Hidrojen bileşiklerini içeren periyodik tablo. Hidrojen üretme yöntemleri
Hidrojen en hafif gazdır, havadan 14,5 kat daha hafiftir. Açıkçası, moleküllerin kütlesi ne kadar küçükse, aynı sıcaklıkta hızları da o kadar yüksek olur. En hafif moleküller olan hidrojen molekülleri, diğer gazların moleküllerinden daha hızlı hareket eder ve böylece ısıyı bir cisimden diğerine daha hızlı aktarabilir. Buradan hidrojenin gaz halindeki maddeler arasında en yüksek termal iletkenliğe sahip olduğu sonucu çıkar. Isıl iletkenliği havanın ısıl iletkenliğinden yaklaşık yedi kat daha yüksektir.
Hidrojen molekülü diyatomiktir - H2. Normal şartlarda renksiz, kokusuz ve tatsız bir gazdır. Yoğunluk 0,08987 g/l (no.), kaynama noktası -252,76 °C, özgül yanma ısısı 120,9·106 J/kg, suda az çözünür - 18,8 ml/l.
Hidrojen birçok metalde (Ni, Pt, Pd, vb.), özellikle paladyumda (1 hacim Pd başına 850 hacim H2) oldukça çözünür. Hidrojenin metallerdeki çözünürlüğü metaller arasında yayılma yeteneği ile ilgilidir; Bir karbon alaşımından (örneğin çelik) difüzyona bazen hidrojenin karbonla etkileşimi nedeniyle (dekarbonizasyon olarak adlandırılan) alaşımın tahrip olması eşlik eder. Gümüşte pratik olarak çözünmez.
Sıvı hidrojen -252,76 ile -259,2 °C arasında çok dar bir sıcaklık aralığında bulunur. Renksiz bir sıvıdır, çok hafif (-253 °C'de yoğunluk 0,0708 g/cm³) ve akışkandır (-253 °C'de viskozite 13,8 cP). Hidrojenin kritik parametreleri çok düşüktür: sıcaklık -240,2 °C ve basınç 12,8 atm. Bu, hidrojenin sıvılaştırılmasındaki zorlukları açıklamaktadır. Sıvı halde denge hidrojeni %99,79 para-H2, %0,21 orto-H2'den oluşur.
Katı hidrojen, erime noktası −259,2 °C, yoğunluk 0,0807 g/cm³ (−262 °C'de) - kar benzeri kütle, altıgen kristaller, uzay grubu P6/mmc, hücre parametreleri a = 0,378 nm ve c = 0,6167 nm . Yüksek basınçta hidrojen metalik bir duruma dönüşür.
Moleküler hidrojen, orto ve parahidrojen formunda olmak üzere iki spin formunda (modifikasyon) mevcuttur. Ortohidrojen molekülü o-H2'de (en. -259.10 °C, kn. -252.56 °C) nükleer dönüşler aynı şekilde (paralel) yönlendirilir ve parahidrojen p-H2'de (en. -259.32 °C, bp -) 252,89 °C) - birbirine zıt (antiparalel). Belirli bir sıcaklıkta o-H2 ve p-H2'nin denge karışımına denge hidrojeni e-H2 denir.
Hidrojen modifikasyonları, sıvı nitrojen sıcaklığında aktif karbon üzerinde adsorpsiyonla ayrılabilir. Çok düşük sıcaklıklarda ortohidrojen ve parahidrojen arasındaki denge neredeyse tamamen parahidrojene doğru kayar. 80 K'de formların oranı yaklaşık 1:1'dir. Isıtıldığında desorbe edilen parahidrojen, oda sıcaklığında dengede olan bir karışım oluşana kadar ortohidrojene dönüştürülür (orto-para: 75:25). Katalizör olmadan, dönüşüm yavaş yavaş gerçekleşir (yıldızlararası ortamın koşulları altında - karakteristik zamanlarla kozmolojik olanlara kadar), bu da bireysel modifikasyonların özelliklerini incelemeyi mümkün kılar.
