от типа выбранной реакции. Если в изделие включается термоядерный заряд с использованием урана-238 (радиоактивный нуклид урана), то мощность бомбы возрастет в пять раз, в количество радиоактивных осадков увеличится в 10 раз.

Применение водорода

Области использования газа разнообразны:

  1. В горелках, для сварки, резки металлов.
  2. При производстве аммиака, соляной кислоты, особо чистых элементов, органических веществ.
  3. В термоядерной технике получение дейтерия, трития.

Последнее направление способно обеспечить человечество неисчерпаемой энергией. Все области связаны с восстановительными свойствами неметалла (отдачей электрона).

Свободный водород редко встречается на Земле

Водород в газообразном состоянии Н2 (также, называемый «свободный») легче воздуха почти в 14 раз. Его редко можно встретить на поверхности Земли, в том числе в сочетании с другими газами, поскольку он просто не может удержаться в атмосфере. В свободном виде он содержится только глубоко под землей и выходит на поверхность во время извержений вулканов, или при добыче полезных ископаемых (таких, как нефть).

В наибольшей степени Н2 распространен в составе во

В наибольшей степени Н2 распространен в составе воды, которая занимает большую часть планеты (79%). Также, этот химический элемент можно обнаружить в различных соединениях: углеводородах, кислотах и оксидах. Он является обязательной составляющей живых существ и растений, входит в состав природных газов, нефти, минералов.

Физические свойства

У водорода в наличие следующие физические свойства:

  • Температура кипения водорода составляет 252,76 °C;
  • А при температуре 259,14 °C он уже начинает плавиться.
  • В воде водород растворяется слабо.
  • Чистый водород – весьма опасное взрывчатое и горючее вещество.
  • Водород легче воздуха в 14,5 раз.

Как получить?

Среди промышленных средств получения водорода можно выделить:

  • газификацию угля,
  • паровую конверсию метана,
  • электролиз.

В лаборатории водород можно получить:

  • при гидролизе гидридов металлов,
  • при реакции с водой щелочных и щелочноземельных металлов,
  • при взаимодействии разбавленных кислот с активными металлами.

Теги