Vandenilis

Straipsnis iš Vikipedijos, laisvosios enciklopedijos.
Peršokti į: navigaciją, paiešką
Vandenilis (H)
H-TableImage.png
Periodinė grupė Dujos
Atomo numeris 1
Išvaizda Bespalvės dujos
H,1.jpg
Atomo savybės
Atominė masė
(Molinė masė)
1,00794 а.m.v. (g/mol)
Atomo spindulys 79 pm
Jonizacijos energija
(pirmas elektronas)
1311,3 kJ/mol (eV)
Elektronų konfigūracija 1s¹
Cheminės savybės
Kovalentinis spindulys 32 pm
Jono spindulys 54 (-1e) pm
Elektroneigiamumas 2,20 (pagal Polingą)
Elektrodo potencialas N/A
Oksidacijos laipsniai 1, -1
Termodinaminės savybės
Tankis 0,0000898 g/cm³
Šiluminė talpa 14,767 J/(K·mol)
Šiluminis laidumas 0,1815 W/(m·K)
Lydymosi temperatūra 14,01 K
Lydymosi šiluma 0,117 kJ/mol
Virimo temperatūra 20,28 K
Garavimo šiluma 0,904 kJ/mol
Molinis tūris 14,1 cm³/mol
Kristalinė gardelė
Kristalinė gardelė heksagoninė
Gardelės periodas 3,750 Å

Vandenilis (lot. hydrogenium) – cheminis elementas periodinėje elementų lentelėje, žymimas H. Vandenilio atominis skaičius – 1, tai pats lengviausias ir labiausiai paplitęs elementas visatoje. Normaliomis sąlygomis tai bespalvės, bekvapės, itin degios dviatomės dujos.

Vandenilis – sudedamoji vandens dalis, jo yra kiekvienoje organinėje medžiagoje ir kiekviename organizme. Vandenilis gali reaguoti su dauguma kitų elementų.

Vandenilis yra plačiausiai paplitęs cheminis elementas Visatoje.[1] Žvaigždės pagrindinėse sekose daugiausia sudarytos iš vandenilio, kuris čia randamas plazmos pavidalu. Tačiau elementinis vandenilis yra palyginti retas Žemėje, pvz., vandenyje vandenilio yra 11,1 %, o molyje – 1,5 %.[2] Pramoniniu būdu šis elementas gaunamas iš angliavandenilių, tokių kaip metanas, kurio daug randama gamtinėse dujose ir naftoje. Taip pat vandenilį galima gauti elektrolizuojant vandenį, tačiau tokia gavyba kainuoja daug brangiau nei gavimas iš gamtinių dujų.[3]

Izotopai[taisyti | redaguoti kodą]

Pagrindinis straipsnis – Vandenilio izotopai.
Protis, paprasčiausias vandenilio izotopas, turi vieną protoną ir vieną elektroną. Tai bene vienintelis stabilus izotopas, neturintis neutronų.

Vandenilis yra vienintelis cheminis elementas, kurio izotopai turi nuosavus pavadinimus. Gamtoje randami trys izotopai, žymimi 1H, ²H ir ³H. Kiti labai nepatvarūs branduoliai (nuo 4H iki 7H) buvo susintetinti laboratorijoje, bet gamtoje nepastebėti.[4] Deuteris ir tritis naudojami termobranduoliniuose ginkluose, branduoliniuose reaktoriuose.

Protis[taisyti | redaguoti kodą]

1H yra labiausiai paplitęs vandenilio izotopas, turintis 1 protoną. Gali būti nagrinėjamas, kaip atskiras protonas, pasigavęs 1 elektroną. Pročio atominė masė lygi 1.

Deuteris[taisyti | redaguoti kodą]

²H – deuterio branduolys susideda iš vieno protono ir vieno neutrono. Deuterio atominė masė lygi 2. Pavadinimas kilo iš graikų kalbos: deuteron – antrasis (izotopas). Gamtiniame vandenilyje visada yra 0,02 % šio izotopo.