giriiş
Hidrojen (Hudrogenium), 16. yüzyılın ilk yarısında Alman doktor ve doğa bilimci Paracelsus tarafından keşfedildi. 1776 yılında Cavendish (İngiltere) özelliklerini tespit ederek diğer gazlardan farklarını ortaya koydu. Hidrojenin üç izotopu vardır: protyum NaH, döteryum IH veya D, trityum IH veya T. Kütle numaraları 1, 2 ve 3'tür. Protyum ve döteryum stabildir, trityum radyoaktiftir (yarı ömrü 12,5 yıl). Doğal bileşiklerde döteryum ve protyum ortalama 1:6800 oranında (atom sayısına göre) bulunur. Trityum doğada ihmal edilebilir miktarlarda bulunur.
Hidrojen atomu NaH'nin çekirdeği bir proton içerir. Döteryum ve trityumun çekirdeği yalnızca bir protonu değil aynı zamanda bir veya iki nötronu da içerir. Hidrojen molekülü iki atomdan oluşur. Hidrojen atomunu ve molekülünü karakterize eden bazı özellikler şunlardır:
Atomik iyonlaşma enerjisi, eV 13,60
Atom elektron ilgisi, eV 0,75
Bağıl elektronegatiflik 2.1
Atom yarıçapı, nm 0,046
Bir moleküldeki nükleer mesafe, nm 0,0741
25°C'de moleküllerin standart ayrışma entalpisi 436,1
Hidrojen. Hidrojenin periyodik tablodaki konumu D.I. Mendeleyev
18. yüzyılın sonlarında ve 19. yüzyılın başlarında kimya, niceliksel yasaların oluşturulduğu bir döneme girdi: 1803'te çoklu oranlar yasası formüle edildi (maddeler birbirleriyle kimyasal eşdeğerlerin katları olan ağırlık oranlarında reaksiyona giriyor) ve 1814'te Kimya bilimi tarihindeki ilk tablo, elementlerin bağıl atom ağırlıkları yayımlandı. Bu tabloda hidrojen ilk sırada yer almış ve diğer elementlerin atom kütleleri tam sayılara yakın sayılarla ifade edilmiştir.
Hidrojenin en başından beri işgal ettiği özel konum, bilim adamlarının dikkatini çekmeyi başaramadı ve 1841'de kimyagerler, Antik Yunan filozoflarının atomların birliği hakkındaki teorisini geliştiren William Prout'un teorisini tanımayı başardılar. Dünyaya tüm elementlerin en hafif element olan hidrojenden oluştuğunu öne sürdü. Prout'a J.Ya. Atom ağırlıklarını açıklığa kavuşturmakla meşgul olan Berzelius: deneylerinden, elementlerin atom ağırlıklarının, hidrojenin atom ağırlığına göre tamsayı oranlarında olmadığı ortaya çıktı. Ancak Prout'un destekçileri, atom ağırlıklarının henüz yeterince kesin olarak belirlenmediğini söyleyerek itiraz ettiler ve örnek olarak, 1840'ta karbonun atom ağırlığını 11,26'dan (bu değer Berzelius tarafından belirlendi) 12,0'a düzelten Jean Stas'ın deneylerini gösterdiler. .
Ancak yine de Prout'un ilgi çekici hipotezinin bir süreliğine terk edilmesi gerekti: Çok geçmeden aynı Stas, dikkatli ve sorgulanamaz bir araştırmayla, örneğin klorun atom ağırlığının 35,45 olduğunu, yani hiçbir şekilde şu şekilde ifade edilemeyeceğini tespit etti: Hidrojenin atom ağırlığının katı olan sayı...
Ancak 1869'da Dmitry Ivanovich Mendeleev, elementlerin en temel özelliği olan atom ağırlıklarına dayanarak periyodik element sınıflandırmasını oluşturdu. Ve doğal olarak elementler sisteminde hidrojen ilk sırada yer aldı.
