Водень - це перший елемент періодичної системи з одним протоном та одним електроном. Це також робить його найлегшим елементом періодичної таблиці вагою всього 1,0079 аму (одиниці атомної маси). Це також найпоширеніший елемент у Всесвіті.
Детальніше про значення водню.
Водень також легкозаймистий і легко спалюється або вибухає навіть при низьких концентраціях.
Властивості водню
У своєму ядрі водень має один протон і один електрон. Найпоширеніший ізотоп водню не має нейтронів.
Це робить водень одним з найкращих елементів у формуванні ковалентні зв’язки з іншими молекулами та елементами. Насправді він може утворювати ковалентний зв’язок майже з будь-яким елементом періодичної системи через одиничний протон та електрон.
Це також означає, що поодинокі атоми водню надзвичайно рідкісні. Він зазвичай формується водень газ, що є двохатомною формою водню (H2).
За нормальних температурних і тискових умов Землі водень не має запаху, нетоксичний, несмачний, безбарвний і неметалічний. Водень має щільність 0,89 г / л (менш щільну, ніж повітря), він має температуру плавлення близько -259 ° C і температуру кипіння близько -252,9 ° C.
Водень вогненебезпечний?
Отже, велике питання: чи є водень горючим? Коротка відповідь так він легкозаймистий, але з цією відповіддю слід прояснити кілька речей.
Коли кажуть, що водень є займистим, це не означає елементарну форму водню. Це двоатомний газоподібний водень що є надзвичайно легкозаймистим. Багато легкозаймисті речовини повинні бути у високій концентрації, щоб насправді спалитись або загорітися, але це не так з воднем. Водень буде горіти при концентраціях від 4 до 75 відсотків.
Реакцією цього горіння є:
2Н2(Газ) + O2 (Газ) = 2Н2O (рідина) + 572 кДж енергії (286 кДж / моль H2)
Вибухи та згоряння водню можуть відбуватися за допомогою простої іскри та підвищеного тепла. Однак спостерігається також його горіння під впливом сонячного світла і навіть дуже незначне підвищення температури через його високореактивну природу.
Водневе паливо
Незважаючи на дуже вибухонебезпечну та легкозаймисту якість газоподібного водню, люди знайшли багато способів використання водню, які безпосередньо пов'язані з його горючістю.
Мабуть, найпоширенішим є водне паливо та паливні елементи. Водневе паливо поєднує водень і кисень для створення електрики та водневої енергії.
Водневе паливо є захоплюючим, оскільки воно є "чистим" джерелом енергії, яке виробляє воду та енергію лише під час реакції (як ви можете бачити в рівнянні згоряння вище). Інші джерела палива, такі як газ та нафта, виробляють шкідливі гази та викиди, які є шкідливими для навколишнього середовища. Люди знайшли способи використання водневої енергії в будинках, автомобілях, портативних джерелах енергії тощо.
Докладніше про водневе паливо та викопне паливо.
Інше використання водню
Газовий водень також використовується у багатьох промислових та виробничих процесах, особливо тих, що використовують нафту, а також тих, що вимагають гідрування таких продуктів, як гідровані олії.
Інші поширені способи використання водню включають:
- Використовуйте в якості охолоджуючої рідини
- Зварювальні програми
- Попереднє використання на аеростатах та дирижаблях
Вчені виявили силу згоряння водню та інші властивості водню і використали цю інформацію для створення водневих бомб, які також називаються термоядерними. Ці бомби змушують кілька ядер водню об'єднуватися в атоми гелію в процесі, який називається синтез.
Це відбувається при високих температурах і призводить до масивного виходу енергії, який відомий як вибух. У цих термоядерних бомбах використовується водень, оскільки вони дуже легкі і мають найменший опір з’єднаних ядер (однак це не зменшує потужність водневої бомби).