Đồng vị của hidro

Đồng vị phổ biến nhất của hydro là proti , kí hiệu là H, với hạt nhân là 1 trong proton duy nhất và không có neutron . Hình như hydro còn tồn tại một đồng vị bền là deuteri , kí hiệu là D, với hạt nhân cất một proton cùng một neutron cùng một đồng vị phóng xạ là triti , kí hiệu là T, với nhị neutron trong phân tử nhân.

Bạn đang xem: Đồng vị của hidro

Lịch sử

Lần đầu tiên được Henry Cavendish phát hiện như một chất riêng lẻ năm 1766 . Cavendish tình cờ tìm ra nó khi thực hiện các thí nghiệm với thủy ngân và những axít. Mặc dù ông đã sai lầm khi nhận định rằng hiđrô là hợp chất của thủy ngân (và không hẳn của axít), tuy vậy ông đã có thể mô tả rất các thuộc tính của hiđrô siêu cẩn thận. Antoine Lavoisier đặt tên mang đến nguyên tố này và chứng tỏ nước được tạo nên từ hiđrô vàôxy. Trong những ứng dụng trước tiên của nó là khinh thường khí cầu. Hiđrô thu được bằng phương pháp cho axít sulfuric loãng công dụng với fe . Đơteri , một trong những đồng vị của hiđrô, đượcHarold C. Ureyphát hiện nay bằngcách chưng cấtmột chủng loại nước những lần. Urey nhậngiải Nobelcho phát minh của bản thân năm1934. Trong thuộc năm đó, đồng vị sản phẩm công nghệ ba, triti , đã có được phát hiện.

Thuộc tính

Ở nhiệt độ và áp suất tiêu chuẩn hydro là một trong những khí lưỡng nguyên tử bao gồm công thức phân tử H 2, không màu, ko mùi, dễ bắt cháy, có ánh nắng mặt trời sôi 20,27 K (-252,87°C) và nhiệt độ nóng tan 14,02 K (-259,14°C). Tinh thể hydro có cấu trúc lục phương.

Hydro gồm hóa trị 1 và hoàn toàn có thể phản ứng với số đông các nguyên tố hóa học khác.

Đồng vị

Hiđrô là nguyên tố độc nhất có các tên gọi khác biệt cho những đồng vị của nó. (Trong quy trình tiến độ đầu của nghiên cứu và phân tích phóng xạ, những đồng vị phóng xạ nặng khác nhau cũng khá được đặt tên, dẫu vậy các tên thường gọi này không được sử dụng, mặc dù một nguyên tố, radon , mang tên gọi cơ mà nguyên thủy được dùng chỉ cho 1 đồng vị của nó). Các ký hiệu D và T (thay vị H 2và H 3) đôi khi được thực hiện để chỉ đơteri và triti, mặc dù điều này không được đồng ý phê chuẩn. (Ký hiệu p đã được áp dụng cho phốtpho và không thể sử dụng để chỉ proti .)

- 1H: Đồng vị thông dụng nhất của hiđrô, đồng vị ổn định định này còn có hạt nhân chỉ cất duy tuyệt nhất một prôton; vì thế trong diễn đạt (mặc mặc dù ít) call là proti.

- 2H: Đồng vị ổn định có tên là đơteri, với thêm một nơtron trong phân tử nhân. Nó chiếm khoảng 0,0184-0,0082% của tổng thể hiđrô ( IUPAC ); xác suất của nó cho tới proti được xác minh liên quan với nước tham chiếu tiêu chuẩn chỉnh của VSMOW .

- 3H: Đồng vị phóng xạ từ bỏ nhiên mang tên là triti. Hạt nhân của nó tất cả hai nơtron và một prôton. Nó phân tan theo phóng xạ bêta và chu kỳ bán chảy là 12,32 năm.

- 4H: Hiđrô-4 được tổng đúng theo khi bắn phá triti bởi hạt nhân đơteri chuyển động cực nhanh. Nó phân rã tạo thành bức xạ nơtron với có chu kỳ bán rã 9,93696x10 -23giây.

- 5H: Năm 2001 các nhà khoa học phát hiển thị hiđrô-5 bằng cách bắn phá hiđrô bằng các ion nặng. Nó phân rã tạo ra bức xạ nơtron với có chu kỳ luân hồi bán tan 8,01930x10 -23giây.

Xem thêm: Cách Cày Sự Kiện Avatar Sắp Tới, 【6/2021】Sự Kiện Tết Avatar 2021【Xem 79,893】

- 6H: Hiđrô-6 phân rã tạo ra ba sự phản xạ nơtron với có chu kỳ bán chảy 3,26500x10 -22giây.

- 7H: Năm 2003 hiđrô-7 sẽ được tạo nên tại phòng thí điểm RIKEN làm việc Nhật phiên bản bằng phương pháp cho va đụng dòng các nguyên tử hêli-8 năng lượng cao với kim chỉ nam hiđrô lạnh cùng phát hiện ra những triton - phân tử nhân của nguyên tử triti - và những nơtron từ bỏ sự phá vỡ lẽ của hiđrô-7, giống như như cách thức sử dụng để chế tạo và phát hiện tại hiđrô-5.