Periyodik yasanın keşfiyle, kimyasal elementlerin, yapısının bazı iç kalıplara bağlı olan tek bir seri oluşturduğu açıktır. Ve bu, Prout'un hipotezini biraz değiştirilmiş bir biçimde de olsa yeniden hayata geçirmekten başka bir şey yapamadı: 1888'de William Crookes, hidrojen de dahil olmak üzere tüm elementlerin, protil adını verdiği bazı birincil maddelerin sıkıştırılmasıyla oluştuğunu öne sürdü. Ve Crookes, protilin görünüşe göre çok küçük bir atom ağırlığına sahip olduğu sonucuna vardığından, kesirli atom ağırlıklarının ortaya çıkışı anlaşılabilir.
Ama ilginç olan şu. Mendeleev'in kendisi de şu soruyla son derece ilgileniyordu: Periyodik tablo neden hidrojenle başlamalı? Atom ağırlığı birden az olan elementlerin varlığını engelleyen nedir? Ve 1905'te Mendeleev böyle bir unsur olarak... "dünya eteri" adını verdi. Üstelik onu helyumun üzerindeki sıfır grubuna yerleştiriyor ve atom ağırlığını hesaplıyor - 0,000001! Mendeleev'e göre bu kadar düşük atom ağırlığına sahip bir inert gazın her yere yayılması gerekir ve elastik titreşimleri ışık olayını açıklayabilir...
Ne yazık ki, bu büyük bilim adamının öngörüsü gerçekleşmeye mahkum değildi. Ancak Mendeleev elementlerin aynı parçacıklardan oluşmadığı konusunda haklıydı: Artık onların protonlardan, nötronlardan ve elektronlardan oluştuğunu biliyoruz.
Ama kusura bakmayın, diye bağırıyorsunuz çünkü proton, hidrojen atomunun çekirdeğidir. Yani Prout haklı mıydı? Evet, gerçekten de kendi açısından haklıydı. Ama bu, tabiri caizse erkenden doğruydu, çünkü o zamanlar ne tam anlamıyla doğrulanabiliyor ne de tam anlamıyla çürütülebiliyordu...
Ancak hidrojenin kendisi bilimsel düşüncenin gelişim tarihinde önemli bir rol oynamıştır. 1913'te Niels Bohr, kuantum mekaniği temelinde atomun yapısal özelliklerini ve periyodiklik yasasının iç özünü açıklayan ünlü varsayımlarını formüle etti. Ve Bohr'un teorisi, buna dayanarak hesaplanan hidrojen spektrumunun gözlemlenenle tamamen örtüşmesi nedeniyle tanındı.
Hidrojen en hafif ve en yaygın kimyasal elementtir. Günümüzde herkes bunu duymuştur, ancak son zamanlarda en iyi bilim adamları için bile büyük bir gizem haline gelmiştir. Katılıyorum, bu hidrojen kimyasal elementi hakkında daha fazla bilgi edinmek için yeterli.
Hidrojen: doğada dağılım
Yukarıda da söylediğimiz gibi hidrojen en yaygın elementtir. Ve sadece Dünya'da değil, tüm Evrende! Güneşin neredeyse yarısı bu kimyasal elementten oluşur ve yıldızların çoğu hidrojenden oluşur. Yıldızlararası uzayda hidrojen aynı zamanda en bol bulunan elementtir. Hidrojen Dünya'da bileşikler halinde bulunur. Petrolün, gazların ve hatta canlı organizmaların bir parçasıdır. Dünya Okyanusu kütlece yaklaşık %11 hidrojen içerir. Atmosferde çok az miktarda bulunur, yalnızca yüzde 5'in on binde biri kadardır.
