Атом водню - найпростіший елемент

Водень - це хімічний елемент, найпростіший за своєю будовою і найпоширеніший у природі. За деякими науковими даними, на частку цього елемента припадає понад дев`яноста відсотків всіх атомів. Найбільш важливе з`єднання, в якому присутній водень, - це вода. Її хімічна формула пишеться так: H2O. Атом водню складається з одного протона, що представляє ядро, і з одного електрона. Це єдиний елемент, який являє собою горючий газ.

Як розташований атом водню в періодичній таблиці?

Даний елемент розташований вгорі першої групи. Це зроблено з тієї причини, що атом водню, втрачаючи свій електрон, утворює позитивний іон з одним зарядом. Однак за певних умов водень може набувати металеві властивості. У звичайних умовах він проявляє тільки властивості, властиві неметаллам. Водень має значні відмінності від інших елементів, що належать першій групі.

Як отримати водень в умовах лабораторії?

Водень можна отримати за допомогою дії неконцентрірорванних кислот на метали: Zn (цинк у твердому стані) + 2HCl (водний розчин кислоти соляної) = ZnCl2 (водний розчин оксиду цинку) + H2 (газ)

Отримання водню допомогою гідролізу: 2H3O- + 2e- = H2 (газ) + 2H2O (вода.)

Отримання водню можливо за допомогою дії лугів на алюміній або цинк. Ці метали можуть реагувати з водними розчинами гідроксиду калію або натрію. При цьому утворюється водень:
Zn (цинк) + 2OH- + 2H2O = (Zn (OH) 4) 2- (тетрагідроксоцінкат-іон)) + H2 (газ)
Al (алюміній) + 2OH- + 6H2O = (Al (OH) 4) - (тетрагідроксоалюмінат-іон) + H2 (газ).

Також даний хімічний елемент можна отримати при гідролізі водних розчинів: CaH2 (гідрид кальцію) + 2H2O (вода) = Ca (OH) 2 (гідроксид кальцію) + 2H2 (водень).

Ізотопи водню

Є три ізотопні форми даного хімічного елемента: протий, дейтерій і тритій. При цьому в природному водні міститься близько 99% проти, решта відсоток припадає на частку дейтерію. Третій ізотоп являє собою радіоактивний нестійкий ізотоп. З цієї причини в природі він зустрічається тільки у вигляді слідів. Тритій випускає радіоактивні частинки, а його період напіврозпаду становить 12,3 року.

Ізотопні форми водню мають практично однакові хімічні властивості, однак вони суттєво відрізняються за фізичним. Для кожного водневого з`єднання є дейтерієвої аналог. Найважливіший з них - це оксид дейтерію (або важка вода). Ця речовина використовується в ядерних реакторах. Отримують його допомогою електролізу води.

Хімічні властивості водню

Розглянутий нами хімічний елемент може відновлювати неметали 4-7 груп, оксиди і органічні ненасичені сполуки, окисляти метали, утворюючи в результаті гідриди.

З`єднання водню

Це іонні, комплексні та ковалентні гідриди, а також гідриди типу з`єднань впровадження.

Отримання водню

- процес Бора-

- з природного газу або Нафти (лигроина) -

- за допомогою крекінгу і риформінгу вуглеводнів-

- за допомогою електролізу розсолу (тобто водного розчину натрію хлориду).

Атом водню в квантовій механіці

Водневий атом має важливе значення в квантовій механіці, так як для нього проблема двох тіл має аналітичне наближене або точне значення. Ці рішення можна застосовувати для різних ізотопів водню, але з відповідною корекцією. Атом водню в квантовій механіці описується хвильової двочасткові функцією. Також він розглядається як не бере участь в русі електрон в електростатичному полі атомного важкого ядра.

Атом водню по Бору

У 1913 році Бор Нільс запропонував свою модель атома водню. Вона має безліч спрощень і припущень. Незважаючи на те, що модель була не зовсім правильною, Бор вивів з неї спектр випромінювання і отримав вірні значення рівнів енергії атома.