ذرة الهيدروجين هو أبسط عنصر

الهيدروجين هو عنصر كيميائي، أبسطفي هيكلها والأكثر شيوعا في الطبيعة. وفقا لبعض البيانات العلمية، وهذا العنصر يمثل أكثر من تسعين في المئة من جميع الذرات. وأهم مركب يوجد فيه الهيدروجين هو الماء. تتم كتابة الصيغة الكيميائية على النحو التالي: H2O. تتكون ذرة الهيدروجين من بروتون واحد يمثل النواة، وإلكترون واحد. هذا هو العنصر الوحيد الذي هو غاز قابل للاحتراق.

كيف تقع ذرة الهيدروجين في الجدول الدوري؟

يقع هذا العنصر في الجزء العلوي من المجموعة الأولى. ويتم ذلك لسبب أن ذرة الهيدروجين، وفقدان الإلكترون، يشكل أيون إيجابي مع تهمة واحدة. ومع ذلك، في ظل ظروف معينة، يمكن الهيدروجين الحصول على خصائص معدنية. في ظل الظروف العادية، فإنه لا يعرض سوى خصائص مميزة من اللافلزية. الهيدروجين لديه اختلافات كبيرة من العناصر الأخرى التي تنتمي إلى المجموعة الأولى.

كيفية الحصول على الهيدروجين في المختبر؟

يمكن الحصول على الهيدروجين من خلال العملالأحماض غير المركزة على المعادن: الزنك (الزنك في الحالة الصلبة) + 2HCl (محلول مائي من حمض الهيدروكلوريك) = ZnCl2 (محلول مائي من أكسيد الزنك) + H2 (الغاز)

إنتاج الهيدروجين بواسطة التحلل المائي: 2H3O- + 2e- = H2 (غاز) + 2H2O (ماء).

إنتاج الهيدروجين ممكن من خلال عمل القلويات على الألومنيوم أو الزنك. ويمكن لهذه المعادن أن تتفاعل مع المحاليل المائية من هيدروكسيد البوتاسيوم أو هيدروكسيد البوتاسيوم. في هذه الحالة، يتم تشكيل الهيدروجين:
زن (الزنك) + 2OH- + 2H2O = (زن (أوه) 4) 2- (رباعي هيدروكسوكليك أيون)) + H2 (غاز)
آل (ألومينوم) + 2OH- + 6H2O = (آل (أوه) 4) - (تيترايدروكسوالومينات أيون) + H2 (غاز).

كما تنشط عنصر كيميائي يمكن الحصول عليها عن طريق التحلل من المحاليل المائية لل: CaH2 (هيدريد الكالسيوم) + 2H2O (الماء) = الكالسيوم (OH) 2 (هيدروكسيد الكالسيوم) + 2H2 (الهيدروجين).

نظائر الهيدروجين

وهناك ثلاثة أشكال نظيرية لهذه المادة الكيميائيةالعنصر: بروتيوم، الديوتريوم، والتريتيوم. وفي الوقت نفسه، يحتوي على الهيدروجين الطبيعي حوالي 99٪ من بروتيوم، والباقي هو الديوتريوم. النظير الثالث هو النظائر المشعة وغير المستقرة. لهذا السبب، وجدت في الطبيعة فقط في شكل آثار. ينبعث التريتيوم من الجسيمات المشعة، ونصف عمره هو 12.3 سنة.

الأشكال النظيرية للهيدروجين لها عمليانفس الخصائص الكيميائية، ولكنها تختلف اختلافا كبيرا في الخصائص الفيزيائية. لكل مركب الهيدروجين هناك التناظرية الديوتيريوم. أهمها أكسيد الديوتريوم (أو الماء الثقيل). وتستخدم هذه المادة في المفاعلات النووية. يتم الحصول عليها بواسطة التحليل الكهربائي للمياه.

الخصائص الكيميائية للهيدروجين

العنصر الكيميائي قيد النظر يمكن استعادة المعادن غير المعدنية من مجموعات 4-7، والأكاسيد والمركبات العضوية غير المشبعة، والمعادن المؤكسدة، وتشكيل هيدريدس نتيجة لذلك.

مركبات الهيدروجين

هذه هي الأيونية، معقدة و هيدريدس التساهمية، وكذلك هيدريدس مثل المركبات إقحام.

إنتاج الهيدروجين

- عملية بوهر؛

- من الغاز الطبيعي أو النفثا (النافتا)؛

- عن طريق تكسير وإصلاح الهيدروكربونات؛

- عن طريق التحليل الكهربائي لمحلول ملحي (أي محلول مائي من كلوريد الصوديوم).

ذرة الهيدروجين في ميكانيكا الكم

ذرة الهيدروجين مهمة في الكمالميكانيكا، لأنه بالنسبة له مشكلة الجسمين لديه قيمة تحليلية تقريبية أو بالضبط. هذه الحلول يمكن استخدامها لنظائر مختلفة من الهيدروجين، ولكن مع تصحيح مناسب. وتوصف ذرة الهيدروجين في الميكانيك الكمومي بوظيفة الموجة ثنائية الجسيمات. ويعتبر أيضا إلكترون غير مشارك في الحقل الكهروستاتيكي لنواة ثقيلة ذرية.

ذرة الهيدروجين بوهر

في عام 1913، اقترح بور نيلس نموذجه للذرةالهيدروجين. لديها العديد من التبسيط والافتراضات. وعلى الرغم من أن النموذج لم يكن صحيحا تماما، فقد استخلص بور الطيف الإشعاعي منه وحصل على القيم الصحيحة لمستويات طاقة الذرة.