Hidrojenin keşfinin tarihi
Ortaçağ simyacıları bile hidrojenin varlığını tahmin ediyordu. Nitekim Paracelsus yazılarında asit ve demirin harekete geçmesiyle “hava” kabarcıklarının açığa çıktığına dikkat çekmişti. Ancak bunun nasıl bir “hava” olduğunu anlayamadı. O günlerde bilim adamları, her yanıcı maddenin, yanmayı destekleyen bir tür mistik ateşli bileşene sahip olduğunu düşünüyorlardı. Bu tahmine “flojiston” teorisi adı verildi. Simyacılar, örneğin ahşabın yandıktan sonra kalan kül ve yanma sırasında açığa çıkan filojistondan oluştuğuna inanıyorlardı.
Hidrojenin özellikleri ilk olarak 18. yüzyılda İngiliz kimyagerler Henry Cavendish ve Joseph Priestley tarafından incelenmiştir. Ancak keşiflerinin özünü de tam olarak anlamadılar. Hafif gazın (hidrojen havadan 14 kat daha hafiftir) mistik filojistondan başka bir şey olmadığını düşünüyorlardı.
Ve yalnızca Antoine Lavoisier, hidrojenin bir flojiston değil, gerçek bir kimyasal element olduğunu kanıtladı. Deneyleri sırasında sudan hidrojen elde etmeyi başardı ve ardından hidrojenin yakılmasıyla suyun geri üretildiğini kanıtladı. Bu nedenle bu kimyasal elemente “suyu doğuran” adı verilmiştir.
Hidrojenin kimyasal özellikleri
Hidrojen, periyodik tabloda H sembolüyle gösterilen ilk kimyasal elementtir. Hafif, kokusuz ve renksiz bir gazdır. Katı hidrojen en hafif katı, sıvı hidrojen ise en hafif sıvıdır. Ayrıca sıvı hidrojenin ciltle teması halinde ciddi donmalara neden olabilir. Hidrojen atomları ve molekülleri en küçük olanıdır. Bu nedenle, bu gazla şişirilen balon çok hızlı bir şekilde söner - hidrojen kauçuğun içinden sızar. Hidrojen havadaki oksijenle karıştığında çok patlayıcı bir karışım oluşur. Buna "patlayıcı gaz" denir.
Gaz solunduğunda ses frekansı normalden çok daha yüksek olur. Örneğin bir erkeğin kaba bas sesi Chip ve Dale'in seslerine benzeyecektir. Ancak yukarıda belirtilen sebepten dolayı bu tür kimyasal deneyler yapılmamalıdır. Hidrojen ve oksijen, nefes verildiğinde kolayca patlayabilen patlayıcı bir gaz oluşturur!
Hidrojenin uygulamaları
Yanıcı özelliğine rağmen hidrojen birçok endüstride yaygın olarak kullanılmaktadır. Esas olarak mineral gübreler için amonyak üretiminde ve alkol ve plastik üretiminde kullanılır. Bir zamanlar hava gemileri ve balonlar hidrojenle doldurulmuştu ve bu hafif gaz onları hiç zorlanmadan havaya kaldırıyordu. Ancak artık havacılık ve uzay teknolojisinde yalnızca uzay roketleri için yakıt olarak kullanılıyor. Hidrojenle çalışan araba motorları yaratıldı. En çevre dostu olanlardır çünkü yanma sırasında sadece su açığa çıkar. Bununla birlikte, şu anda hidrojen motorlarının bir takım önemli dezavantajları vardır ve güvenlik gereksinimlerini tam olarak karşılamamaktadır, bu nedenle kullanımları hala tamamen önemsizdir. Gıda endüstrisinde hidrojen, margarin üretiminde ve gıda ambalajlamasında kullanılır. Hatta E949 besin takviyesi olarak kayıtlıdır. Enerji sektöründe hidrojen, jeneratörleri soğutmak ve hidrojen-oksijen yakıt hücrelerinde elektrik üretmek için kullanılıyor.
