Atom wodoru jest najprostszym elementem

Wodór jest pierwiastkiem chemicznym, najprostszymw swojej strukturze i najczęściej w naturze. Według niektórych danych naukowych ten pierwiastek stanowi ponad dziewięćdziesiąt procent wszystkich atomów. Najważniejszym związkiem, w którym występuje wodór, jest woda. Jego wzór chemiczny jest następujący: H2O. Atom wodoru składa się z jednego protonu reprezentującego jądro i jednego elektronu. Jest to jedyny element, który jest gazem palnym.

W jaki sposób atom wodoru znajduje się w układzie okresowym?

Ten element znajduje się u góry pierwszej grupy. Robi się to z tego powodu, że atom wodoru, tracąc swój elektron, tworzy dodatni jon z jednym ładunkiem. Jednak w pewnych warunkach wodór może uzyskać właściwości metaliczne. W normalnych warunkach wykazuje jedynie właściwości charakterystyczne dla niemetali. Wodór znacznie różni się od innych pierwiastków należących do pierwszej grupy.

Jak zdobyć wodór w laboratorium?

Wodór można uzyskać poprzez działanienie skoncentrowane kwasy na metalach: Zn (cynk w stanie stałym) + 2HCl (wodny roztwór kwasu chlorowodorowego) = ZnCl2 (wodny roztwór tlenku cynku) + H2 (gaz)

Wytwarzanie wodoru w wyniku hydrolizy: 2H3O- + 2e- = H2 (gaz) + 2H2O (woda.)

Wytwarzanie wodoru jest możliwe dzięki działaniu alkaliów na aluminium lub cynk. Metale te mogą reagować z wodnymi roztworami wodorotlenku potasu lub wodorotlenku potasu. W tym przypadku tworzy się wodór:
Cynku (cynk) + 2OH- + 2H2O = (Zn (OH) 4) 2- (tetragidroksotsinkat jonowy)) + H2 (gaz)
Al (aluminium) + 2OH- + 6H2O = (Al (OH) 4) - (jon tetrahydroksoglinianowy) + H2 (gaz).

Ten pierwiastek chemiczny można również uzyskać przez hydrolizę wodnych roztworów: CaH2 (wodorek wapnia) + 2H2O (woda) = Ca (OH) 2 (wodorotlenek wapnia) + 2H2 (wodór).

Izotopy wodoru

Istnieją trzy formy izotopowe tej substancji chemicznejelement: prot, deuter i tryt. W tym samym czasie naturalny wodór zawiera około 99% protu, reszta to deuter. Trzeci izotop jest radioaktywnym, niestabilnym izotopem. Z tego powodu występuje on w przyrodzie jedynie w postaci śladów. Tryt emituje cząsteczki radioaktywne, a jego okres półtrwania wynosi 12,3 lat.

Izotopowe formy wodoru mają praktyczniete same właściwości chemiczne, ale różnią się znacznie właściwościami fizycznymi. Dla każdego związku wodoru istnieje analog deuteru. Najważniejszym z nich jest tlenek deuteru (lub ciężka woda). Substancja ta jest używana w reaktorach jądrowych. Uzyskuje się go przez elektrolizę wody.

Właściwości chemiczne wodoru

Rozpatrywany pierwiastek chemiczny może przywracać niemetale grup 4-7, tlenków i organicznych związków nienasyconych, utleniać metale, tworząc w ten sposób wodorki.

Związki wodoru

Są to jonowe, kompleksowe i kowalencyjne wodorki, a także wodory, takie jak związki interkalacyjne.

Wytwarzanie wodoru

- proces Bohra;

- z gazu ziemnego lub benzyny ciężkiej (nafty);

- poprzez krakowanie i reformowanie węglowodorów;

- za pomocą elektrolizy solanki (tj. wodnego roztworu chlorku sodu).

Atom wodoru w mechanice kwantowej

Atom wodoru jest ważny w kwantachmechanika, ponieważ dla niego problem dwóch ciał ma analityczną przybliżoną lub dokładną wartość. Roztwory te można stosować do różnych izotopów wodoru, ale z odpowiednią korekcją. Atom wodoru w mechanice kwantowej opisany jest za pomocą funkcji dwuniciowej fali. Jest również uważany za nieuczestniczący elektron w polu elektrostatycznym jądra ciężkiego atomu.

Atom wodoru Bohra

W 1913 r. Bohr Nils zaproponował swój model atomuwodór. Ma wiele uproszczeń i założeń. Pomimo faktu, że model nie był całkiem poprawny, Bohr wywnioskował z niego widmo promieniowania i uzyskał poprawne wartości poziomów energetycznych atomu.