Wat zijn de eigenschappen van waterstof?

De eigenschappen van waterstof bevatten dat, in zijn natuurlijke staat op Aarde, het is een kleurloos, reukloos gas dat is zeer licht ontvlambaar. Het is het lichtste element bekend dat er in de natuur, het opnemen van een gemiddelde van 75% van alle massa in het heelal in de sterren, planeten en andere stellaire objecten. Waterstof is ook essentieel voor het leven op aarde, waar nu 14% van de levende stof bevatten, zoals vormt gemakkelijk bindingen met zuurstof tot water creëren en koolstof de moleculen die de basis creëren waarop levende structuren en de meeste organische moleculen gebouwd.

Hoewel de meest voorkomende vorm van waterstof protium, waar slechts één proton in de atoomkernen en een elektron in een baan rond de kern, twee isotopen van waterstof bestaan ​​ook. Protium goed voor 99,985% van alle natuurlijke waterstof en deuterium is goed voor een ander bijna 0,015% met zowel een proton en neutron in de atoomkern, waardoor het een massa die is twee keer die van protium geeft. Tritium is de derde vorm van waterstof, die buitengewoon zeldzaam in de natuur, maar kan kunstmatig worden geproduceerd. Het is stabiel en vertoont radioactief verval met een halfwaardetijd van 12.32 jaar. Het heeft twee neutronen in de atoomkernen van een proton, en is een belangrijke stof geproduceerd en gebruikt waterstofbom wapens rendement ervan, alsmede nucleaire productie kernsplijtingsenergie en onderzoek kernfusie verbeteren.

De chemische eigenschappen van waterstof, met één elektron baan, het leiden tot een zeer reactief element bindingen vormt met vele andere elementen. In zijn natuurlijke staat in de sfeer, het bindt aan een ander atoom van waterstof als zuurstof doet, om H 2 te vormen. H2 moleculen kunnen ook uniek zijn afhankelijk van de rotatie van de kernen, met moleculen H2 waarbij beide kernen draaien in dezelfde richting orthohydrogen geroepen, en die met tegengestelde spins genoemd parawaterstof. Orthohydrogen is de meest voorkomende vorm van H2 bij normale atmosferische druk en temperatuur in gasvorm, maar wanneer afgekoeld tot vloeibare vorm zoals raketbrandstof, orthohydrogen veranderingen parawaterstof.

De fysische eigenschappen van waterstof en het wijdverbreide overvloed op het land en in de oceanen van de aarde maken het een belangrijk gebied van onderzoek als een vrijwel onbeperkte brandstoftoevoer. Alle vormen van fossiele brandstoffen en alcoholen, zoals benzine, aardgas en ethanol zijn samengesteld uit koolwaterstofketens waar waterstof, koolstof, en soms zuurstof met elkaar zijn verbonden. Scheiden van zuivere waterstof als een schone verbranding, wordt overvloedige brandstof bron zelf gemakkelijk gedaan, maar de kracht die nodig is om waterstof vrij van chemische bindingen te breken en vervolgens afkoelen voor opslag duurt vaak meer energie dan de zuivere waterstof zelf kan genereren. Daarom, de eigenschappen van waterstof dat de meest gebruikte zijn wanneer het wordt gevonden in chemische bindingen met andere elementen.

Onderzoek naar fusie energieproductie beroept zich ook op de chemische eigenschappen van de waterstof-verbindingen deuterium en tritium. De eigenschappen van waterstof gebruikt door alle sterren fuseren waterstofkernen samensmelten onder intense druk om helium en energie vrij in de vorm van licht en warmte. Vergelijkbare druk worden gegenereerd in onderzoeksfaciliteiten met behulp van krachtige magnetische velden, traagheidsopsluiting lasers, of elektrische pulsen in de VS, Europa en Japan.

Aangezien de versmelting van waterstofatomen plaatsvindt, wordt een helium atoom gemaakt dat 20% van de overtollige energie uit het proces draagt, en 80% van de energie door een neutron uitgevoerd. Dit neutron energie of warmte wordt geabsorbeerd door een fluïdum stoom opgewekt en macht een turbine om elektriciteit te produceren. Het proces is nog steeds experimenteel, echter met ingang van 2011. Dit is te wijten aan de enorme druk die moeten worden gehandhaafd om waterstofatomen samensmelten voortdurend en naar machines die temperaturen geproduceerd in fusion dat 212.000.000 ° Fahrenheit (100.000.000 ° Celsius kan verdragen maken ).

  • Essentieel voor alle vormen van leven op aarde, waterstof is een kleurloos, reukloos gas.
  • Orthohydrogen, een veel voorkomende vorm van waterstof, kan worden gekoeld en gebruikt als raketbrandstof.