Wodór.html |
| | | ca | | | de | | | en | | | es | | | fr | | | it | | | nl | | | no | | | pl | | | pt | | | ru | | | ro | | | fi | | | sv | | | tr | | | vo | | |
| |  |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
| Dane ogólne | |||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Nazwa, symbol, l.a.* | Wodór, H, 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Własności metaliczne | niemetal | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Grupa, okres, blok | 1 (IA), 1, s | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Gęstość, twardość | 0,0899 kg/m3, bd | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Kolor | bezbarwny | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Własności atomowe | |||||||||||||||||||||||||||||||
| Masa atomowa | 1,00794 amu | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Promień atomowy (obl.) | 25 (53) pm | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Promień kowalencyjny | 37 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Promień van der Waalsa | 120 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Konfiguracja elektronowa | 1s1 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| e- na poziom energetyczny | 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Stopień utlenienia | 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Własności kwasowe tlenków | amfoteryczne | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Struktura krystaliczna | heksagonalna | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Własności fizyczne | |||||||||||||||||||||||||||||||
| Stan skupienia | gazowy | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Temperatura topnienia | 14,025 K (-259,13 °C) |
||||||||||||||||||||||||||||||
| Temperatura wrzenia | 20,268 K (-252,88°C) |
||||||||||||||||||||||||||||||
| Temperatura krytyczna | 33,25 K (-239,9°C) | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Ciśnienie krytyczne | 1,3 MPa (13 atm) | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Objętość molowa | 11,42×10-6 m³/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Ciepło parowania | 0,44936 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Ciepło topnienia | 0,05868 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Ciśnienie pary nasyconej | 209 Pa (23 K) | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Prędkość dźwięku | 1270 m/s (298,15 K) | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Pozostałe dane | |||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektroujemność | 2,20 (Pauling) 2,20 (Allred) |
||||||||||||||||||||||||||||||
| Ciepło właściwe | 14304 J/(kg*K) | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Przewodność właściwa | 13,8×106 S/m | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Przewodność cieplna | 0,1815 W/(m*K) | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Potencjał jonizacyjny | 1312 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Najbardziej stabilne izotopy* | |||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
| Tam, gdzie nie jest zaznaczone inaczej, użyte są jednostki SI i warunki normalne. |
|||||||||||||||||||||||||||||||
| *Wyjaśnienie skrótów: l.a.=liczba atomowa wyst.=występowanie w przyrodzie, o.p.r.=okres połowicznego rozpadu, s.r.=sposób rozpadu, e.r.=energia rozpadu, p.r.=produkt rozpadu |
|||||||||||||||||||||||||||||||
Wodór (H, łac. hydrogenium) – pierwiastek chemiczny, niemetal z bloku s układu okresowego. Jest to najprostszy możliwy pierwiastek o liczbie atomowej 1, rozpoczynający układ okresowy. Jest również podstawowym pierwiastkiem w szeregu aktywności metali.
Występuje w postaci dwóch stabilnych izotopów 1H (prot) i 2H (deuter, oznaczany również symbolem D) oraz jednego niestabilnego – 3H (tryt, oznaczany również symbolem T). Ze względu na to, że deuter ma dwukrotnie większą masę od protu, różnią się one znacząco właściwościami fizycznymi, a także chemicznymi (silny efekt izotopowy).
Wodór jest najpowszechniej występującym pierwiastkiem we Wszechświecie.
Na Ziemi występuje w postaci cząsteczkowej w niezbyt dużych ilościach (0,9% w górnych warstwach atmosfery), natomiast duże ilości wodoru występują w postaci związków chemicznych (głównie jest to woda).
Wchodzi w skład wielu ważnych związków chemicznych: wody, kwasów, zasad i większości związków organicznych.
Wodór w stanie wolnym występuje w postaci cząsteczek dwuatomowych H2 tworząc wodór molekularny.
Spis treści |
edytuj Kation wodorowy
Kation wodorowy H+ jest w istocie równoważny protonowi. W stanie wolnym występuje on w próżni, plazmie i górnych warstwach atmosfery ziemskiej (promienie UV jonizują atomy wodoru), gdyż jest on niezwykle reaktywny. W roztworach wodnych kation ten jest natychmiast solwatowany do jonu hydroniowego H3O+. Czasami, w uproszczeniu, w równaniach dysocjacji elektrolitycznej pomija się ten fakt podając jako produkt kation wodorowy, co zupełnie mija się z prawdą. Z tego względu współcześnie przyjmuje się, że skala pH jest miarą stężenia jonów hydroniowych, a nie wodorowych.
edytuj Serie widmowe
Wodór ma charakterystyczne serie widmowe:
edytuj Historia
Prawdopodobnie pierwszą osobą, która opisała otrzymywanie wodoru w stanie czystym był alchemik Paracelsus żyjący w latach 1493–1541. Paracelsus wykonywał eksperymenty polegające na wrzucaniu metali do kwasów i zbieraniu do naczyń gazowych produktów tych reakcji, co do dzisiaj stanowi najprostszy sposób otrzymywania tego pierwiastka w warunkach laboratoryjnych. Prawdopodobne jest jednak, że podobne eksperymenty wykonywano już wcześniej.