3. Hidrojen neden diğer tüm elementlerin aksine Periyodik Tablo D.I.'de yazılmıştır? Mendeleev iki kez mi? Hidrojenin Periyodik Tablodaki ikili konumunun geçerliliğini, atomunun, basit maddesinin ve bileşiklerinin yapısını ve özelliklerini diğer elementlerin (alkali metaller ve halojenler) karşılık gelen varoluş biçimleriyle karşılaştırarak kanıtlayın.
Hidrojen birinci grupta yazılabilir çünkü atomunun dış kabuğunda alkali metaller gibi 1 elektron vardır ancak halojenler gibi dış elektron katmanını tamamlayacak bir elektronu da yoktur, dolayısıyla yedinci grupta yazılabilir. Normal koşullar altında hidrojen, halojenler gibi, tek bağa sahip basit bir maddenin (flor veya klor gibi bir gaz) iki atomlu bir molekülünü oluşturur. Halojenler gibi hidrojen de metallerle birleşerek uçucu olmayan hidritler oluşturur. Bununla birlikte, alkali metaller gibi, hidrojen de yalnızca I'e eşit bir değer sergileyebilir ve halojenler, kural olarak, farklı değerler sergileyen birçok bileşik oluşturur.
Ateşten su! İnanılmaz görünüyor ama bu bir gerçek. Ve bu gerçek ilk kez (1781-1782) İngiliz bilim adamı Henry Cavendish tarafından ortaya konmuştur. O zamanlar "yanıcı hava" olarak adlandırılan renksiz, tatsız ve kokusuz bir gazı kapalı bir kapta yaktı ve yanma ürününün su olduğunu keşfetti. Cavendish ilk başta elde edilen sonuca inanmadı, ancak "yanıcı hava"nın yakılmasıyla ilgili bir dizi hassas deney yaptıktan sonra yanma ürününün yalnızca "tadı ve kokusu olmayan ve kuruyana kadar buharlaştığında" su olduğuna ikna oldu. , gözle görülür en ufak bir kalıntı bırakmadı.” .
Seçkin İngiliz doğa bilimci D. Priestley'in Cavendish'ten önce bile, "yanıcı hava" karışımının yanması ve patlaması sırasında nemin ortaya çıktığını gözlemlediğini, ancak... buna gereken önemi vermediğini belirtmekte fayda var.
“Yanıcı havanın” ortaçağ Alman doktoru ve doğa bilimci Paracelsus (16. yüzyıl) tarafından bilinmesine ve ünlü İngiliz kimyager, fizikçi ve filozof Robert Boyle'un 1660 yılında sadece sülfürik asit ve demirden “yanıcı hava” elde etmeyi başarmasına rağmen ama aynı zamanda daha önce yapamadıkları bir kapta toplamayı da başardılar; bu gazın basit (temel) doğası ancak 1783'te belirlendi.
Bu yıl Cavendish'in deneylerini test etmek isteyen Fransız bilim adamı Antoine Laurent Lavoisier, "yanıcı havanın" yanma ürününü incelemek için hassas çalışmalar yürüttü. Cavendish'in deneylerini doğruladılar; "yanıcı havanın" yanması sonucu ortaya çıkan ürün yalnızca suydu. Lavoisier bunu yalnızca "yanıcı havayı" yakarak değil, aynı zamanda yanma ürünlerini de ayrıştırarak kanıtladı. Doğru, suyu analiz etmenin nedeni, havacılığın gelişiminin başlamasıyla bağlantılı olarak Fransız Bilimler Akademisi'nin talimatları üzerine Lavoisier tarafından üstlenilen, hidrojen üretmenin ucuz bir yolunun araştırılmasıydı.
Su üretme kabiliyeti nedeniyle “yanıcı hava”ya daha sonra hidrojen adı verildi. Hidrojenin bilimsel adı - "hidrojenyum", Yunanca "hidor" - su ve "genao" - doğururum, üretirim kelimelerinden gelir. Bu nedenle, hidrojenin adı onun ana özelliğini yansıtır - yanma sırasında su oluşturma yeteneği.