Tritis[taisyti | redaguoti kodą]

³H Tričio branduolys susideda iš vieno protono ir dviejų neutronų. Tričio atominė masė lygi 3. Pavadinimas kilo iš graikų kalbos: tritos – trečiasis (izotopas). Tritis yra radioaktyvus izotopas, jo pusėjimo trukmė – 12,32 metai.

Saulėje (ir kitose žvaigždėse) vyksta šio nepatvaraus vandenilio izotopo virtimo heliu (He) branduolinės reakcijos. Joms vykstant, išsiskiria nepaprastai daug energijos, šildančios Žemę ir kitas Saulės sistemos planetas. Per tokią reakciją iš 1 g vandenilio gaunama tiek energijos, kiek jos susidarytų sudeginus 20 t anglių. Žmonijos sukurtų atominių (vandenilinių) bombų veikimas taip pat pagrįstas šiomis tričio savybėmis. Tai pats baisiausias žmonijos sukurtas ginklas, galintis sunaikinti visa, kas gyva. Pasaulio mokslininkai tyrinėja, kaip būtų galima valdyti šią reakciją.

Vandenilio elektrodas[taisyti | redaguoti kodą]

Tai elektrodas, kurio potencialas priklauso nuo vandenilio ir vandenilio jonų koncentracijos. Tokio elektrodo potencials (φH+) yra proporcingas vandenilio jonų aktingumo (koncentracijos)(aH+) ir vandenilio slėgio (pH2) tirpale logaritmų skirtumui:

\varphi_{\mathbf{H}^+}=\varphi_0 + \frac{RT}{F}\ln\frac{a_{\mathbf{H}^+}}{\sqrt{p_{\mathbf{H}_2}}}

čia φ0 – vandenilio elektrodo normalusis potencialas (pagal tarptautinį susitarimą φ0 = 0), R – universalioji dujų konstanta, T – absoliutinė temperatūra, F – Faradėjaus skaičius.

Vandenilio elektrodą sudaro platinos juodžiais aptrauktos platinos elektrodas, kurio paviršius prisotintas vandenilio. Pagal vandenilio elektrodą kalibruojami stiklo elektrodai; vandenilio elektrodas naudojamas vandenilio jonų aktingumui nustatyti ir kaip lyginamasis elektrodas.

Pavadinimo kilmė[taisyti | redaguoti kodą]

Vandeniliui jo lotynišką pavadinimą Hydrogenium davė Antuanas-Loranas de Lavuazjė, o terminą vandenilis lietuvių kalboje įvedė Jonas Jablonskis. Apskritai, daugelyje kalbų šis elementas turi kaip žodžio šaknį vandenį (gr. hydrogono <- hydor; vok. Wasserstoff <- Wasser ir kt.), kadangi vandenilis, susijungęs su deguonimi, sudaro vandenį.

Taip pat skaitykite[taisyti | redaguoti kodą]

Šaltiniai[taisyti | redaguoti kodą]

  1. Palmer, David (1997-09-13). "Hydrogen in the Universe." NASA. Nuoroda tikrinta 2008-02-05.
  2. Zita Dzedulionienė. Chemija: vadovėlis VIII–X klasei: suaugusiųjų ir savarankiškam mokymuisi. Kaunas: Šviesa, 2009, 101 p. ISBN 978-5-430-05433-5.
  3. Staff (2007). "Hydrogen Basics  – Production." Florida Solar Energy Center. Nuoroda tikrinta 2008-02-05.
  4. Gurov, Yu. B.; Aleshkin, D. V.; Behr, M. N.; Lapushkin, S. V.; Morokhov, P. V.; Pechkurov, V. A.; Poroshin, N. O.; Sandukovsky, V. G.; Tel'kushev, M. V.; Chernyshev, B. A.; Tschurenkova, T. D. „Spectroscopy of superheavy hydrogen isotopes in stopped-pion absorption by nuclei“. Physics of Atomic Nuclei, 68 (3), 491–97 (2004). DOI:10.1134/1.1891200. 

Nuorodos[taisyti | redaguoti kodą]

Vikižodynas
WiktionaryLt.svg
Laisvajame žodyne yra terminas vandenilis
Commons-logo.svg Vikiteka: Vandenilis – vaizdinė ir garsinė medžiaga

Vikiteka