Wodór

izotop	wyst.	o.p.r.	s.r.	e.r. MeV	p.r.
¹H	99,985%	stabilny izotop z zerową liczbą neutronów
²H	0,015%	stabilny izotop z 1 neutronem
³H	{syn.}	12,33 lat	β^-	0,019	³He
⁴H	{syn.}	9,93696x10^-23 s	n	2,910	³H

Tam, gdzie nie jest zaznaczone inaczej,
użyte są jednostki SI i warunki normalne.

*Wyjaśnienie skrótów:
l.a.=liczba atomowa
wyst.=występowanie w przyrodzie,
o.p.r.=okres połowicznego rozpadu,
s.r.=sposób rozpadu,
e.r.=energia rozpadu,
p.r.=produkt rozpadu

Wodór (H, łac. hydrogenium) - pierwiastek chemiczny, niemetal z bloku s układu okresowego. Jest to najprostszy możliwy pierwiastek o liczbie atomowej 1, rozpoczynający układ okresowy. Jest również podstawowym pierwiastkiem w szeregu aktywności metali.

Występuje w postaci dwóch stabilnych izotopów ¹H (prot) i ²H (deuter, oznaczany również symbolem D) oraz jednego niestabilnego - ³H (tryt, oznaczany również symbolem T). Ze względu na to, że jeden z izotopów stabilnych ma dwukrotnie większą masę od drugiego, różnią się one dość znacznie właściwościami chemicznymi.

Wodór jest najpowszechniej występującym pierwiastkiem we Wszechświecie. Na Ziemi występuje w postaci cząsteczkowej w niezbyt dużych ilościach (0,9% w górnych warstwach atmosfery), natomiast duże ilości wodoru występują w postaci związków chemicznych (głównie jest to woda).

Wchodzi w skład wielu ważnych związków chemicznych: wody, kwasów, zasad i większości związków organicznych.

Wodór w stanie wolnym występuje w postaci cząsteczek dwuatomowych H₂ tworząc wodór molekularny.

[edytuj] Kation wodorowy

Kation wodorowy H⁺ jest w istocie równoważny protonowi. W stanie wolnym występuje on jedynie w próżni, gdyż jest on niezwykle reaktywny. W roztworach wodnych kation ten jest natychmiast solwatowany do jonu hydroniowego H₃O⁺. Czasami, w uproszczeniu, w równaniach dysocjacji elektrolitycznej pomija się ten fakt podając jako produkt kation wodorowy, co zupełnie mija się z prawdą. Z tego względu współcześnie przyjmuje się, że skala skala pH jest miarą stężenia jonów hydroniowych a nie wodorowych.

[edytuj] Serie widmowe

Wodór ma charakterystyczne serie widmowe:

[edytuj] Historia

Prawdopodobnie pierwszą osobą, która opisała otrzymywanie wodoru w stanie czystym był alchemik Paracelsus żyjący w latach 1493–1541. Paracelsus wykonywał eksperymenty polegające na wrzucaniu metali do kwasów i łapaniu do naczyń gazowych produktów tych reakcji, co do dzisiaj stanowi najprostszy sposób otrzymywania tego pierwiastka w warunkach laboratoryjnych. Prawdopodobne jest jednak, że podobne eksperymenty wykonywano już wcześniej.

Eksperymenty te powtórzył w 1671 r. Robert Boyle, który opisał też wybuchową naturę mieszanki wodoru z powietrzem. Pierwszą osobą, która uznała wodór za pierwiastek był Henry Cavendish, który w 1766 r. zamieścił w swoich notatkach taką tezę. Jak wszystkie inne jego badania nie zostało to jednak opublikowane za jego życia. Substancja ta została uznana za pierwiastek ostatecznie pod wpływem badań Antoine Lavoisiera nad otrzymywaniem wody z wodoru i tlenu w 1783 r.