Hidrojen atomları, diğer kimyasal elementlerin tüm atomları arasında en az ağırlığa sahiptir ve bu nedenle hidrojen, D.I. Mendeleev'in periyodik tablosunda ilk sırada yer alır.
Hidrojen doğanın en yaygın elementlerinden biridir; Evrenin her yerinde bulunur - Güneş'te, yıldızlarda, bulutsularda, uzayda. Dünya'da hidrojenin büyük bir kısmı, çeşitli bileşikler formunda, özellikle de dünya yüzeyinde su formunda bağlı bir durumdadır. Yer kabuğundaki toplam hidrojen miktarı yer kabuğunun ağırlığının %1'ine ulaşır.
Yıldızlararası uzayda hidrojen atomları, diğer tüm elementlerin atomlarının toplamından birkaç yüz kat daha sık bulunur. Hidrojen, yıldızların atmosferinde diğer elementlere göre daha baskındır ve güneş atmosferinin ana bileşenidir.
Hidrojenin Evrendeki önemi son derece büyüktür; Güneş dahil yıldızlara enerji sağlayan “kozmik yakıt” olarak özel bir rol oynar.
Sıcaklığın 20 milyon dereceye ulaştığı ve maddenin sekiz milyar atmosfer basıncı altında olduğu Güneş'in derinliklerinde, hidrojen atomları elektron kaybeder ve bu atomların (protonların) çekirdekleri, nükleer reaksiyonların gerçekleşeceği hızlara ulaşır. Çok yüksek sıcaklıklarda meydana gelen nükleer reaksiyonlara termonükleer reaksiyonlar denir. Yeni bir kimyasal elementin çekirdeğinin 4 hidrojen çekirdeğinden oluştuğu termonükleer reaksiyon - helyum ve güneş enerjisi kaynağıdır.
Eğitim helyum Alman bilim adamı Bethe'nin gösterdiği gibi hidrojenden Güneş'te çok daha karmaşık bir şekilde meydana gelir, ancak reaksiyonun nihai sonucu aynı sonucu verir: 4 hidrojen çekirdeği yerine bir çekirdek belirir helyum . Bu reaksiyon sırasında açığa çıkan enerji, Güneş'in milyarlarca yıldır verdiği muazzam miktarda ısı ve ışığın yayılmasını sağlar. Güneş'in yaydığı enerji miktarını hayal etmek için, böyle bir enerjinin üretilmesi için Volzhskaya hidroelektrik santralinin kapasitesine sahip 180.000.000 milyar enerji santralinin gerekli olduğunu söylemek yeterlidir.
Serbest haldeki hidrojen yeryüzünde volkanik gazlarda bulunur; Bitkiler tarafından az miktarda hidrojen açığa çıkar. Atmosferde, üst katmanlarda bile hidrojen, hacimce %0,00005'i geçmeyecek kadar küçük miktarlarda bulunur.
Hidrojen saf haliyle havadan 14,45 kat daha hafif, renksiz, kokusuz ve tatsız bir gazdır. Zehirli değil. Hidrojen diğer tüm gazlardan daha hızlı yayılır ve yayılır ve en iyi ısı iletkenidir (hidrojenin termal iletkenliği havanınkinden 7 kat daha fazladır).
Doğada hidrojen üç izotop halinde bulunur: sıradan hidrojen, ağır ve süper ağır hidrojen. Ağır hidrojen sıradan hidrojende küçük miktarlarda bulunur. Sıradan hidrojenin her 5 bin atomuna karşılık 1 ağır hidrojen atomu vardır. Yunanca ikinci anlamına gelen "deuteros" kelimesinden, hidrojenin ikinci izotopu olan ağır hidrojene döteryum adı verilir. Protona benzetilerek bu atomun çekirdeğine döteron adı verilir; genellikle döteron denir.
Döteryum ya Latin harfi D ile gösterilir ya da hidrojenin kimyasal tanımı korunur ve kütle numarasını 2 sayısıyla göstererek H2 yazılır.
