Водородният атом е най-простият елемент

Водородът е химически елемент, най-простата в своята структура и най-често срещаната природа. Според някои научни данни този елемент представлява над деветдесет процента от всички атоми. Най-важното съединение, в което присъства водородът, е водата. Нейната химична формула е написана както следва: H2O. Водородният атом се състои от един протон, представляващ ядрото, и един електрон. Това е единственият елемент, който е запалим газ.

Как се намира водородният атом в периодичната таблица?

Този елемент се намира в горната част на първата група. Това се прави поради причината водородният атом, който губи своя електронен, образува положителен йон с едно зареждане. Въпреки това, при определени условия водородът може да придобие метални свойства. При нормални условия той има само свойства, характерни за неметалните. Водородът има значителни разлики от другите елементи, принадлежащи към първата група.

Как да вземем водорода в лаборатория?

Водородът може да бъде произведен чрез действието на неконцентрирани киселини върху металите: Zn (цинк в твърдо състояние) + 2HCl (воден разтвор на солна киселина) = ZnCl2 (воден разтвор цинков оксид) + Н2 (газ)

Производство на водород чрез хидролиза: 2H3O- + 2e- = H2 (газ) + 2H2O (вода.)

Производството на водород е възможно чрез действието на алкали върху алуминий или цинк. Тези метали могат да реагират с водни разтвори калиев хидроксид или натрий. В този случай се образува водород:
Zn (цинк) + 2OH- + 2H2O = (Zn (OH) 4) 2- (тетрахидроксициклен йон) + Н2
А1 (алуминий) + 20Н- + 6Н2О = (А1 (ОН) 4) - (тетрахидроксоалуминатен йон) + Н2 (газ).

Този химичен елемент може да се получи и чрез хидролиза на водни разтвори: CaH2 (калциев хидрид) + 2H2O (вода) = Ca (OH) 2 (калциев хидроксид) + 2H2 (водород).

Изотопи на водорода

Съществуват три изотопни форми на този химичен елемент: протиum, деутерий и тритий. В същото време естественият водород съдържа около 99% от противотумора, а останалото е деутерий. Третият изотоп е радиоактивен, нестабилен изотоп. Поради тази причина тя се среща в природата само под формата на следи. Тритият отделя радиоактивни частици и полуживотът му е 12,3 години.

Изотопните форми на водород имат почти едни и същи химически свойства, но те се различават значително по отношение на физичните свойства. За всяко водородно съединение има аналог на деутерия. Най-важният от тях е деутерий оксид (или тежка вода). Това вещество се използва в ядрени реактори. Вземи го електролизата на водата.

Химични свойства на водорода

Полученият химически елемент може да възстанови неметалите от групи 4-7, оксиди и органични ненаситени съединения, окислява метали и образува хидриди като резултат.

Водородни съединения

Това са йонни, сложни и ковалентни хидриди, както и хидриди, като например съединения за взаимодействие.

Производство на водород

- процесът на Bohr;

- от природен газ или нафта (нафта);

- чрез крекинг и реформиране на въглеводороди;

- чрез електролиза на солев разтвор (т.е., воден разтвор на натриев хлорид).

Водородният атом в квантовата механика

Водородният атом е важен в квантовата механика, тъй като за него проблемът с две тела има аналитична приблизителна или точна стойност. Тези разтвори могат да се използват за различни изотопи на водород, но с подходяща корекция. Водородният атом в квантовата механика е описан от вълновата функция на две частици. Той също така се счита за не-участващ електронен в електростатично поле атомно тежко ядро.

Водородният атом на Bohr

През 1913 г. Бор Нилс предлага своя модел на водороден атом. Има много опростявания и допускания. Въпреки факта, че моделът не беше съвсем правилен, Бор извади радиочестотния спектър от него и получи правилните стойности на енергийните нива на атома.