Властивості водню, використання та факти Британіка
Наші редактори розглянуть подане вами повідомлення та вирішать, чи слід переглянути статтю.
Водень (H), запальна газоподібна речовина без кольору, запаху, смаку, що є найпростішим представником сімейства хімічних елементів. Атом Гідрогену має ядро, що складається з протона, що несе одну одиницю позитивного електричного заряду; електрон, що несе одну одиницю негативного електричного заряду, також пов'язаний з цим ядром. У звичайних умовах газоподібний водень - це пухка агрегація молекул водню, кожна з яких складається з пари атомів - двоатомної молекули Н2. Найбільш рання з відомих важливих хімічних властивостей водню полягає в тому, що він згоряє з киснем, утворюючи воду, H2O; справді, назва водень походить від грецьких слів, що означають "виробник води".
Хоча водень є найпоширенішим елементом у Всесвіті (втричі більше, ніж гелій, наступний за поширеністю елемент), він становить лише близько 0,14 відсотка земної кори за вагою. Однак воно трапляється у величезних кількостях у складі води в океанах, крижаних містках, річках, озерах та атмосфері. Як частина незліченних сполук вуглецю, водень присутній у всіх тваринних та рослинних тканинах і в нафті. Хоча часто кажуть, що є більше відомих сполук вуглецю, ніж будь-який інший елемент, справа в тому, що оскільки водень міститься майже у всіх сполуках вуглецю, а також утворює безліч сполук з усіма іншими елементами (за винятком деяких благородних газів), можливо, що сполук водню більше.
Елементарний водень знаходить своє головне промислове застосування у виробництві аміаку (сполуки водню та азоту, NH3) та гідруванні окису вуглецю та органічних сполук.
Водень має три відомі ізотопи. Масові числа ізотопів водню складають 1, 2 і 3, найпоширенішим є ізотоп маси 1, який зазвичай називають воднем (символ Н або 1 Н), але також відомий як проти. Ізотоп маси 2, який має ядро одного протона та одного нейтрона і отримав назву дейтерій, або важкий водень (символ D, або 2 Н), становить 0,0156 відсотка звичайної суміші водню. Тритій (символ Т, або 3 Н), з одним протоном і двома нейтронами в кожному ядрі, є ізотопом маси 3 і становить близько 10-15 до 10-16 відсотків водню. Практика надання чітких назв ізотопам водню виправдовується тим, що існують значні відмінності в їх властивостях.
Парацельс, лікар і алхімік, у 16 столітті несвідомо експериментував з воднем, коли виявив, що при розчиненні металу в кислоті метал виділяється легкозаймистий газ. Однак газ плутали з іншими легкозаймистими газами, такими як вуглеводні та чадний газ. У 1766 році Генрі Кавендіш, англійський хімік і фізик, показав, що водень, який тоді називали легкозаймистим повітрям, флогістоном або принципом займистості, відрізнявся від інших горючих газів своєю щільністю та кількістю, що виділялася із заданої кількості кислоти та металеві. У 1781 р. Кавендіш підтвердив попередні спостереження про те, що вода утворюється при спалюванні водню, і Антуан-Лоран Лавуазьє, батько сучасної хімії, створив французьке слово hydrogène, від якого походить англійська форма. У 1929 р. Карл Фрідріх Бонхьофер, німецький фізичний хімік, та Поль Хартек, австрійський хімік, на основі попередніх теоретичних робіт показали, що звичайний водень - це суміш двох видів молекул, орто-водню та пара-водню. Через просту структуру водню теоретично можна легко розрахувати його властивості. Отже, водень часто використовується як теоретична модель для більш складних атомів, а результати якісно застосовуються до інших атомів.