Döteryum, çekirdeğinin yapısında sıradan hidrojenden farklıdır. Döteryum çekirdeği bir proton ve bir nötrondan oluşur, dolayısıyla döteryum atomunun kütlesi sıradan bir hidrojen atomunun kütlesinin 2 katıdır. Aynı kimyasal elementin izotop kütlelerindeki bu kadar keskin bir farklılık, farklı elementlerin bilinen izotopları arasındaki tek durumdur. Atomları en basit olan (bir proton ve bir elektrondan oluşan) "protos" kelimesinden - basit - sıradan hidrojene bazen protium denir.
Protiumun döteryumla değiştirildiği suya ağır denir. Özelliklerinde normalden farklıdır. Böylece ağır su, normal su gibi 0°C'de değil +3,8°C'de donar, 100°C'de değil 101,4°C'de kaynar ve normal sudan daha yüksek yoğunluğa (1,1056) sahiptir; Ağır suda yaşam imkansızdır. Sıradan su her zaman ağır bir karışım içerir. Miktarı küçüktür ve toplam kütlenin %0,02'sine karşılık gelir. Ancak dünyanın her yerinden toplandığında Karadeniz'in hacmine eşit büyüklükte bir rezervuarı doldurabilir.
Ağır su, nükleer reaktörlerde atom enerjisi üretiminde nötron düzenleyici madde olarak kullanılır.
Ağır suyun saf haliyle elde edilmesi, suyun elektrolizine (elektrik akımıyla ayrışma) dayanan, "sıradan" su moleküllerinin ilk önce ayrıştığı, ağır suyun ise kalıntıda biriktiği uzun ve pahalı bir işlemdir. Batı Avrupa'da endüstriyel ölçekte ağır su üretimi ilk kez Almanlar tarafından İkinci Dünya Savaşı sırasında ucuz hidroelektrik enerjiye sahip işgal altındaki Norveç'te gerçekleştirildi. Ağır su, faşist orduların komutasının son umutlarını bağladığı yeni bir silah türü (atom bombası) yaratmayı amaçlıyordu. 28 Şubat 1943'te Norveçli vatanseverler İngiliz paraşütçülerle birlikte ağır su atölyesini havaya uçurdu. İngiliz havacılığının tesise yaptığı müteakip baskınlar, faşist komutanlığı ekipmanı ve biriken su tedarikini Almanya'ya taşımaya zorladı. 20 Şubat 1945'te direniş ordusunun Norveçli savaşçıları gemiyi havaya uçurdu ve 16 metreküplük ekipmanıyla birlikte yok etti. m ağır su.
Üçüncü bir "süper ağır" izotop da bilinmektedir. Trityum - bu izotopa Latince "trityum" kelimesinden denir - üçüncü. Yapay olarak nükleer reaksiyonların bir sonucu olarak, örneğin nötronların hafif metal atomlarına "ateşlenmesi" yoluyla elde edilebilir. lityum . Trityum atomlarının çekirdeği iki nötron ve bir proton içerir. Doğada trityumun bolluğu ihmal edilebilir düzeydedir. Her milyar milyar sıradan hidrojen atomuna karşılık bir trityum atomu vardır. Trityum hidrojenin radyoaktif izotopudur. Beta parçacıkları yayar ve bir izotopa dönüşür helyum atom ağırlığı 3'tür. Trityumun yarı ömrü yaklaşık 12,5 yıldır.
Binlerce nükleer reaksiyon görüntüsünü inceleyen bir grup İtalyan fizikçi, hidrojen atomları ailesindeki dördüncü “kardeşi” keşfetti (atom ağırlığı 4'tür). Tespit görevi ne kadar zordu" çok ağır"Hidrojen, ömrünün saniyenin 0,00000000001 kesrine eşit olduğunu söylüyor.
