Die waterstofatoom is die eenvoudigste element

Waterstof is 'n chemiese element, die eenvoudigste in sy struktuur en die algemeenste in die natuur. Volgens sommige wetenskaplike data verteenwoordig hierdie element meer as negentig persent van alle atome. Die belangrikste verbinding waarin waterstof teenwoordig is, is water. Die chemiese formule word soos volg geskryf: H2O. Die waterstofatoom bestaan uit een proton wat die kern en een elektron verteenwoordig. Dit is die enigste element wat 'n brandbare gas is.

Hoe is die waterstofatoom in die periodieke tabel geleë?

Hierdie element is bo-aan die eerste groep. Dit word gedoen omdat die waterstofatoom sy elektron verloor, 'n positiewe ioon met een lading vorm. Onder sekere omstandighede kan waterstof egter metaal eienskappe verkry. Onder normale omstandighede vertoon dit slegs die eienskappe inherent aan niemetale. Waterstof het beduidende verskille van ander elemente van die eerste groep.

Hoe om waterstof in 'n laboratorium te kry?

Waterstof kan geproduseer word deur die werking van nie-gekonsentreerde sure op metale: Zn (sink in die vaste toestand) + 2HCl (waterige oplossing van soutsuur) = ZnCl2 (waterige oplossing van sinkoksied) + H2 (gas)

Waterstofproduksie deur hidrolise: 2H3O- + 2e- = H2 (gas) + 2H2O (water.)

Die produksie van waterstof is moontlik deur die werking van alkali op aluminium of sink. Hierdie metale kan reageer met waterige oplossings van kaliumhidroksied of kaliumhidroksied. In hierdie geval word waterstof gevorm:
Zn (sink) + 2OH- + 2H2O = (Zn (OH) 4) 2- (tetrahydroxocyclisch-ion)) + H2 (gas)
Al (aluminium) + 2OH- + 6H2O = (Al (OH) 4) - (tetrahydroxoaluminaatioon) + H2 (gas).

Hierdie chemiese element kan ook verkry word deur hidrolise van waterige oplossings: CaH2 (kalsiumhidried) + 2H2O (water) = Ca (OH) 2 (kalsiumhidroksied) + 2H2 (waterstof).

Isotope van waterstof

Daar is drie isotopiese vorms van hierdie chemiese element: protium, deuterium en tritium. Terselfdertyd bevat natuurlike waterstof ongeveer 99% van protium, die res is deuterium. Die derde isotoop is 'n radioaktiewe, onstabiele isotoop. Om hierdie rede word dit slegs in die natuur gevind in die vorm van spore. Tritium gee radioaktiewe deeltjies uit, en sy halfleeftyd is 12,3 jaar.

Isototiese vorms van waterstof het feitlik dieselfde chemiese eienskappe, maar hulle verskil aansienlik in fisiese eienskappe. Vir elke waterstofverbinding is daar 'n deuterium-analoog. Die belangrikste hiervan is deuteriumoksied (of swaar water). Hierdie stof word in kernreaktore gebruik. Dit word verkry deur elektrolyse van water.

Chemiese eienskappe van waterstof

Die chemiese element wat oorweeg word, kan nie-metale van groepe 4-7, oksiede en organiese onversadigde verbindings herstel, metale oksideer, gevolglik hidrides vorm.

Waterstofverbindings

Dit is ioniese, komplekse en kovalente hidriede, sowel as hidriede soos interkalseringsverbindings.

Produksie van waterstof

- Die Bohr proses;

- uit natuurlike gas of nafta (nafta);

- deur krake en hervorming van koolwaterstowwe;

- deur elektrolyse van 'n pekelwater (dws 'n waterige oplossing van natriumchloried).

Die waterstofatoom in kwantummeganika

Die waterstofatoom is belangrik in kwantummeganika, aangesien die twee-liggaams probleem daardeur 'n analitiese benaderde of presiese waarde het. Hierdie oplossings kan gebruik word vir verskillende isotope van waterstof, maar met 'n gepaste korreksie. Die waterstofatoom in kwantummeganika word beskryf deur die golf-tweepartikelfunksie. Dit word ook beskou as 'n nie-deelnemende elektron in die elektrostatiese veld van 'n atoom swaar kern.

Die Bohr waterstofatoom

In 1913 het Bohr Nils sy model van die waterstofatoom voorgestel. Dit het baie vereenvoudigings en aannames. Ten spyte van die feit dat die model nie heeltemal korrek was nie, het Bohr die stralingspektrum daaruit afgelei en die korrekte waardes van die energievlakke van die atoom verkry.