Eksperymenty te powtórzył w 1671 r. Robert Boyle, który opisał też wybuchową naturę mieszanki wodoru z powietrzem. Pierwszą osobą, która uznała wodór za pierwiastek był Henry Cavendish, który w 1766 r. zamieścił w swoich notatkach taką tezę. Jak wszystkie inne jego badania nie zostało to jednak opublikowane za jego życia. Substancja ta została uznana za pierwiastek ostatecznie pod wpływem badań Antoine Lavoisiera nad otrzymywaniem wody z wodoru i tlenu w 1783 r. Pierwotnie polska nazwa była kalką łacińskiej - "wodoród", lecz z biegiem czasu została skrócona do powszechnie dziś znanej "wodór". Jako pierwszy zaproponował nazwę - wodór - Filip Walter.
edytuj Otrzymywanie
Na skalę przemysłową wodór otrzymuje się dwiema metodami:
- Poprzez konwersję metanu z parą wodną
- CH4 + 2H2O → 4H2 + CO2
- Poprzez konwersję węglowodorów zawartych w ropie naftowej z parą wodną
- CxH2y + 2xH2O → (2x+y)H2 + xCO2
Przez reakcję pary wodnej z koksem w metodzie Boscha.
W laboratorium można go otrzymać na kilka sposobów:
- Elektroliza wodnego roztworu soli lub wodorotlenku metalu alkalicznego
- Reakcja metalu z kwasem,
- np. Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2↑
- Reakcja metalu amfoterycznego z roztworem zasady,
- np. 2Al + 2NaOH + 6H2O → 2Na[Al(OH)4 + 3H2↑
Powyższe reakcje roztwarzania metali wykonywać można dogodnie w aparacie Kippa.
Wodór powstaje także innych reakcjach, np. podczas spalania magnezu w parze wodnej:
- Mg + H2O → MgO + H2↑
edytuj Zastosowanie
Dawniej wodór był stosowany do napełniania balonów sterowców. Gaz ten znalazł zastosowanie jako paliwo w silnikach rakietowych. Naukowcy pracują nad możliwością stworzenia ogniw paliwowych napędzanych wodorem, które mogłyby służyć jako źródło napędu dla wielu pojazdów i urządzeń. Izotop wodoru – tryt – wykorzystywany jest w reakcjach termojądrowych, które mogą potencjalnie stanowić źródło taniej i czystej energii. Inny jego izotop – deuter – wykorzystywany jest jako moderator w konwencjonalnych reaktorach atomowych.
edytuj Zobacz też
(Ac) aktyn · (Am) ameryk · (Sb) antymon · (Ar) argon · (As) arsen · (At) astat · (N) azot · (Ba) bar · (Bk) berkel · (Be) beryl · (Bi) bizmut · (Bh) bohr · (B) bor · (Br) brom · (Ce) cer · (Cs) cez · (Cl) chlor · (Cr) chrom · (Sn) cyna · (Zn) cynk · (Zr) cyrkon · (Ds) darmsztadt · (Db) dubn · (Dy) dysproz · (Es) einstein · (Er) erb · (Eu) europ · (Fm) ferm · (F) fluor · (P) fosfor · (Fr) frans · (Gd) gadolin · (Ga) gal · (Ge) german · (Al) glin · (Hf) hafn · (Hs) has · (He) hel · (Ho) holm · (In) ind · (Ir) iryd · (Yb) iterb · (Y) itr · (I) jod · (Cd) kadm · (Cf) kaliforn · (Cm) kiur · (Co) kobalt · (Kr) krypton · (Si) krzem · (Xe) ksenon · (La) lantan · (Li) lit · (Lr) lorens · (Lu) lutet · (Mg) magnez · (Mn) mangan · (Mt) meitner · (Md) mendelew · (Cu) miedź · (Mo) molibden · (Nd) neodym · (Ne) neon · (Np) neptun · (Ni) nikiel · (Nb) niob · (No) nobel · (Pb) ołów · (Os) osm · (Pd) pallad · (Pt) platyna · (Pu) pluton · (Po) polon · (K) potas · (Pr) prazeodym · (Pm) promet · (Pa) protaktyn · (Ra) rad · (Rn) radon · (Re) ren · (Rh) rod · (Rg) roentgen · (Hg) rtęć · (Rb) rubid · (Ru) ruten · (Rf) rutherford · (Sm) samar · (Sg) seaborg · (Se) selen · (S) siarka · (Sc) skand · (Na) sód · (Ag) srebro · (Sr) stront · (Tl) tal · (Ta) tantal · (Tc) technet · (Te) tellur · (Tb) terb · (O) tlen · (Th) tor · (Tm) tul · (Ti) tytan · (Uub) ununbium · (Uuh) ununhexium · (Uuo) ununoctium · (Uup) ununpentium · (Uuq) ununquadium · (Uut) ununtrium · (U) uran · (V) wanad · (Ca) wapń · (C) węgiel · (H) wodór · (W) wolfram · (Au) złoto · (Fe) żelazo
Pierwiastki niezsyntezowane: (Uus) ununseptium · (Uue) ununennium · (Ubn) unbinilium · (Ubu) unbiunium · (Ubb) unbibium · (Ubt) unbitrium