[edytuj] Otrzymywanie

Na skalę przemysłową wodór otrzymuje się dwiema metodami:

Poprzez konwersję metanu z parą wodną

$CH_4 + 2H_{2}O \longrightarrow 4H_{2} + CO_{2}$

Poprzez konwersję węglowodorów zawartych w ropie naftowej z parą wodną

$C_{x}H_{2y} + 2xH_{2}O \longrightarrow (2x+y)H_{2} + xCO_{2}$

W laboratorium można go otrzymać na kilka sposobów:

W reakcji kwasu solnego z magnezem...

$2HCl + Mg \longrightarrow MgCl_{2} + H_{2} \uparrow$

...lub cynkiem

$2HCl + Zn \longrightarrow ZnCl_{2} + H_{2} \uparrow$

W reakcji płonącego magnezu z parą wodną:

$Mg + H_{2}O \longrightarrow MgO + H_{2} \uparrow$

lub po prostu w reakcji kwasu z metalem:

kwas + metal → sól metalu z kwasem + wodór

[edytuj] Zastosowanie

Dawniej wodór był stosowany do napełniania balonów sterowców. Gaz ten znalazł zastosowanie jako paliwo w silnikach rakietowych. Naukowcy pracują nad możliwością stworzenia ogniw paliwowych napędzanych wodorem, które mogłyby służyć jako źródło napędu dla wielu pojazdów i urządzeń. Izotop wodoru - tryt - wykorzystywany jest w reakcjach termojądrowych, które mogą potencjalnie stanowić źródło taniej i czystej energii. Inny jego izotop - deuter - wykorzystywany jest jako moderator w konwencjonalnych reaktorach atomowych.

[edytuj] Zobacz też

deuter (izotop), deuteron
tryt, tryton

Zobacz galerię na Wikimedia Commons:
Wodór

Pierwiastki chemiczne

(Ac) aktyn · (Am) ameryk · (Sb) antymon · (Ar) argon · (As) arsen · (At) astat · (N) azot · (Ba) bar · (Bk) berkel · (Be) beryl · (Bi) bizmut · (Bh) bohr · (B) bor · (Br) brom · (Ce) cer · (Cs) cez · (Cl) chlor · (Cr) chrom · (Sn) cyna · (Zn) cynk · (Zr) cyrkon · (Ds) darmsztadt · (Db) dubn · (Dy) dysproz · (Es) einstein · (Er) erb · (Eu) europ · (Fm) ferm · (F) fluor · (P) fosfor · (Fr) frans · (Gd) gadolin · (Ga) gal · (Ge) german · (Al) glin · (Hf) hafn · (Hs) has · (He) hel · (Ho) holm · (In) ind · (Ir) iryd · (Yb) iterb · (Y) itr · (I) jod · (Cd) kadm · (Cf) kaliforn · (Cm) kiur · (Co) kobalt · (Kr) krypton · (Si) krzem · (Xe) ksenon · (La) lantan · (Li) lit · (Lr) lorens · (Lu) lutet · (Mg) magnez · (Mn) mangan · (Mt) meitner · (Md) mendelew · (Cu) miedź · (Mo) molibden · (Nd) neodym · (Ne) neon · (Np) neptun · (Ni) nikiel · (Nb) niob · (No) nobel · (Pb) ołów · (Os) osm · (Pd) pallad · (Pt) platyna · (Pu) pluton · (Po) polon · (K) potas · (Pr) prazeodym · (Pm) promet · (Pa) protaktyn · (Ra) rad · (Rn) radon · (Re) ren · (Rh) rod · (Rg) roentgen · (Hg) rtęć · (Rb) rubid · (Ru) ruten · (Rf) rutherford · (Sm) samar · (Sg) seaborg · (Se) selen · (S) siarka · (Sc) skand · (Na) sód · (Ag) srebro · (Sr) stront · (Tl) tal · (Ta) tantal · (Tc) technet · (Te) tellur · (Tb) terb · (O) tlen · (Th) tor · (Tm) tul · (Ti) tytan · (Uub) ununbium · (Uuh) ununhexium · (Uuo) ununoctium · (Uup) ununpentium · (Uuq) ununquadium · (Uus) ununseptium · (Uut) ununtrium · (U) uran · (V) wanad · (Ca) wapń · (C) węgiel · (H) wodór · (W) wolfram · (Au) złoto · (Fe) żelazo