Jakie są właściwości wodoru?

Właściwości wodoru obejmują, że w stanie naturalnym na Ziemi jest to bezbarwny, bezwonny gaz, który jest wyjątkowo łatwopalny.Jest to najlżejszy element, o którym wiadomo, że istnieje w naturze, zajmując średnio 75% całej masy we wszechświecie w gwiazdach, planetach i innych przedmiotach gwiezdnych.Wodór jest również niezbędny dla całego życia na Ziemi, gdzie stanowi 14% żywej materii według wagi, ponieważ łatwo tworzy wiązania z tlenem w celu tworzenia wody i węgla, aby stworzyć cząsteczki, które są podstawą, na której żywe struktury i większość cząsteczek organicznychsą zbudowane.

Podczas gdy najliczniejszą postacią wodoru jest Protium, gdzie ma tylko jeden proton w jądrze atomowym i jeden elektron na orbicie wokół jądra, istnieją również dwa inne izotopy wodoru.Protium stanowi 99,985% całego naturalnego wodoru, a deuterium stanowi kolejne prawie 0,015% posiadające zarówno proton, jak i neutron w jądrze atomowym, co nadaje mu masę dwukrotnie większą niż w protodzie.Tritium jest trzecią postacią wodoru, który ma niezwykle rzadki charakter, ale można go sztucznie wytwarzać.Jest niestabilny i wykazuje rozkład radioaktywny z okresem półtrwania wynoszącym 12,32 lat.Ma dwa neutrony w jądrze atomowym dla jednego protonu i jest kluczowym związkiem wytwarzanym i stosowanym w broni wodorowej w celu zwiększenia ich wydajności, a także w produkcji energii rozszczepienia jądrowego oraz w badaniach fuzji jądrowej.Wodór, z tylko jednym elektronem na orbicie, prowadzi go do bardzo reaktywnego elementu, który tworzy wiązania z wieloma innymi elementami.W swoim naturalnym stanie w atmosferze wiąże się z innym atomem wodoru takim, jak robi to tlen, tworząc H

2

.Cząsteczki H ₂ mogą być również unikalne w zależności od spinu ich jąder, z cząsteczkami H ₂ , gdzie oba jądra obracają się w tym samym kierunku nazywane ortohydrogą, a te z przeciwnymi spinami zwanymi parahydroge'em.Ortohydrogen jest najczęstszą postacią H ₂ przy normalnym ciśnieniu atmosferycznym w postaci gazu, ale po schłodzeniu do postaci ciekłej, takich jak paliwo rakietowe, zmiany ortohydrogenu na parahydrogen. Fizyczne właściwości wodoru i jego powszechna obfitośćNa lądzie i na ziemi oceany czynią to ważny obszar badań jako praktycznie nieograniczona podaż paliwa.Wszystkie formy paliw i alkoholi na bazie kopalnych, takie jak benzyna, gaz ziemny i etanol, składają się z łańcuchów węglowodorów, w których wodór, węgiel, a czasem tlen są łączone.Oddzielenie czystego wodoru jako czystego opalania, samo obfite źródło paliwa jest łatwo wykonane, ale siła niezbędna do zerwania wodoru wolnego od wiązań chemicznych, a następnie ochłodzenie go do magazynowania często wymaga więcej energii niż sam czysty wodór.Z tego powodu właściwości wodoru oznaczają, że jego najczęstsze zastosowania są tam, gdzie występuje w wiązaniach chemicznych z innymi pierwiastkami.

Badania produkcji energii fuzyjnej opierają się również na właściwościach chemicznych związków wodorowych deuteru i tritium.Właściwości wodoru stosowane przez wszystkie gwiazdy łączą atomy wodoru razem pod intensywnym ciśnieniem, aby uwolnić hel i energię w postaci światła i ciepła.Podobne naciski są generowane w obiektach badawczych z wykorzystaniem potężnych pól magnetycznych, laserów z ograniczeniem bezwładności lub impulsów elektrycznych w USA, Europie i Japonii.

W miarę nastawienia atomów wodoru powstaje atom helu, który przenosi 20% nadmiaru energii z procesu, a 80% energii jest przenoszone przez wolny neutron.Ta energia lub ciepło neutronów jest następnie wchłaniana przez płyn w celu wytworzenia pary i zasilania turbiny do wytwarzania energii elektrycznej.Proces ten nadal pozostaje eksperymentalny, od 2011 r. Wynika to z ogromnych ciśnień, które należy utrzymać w celu łączenia atomów wodoru i tworzenia maszyn, które mogą wytrzymać temperatury wytwarzane w fuzji, które osiągają 212 000, 000 deg;Fahrenheit (100 000 000 i deg; celsjusz).