Водород - первый элемент периодической таблицы с одним протоном и одним электроном. Это также делает его самым легким элементом в периодической таблице с массой всего 1,0079 а.е.м. (атомные единицы массы). Это также самый распространенный элемент во Вселенной.
Узнайте больше о важности водорода.
Водород также легко воспламеняется и легко воспламеняется или взрывается даже при низких концентрациях.
Свойства водорода
В ядре водорода есть один протон и один электрон. Самый распространенный изотоп водорода не имеет нейтронов.
Это делает водород одним из лучших элементов при образовании ковалентные связи с другими молекулами и элементами. Фактически, он может образовывать ковалентную связь практически с любым элементом периодической таблицы из-за одного протона и электрона.
Это также означает, что одиночные атомы водорода чрезвычайно редки. Обычно образует водородный газ, который представляет собой двухатомную форму водорода (H2).
При нормальной температуре и давлении на Земле водород не имеет запаха, не токсичен, безвкусен, бесцветен и неметаллический. Водород имеет плотность 0,89 г / л (менее плотный, чем воздух), а его температура плавления составляет около -259 ° C, а температура кипения составляет около -252,9 ° C.
Легковоспламеняющийся водород?
Итак, большой вопрос: воспламеняется ли водород? Короткий ответ да он легко воспламеняется, но с этим ответом нужно прояснить несколько моментов.
Когда говорят, что водород воспламеняется, это не означает элементарную форму водорода. Это двухатомный водород, газ это очень легко воспламеняется. Многие легковоспламеняющиеся вещества должны иметь высокую концентрацию, чтобы действительно воспламениться или загореться, но это не относится к водороду. Водород будет гореть при концентрациях от 4 до 75 процентов.
Реакция на это горение:
2H2(Газ) + O2 (Газ) = 2H2O (жидкость) + энергия 572 кДж (286 кДж / моль H2)
Взрывы и возгорание водорода могут происходить от простой искры и повышенного нагрева. Однако было замечено, что он воспламеняется при воздействии солнечного света и даже при очень незначительном повышении температуры из-за его очень реактивной природы.
Водородное топливо
Несмотря на взрывоопасные и легковоспламеняющиеся свойства газообразного водорода, люди нашли много применений для водорода, которые напрямую связаны с его воспламеняемостью.
Возможно, наиболее распространенным является водородное топливо и топливные элементы. Водородное топливо объединяет водород и кислород для создания электричества и водородной энергии.
Водородное топливо интересно, поскольку это «чистый» источник энергии, который производит воду и энергию только при реакции (как вы можете видеть в уравнении горения выше). Другие источники топлива, такие как газ и нефть, производят вредные газы и выбросы, вредные для окружающей среды. Люди нашли применение для подачи водородной энергии в дома, автомобили, портативные источники энергии и многое другое.
Узнайте больше о водородном топливе и ископаемом топливе.
Другое использование водорода
Газообразный водород также используется во многих промышленных и производственных процессах, особенно в тех, которые используют нефть, а также в тех, которые требуют гидрирования таких продуктов, как гидрогенизированные масла.
Другие распространенные применения водорода включают:
- Использовать как охлаждающую жидкость
- Сварочные приложения
- Предыдущее использование в воздушных шарах и дирижаблях
Ученые открыли силу сгорания водорода и другие свойства водорода и использовали эту информацию для создания водородных бомб, которые также называются термоядерными бомбами. Эти бомбы заставляют несколько ядер водорода объединяться в атомы гелия в процессе, называемом слияние.
Это происходит при высоких температурах и приводит к огромному выбросу энергии, известному как взрыв. В этих термоядерных бомбах используется водород, поскольку они очень легкие и имеют наименьшее сопротивление соединению ядер (однако это не снижает мощность водородной бомбы).