Trạng thái thiên nhiên

Hiđrô là nguyên tố phổ biến nhất trong vũ trụ, chiếm phần 75% những vật chất thường thì theo khối lượng và bên trên 90% theo con số nguyên tử. Thành phần này được kiếm tìm thấy với cùng 1 lượng to đùng trong các ngôi sao sáng và những hành tinh lực khổng lồ. Tuy vậy, bên trên Trái Đất nó có rất không nhiều trong khí quyển (1 ppm theo thể tích). Nguồn chủ yếu của nó là nước, bao gồm hai phần hiđrô và 1 phần ôxy (H 2O). Các nguồn khác bao gồm phần lớn các chất hữu cơ (hiện tại là phần lớn dạng của khung hình sống), than, xăng hóa thạch cùng khí tự nhiên . Mêtan (CH 4) là 1 nguồn đặc biệt của hiđrô. Bên dưới áp suất rất cao, chẳng hạn như tại trung tâm của những hành tinh khí đẩy đà (như sao Mộc), những phân tử hiđrô mất đặc tính của nó cùng hiđrô trở nên một kim loại (xem hiđrô kim loại ). Bên dưới áp suất cực thấp, như trongkhoảng ko vũ trụ, hiđrô có xu thế tồn tại bên dưới dạng các nguyên tử riêng rẽ biệt, đơn giản vì không có cách nào nhằm chúng links với nhau; các đám mây H 2tạo thành và được links trong quá trình hình thành các ngôi sao.

Hydro đóng vai trò sinh sống còn trong việc hỗ trợ năng lượng trong vũ trụ trải qua các làm phản ứng prôton-prôton với chu trìnhcacbon - nitơ. (Đó là cácphản ứng nhiệt hạchgiải phóng năng lượng khổng lồ thông qua việc tổng hợp hai nguyên tử hiđrô thành một nguyên tửhêli.)

Hợp chất

Hydro là hợp chất nhẹ tuyệt nhất trong phần lớn chất khí, hiđrô link với đa phần các nguyên tố không giống để tạo nên hợp chất. Nó bao gồm độ năng lượng điện âm 2,2 vì vậy nó tạo nên hợp chất ở đông đảo chỗ mà nó là nguyên tố mang tính phi kim loại nhiều hơn thế nữa (1) tương tự như khi nó là nguyên tố mang ý nghĩa kim loại nhiều hơn thế nữa (2). Những chất loại thứ nhất gọi là hiđrua , trong số đó hiđrô hoặc là tồn tại bên dưới dạng ion H -hay chỉ nên hòa tan trong những nguyên tố không giống (chẳng hạn như hiđrua palađi ). Các chất một số loại thứ nhì có xu hướng cộng hóa trị, khi đó ion H +là một phân tử nhân trần cùng có xu hướng rất mạnh để hút các điện tử vào nó. Các dạng này là những axít. Chính vì thế thậm chí trong số dung dịch axít fan ta có thể tìm thấy các ion như hiđrôni (H 3O +) cũng tương tự prôton.

Hiđrô kết phù hợp với ôxy tạo nên nước, H 2O và giải phóng ra năng lượng, nó có thể nổ khi cháy trong không khí. Ôxít đơteri, tốt D 2O, thường thì được kể tới như nước nặng trĩu . Hiđrô cũng chế tác ra phần lớn các hợp chất với cacbon. Do sự liên quan của các chất này với các mô hình sự sống nên tín đồ ta gọi những hợp chất này là các chất hữu cơ , việc nghiên cứu các thuộc tính của những chất này nằm trong về hóa hữu cơ .

Điều chế, sản xuất

Trong chống thí nghiệm, hiđrô được điều chế bởi phản ứng của axít với sắt kẽm kim loại , như kẽm chẳng hạn. Để cung cấp công nghiệp có mức giá trị thương mại nó được điều chế từ khí thiên nhiên . Điện phân nước là biện pháp đơn giản dễ dàng nhưng không kinh tế để sản xuất hàng loạt hiđrô. Những nhà khoa học đang nghiên cứu để tìm thấy những phương pháp điều chế mới như sử dụng tảo lục hay bài toán chuyển hóa các dẫn xuất sinh học như glucôda tuyệt sorbitol ở ánh sáng thấp bằng các chất xúc tác mới.

Hiđrô có thể điều chế theo rất nhiều cách thức khác nhau: khá nước qua than ( cacbon ) rét đỏ, phân diệt hiđrôcacbon bởi nhiệt, phản bội ứng của các bazơ khỏe khoắn (kiềm) trong dung dịch với nhôm , năng lượng điện phân nước tuyệt khử từ bỏ axít loãng cùng với một sắt kẽm kim loại (có năng lực đẩy hiđrô tự axít) nào đó.

Việc sản xuất thương mại dịch vụ của hiđrô thông thường là từ khí thoải mái và tự nhiên được xử lý bằng hơi nước nóng. Ở nhiệt độ cao (700-1.100°C), hơi nước tác dụng với mêtan để xuất hiện mônôxít cacbon và hiđrô.

CH 4+ H 2O → teo + 3 H 2

Điện phân dung dịch gồm màng ngăn:

2NaCl + 2H 2O → 2NaOH + H 2+ Cl 2

Điện phân nước:

2H 2O → 2H 2+ O 2

Lượng hiđrô bổ sung cập nhật có thể chiếm được từ mônôxít cacbon thông qua phản ứng nước-khí sau:

CO + H 2O → co 2+ H 2

Cảnh báo

Hiđrô là một chất khí dễ bắt cháy, nó cháy khi mật độ chỉ tất cả 4%. Nó có phản ứng cực khỏe mạnh với clo và flo , tạo ra thành các axít hiđrôhalic hoàn toàn có thể gây tổn thương mang lại phổi cùng các bộ phận khác của cơ thể. Lúc trộn với ôxy, hiđrô nổ lúc bắt lửa.