İki atomdan oluşan sıradan hidrojen moleküllerine ek olarak, triatomik bir molekül olan hisonyumun elde edilmesinin mümkün olduğu varsayılmaktadır. Hisonyumun " kadar kısa ömürlü olması mümkündür" çok ağır"hidrojen.
Hidrojenin pratik kullanımları çeşitlidir. En hafif gaz olduğundan balonların, meteoroloji balonlarının, stratosferik balonların ve diğer havacılık araçlarının kabuklarını doldurmak için kullanılır. 18 cc'lik sıcak hava balonuyla başlayan havacılık tarihi. Fransız fizikçi Charles tarafından Alman tasarımcı Zeppelin'in dev kontrollü hava gemilerine yaratılan m, ayrılmaz bir şekilde hidrojen ile bağlantılıdır. Bununla birlikte, hidrojenin yanıcılığı ve rastgele ve ortadan kaldırılması zor nedenlerden (yıldırım deşarjları, sürtünme yoluyla elektrifikasyon sırasında kıvılcımlar vb.) kaynaklanan kolay alev alması, havacılıkta kullanım olanaklarını sınırladı.
İkinci Dünya Savaşı sırasında Amerika Birleşik Devletleri'nin en beklenmedik yerlerinde açık ve bulutsuz bir gökyüzünden bombalar düştü, patlamalar duyuldu, yangınlar çıktı. Ancak sansasyon açgözlü Amerikan basını bile, alarm sinyalleri ve havada düşman uçakları olmadan bu gizemli baskınlar hakkında sessiz kaldı. Daha birkaç yıl önce bu gizemli bombalamaların Japon adalarından fırlatılan balonlarla gerçekleştirildiği bildirilmişti. Binden fazla bu tür balon fırlatıldı.
Kimya endüstrisinde hidrojen, çeşitli maddelerin (amonyak, katı yağlar vb.) üretimi için başlangıç maddesi görevi görür. Hidrojenin yüksek yanma sıcaklığı (2500°C'ye kadar) oksijen Kuvars, refrakter metallerin eritilmesi, çelik levhaların kesilmesi vb. için özel brülörlerle birlikte kullanılır.
Yakıt olarak hidrojeni kullanan içten yanmalı bir motor fikri, düşük maliyeti nedeniyle oldukça cazip. Hidrojen ve hava tüketen böyle bir motor, yanma ürünü olarak su yayar.
Yakıt olarak hidrojen elde etmek için sadece suya ihtiyacınız var. Dünyadaki hidrojen üretiminin ana "hammaddesi" olan su rezervleri kelimenin tam anlamıyla tükenmez ve miktarı 2 milyar milyar tondur. Büyük nehirlerin akan suyunun enerjisi de tükenmez, bu enerji santrallerinde elektrik enerjisine dönüştürülerek sudan hidrojenin elektrik akımıyla ayrıştırılarak elde edilmesine hizmet edebilir.
Atom fiziği ve kimyasındaki ilerlemeler, hidrojen izotoplarının pratik amaçlarla kullanılması olasılığının yolunu açmıştır. Ne yazık ki bu yetenekler öncelikle askeri amaçlarla, yani hidrojen bombası yaratmak için kullanıldı.
Hidrojen bombası, termonükleer reaksiyonun enerjisini (döteryum ve trityum arasında) kullanır ve bu da oluşumuna yol açar. helyum ve nötronların salınımı. Hidrojen izotopları arasında bir reaksiyonun başlayabilmesi için bunların en az 10 milyon derecelik ultra yüksek sıcaklıklara ısıtılması gerekir. Bu sıcaklık, hidrojen bombasında fitil görevi gören atom bombası patladığında ortaya çıkar.
Hidrojen bombası atom bombasından daha güçlüdür. Gerçek şu ki, bir atom bombasında atomik patlayıcı madde miktarı sınırlıdır ve kritik kütle olarak adlandırılan belirli bir değeri aşamaz; Bir hidrojen bombasında patlayıcı miktarı (hidrojen izotoplarının bir karışımı) sınırlı değildir.
