Atom vodíku je nejjednodušší prvek

Vodík je chemický prvek, nejjednodušší ve své struktuře a nejběžnější v přírodě. Podle některých vědeckých údajů tento prvek představuje více než devadesát procent všech atomů. Nejdůležitější sloučeninou, ve které je přítomen vodík, je voda. Jeho chemický vzorec je napsán následovně: H2O. Atom vodíku tvoří jeden proton představující jádro a jeden elektron. To je jediný prvek, který je hořlavý plyn.

Jak se atom vodíku nachází v periodické tabulce?

Tento prvek je umístěn v horní části první skupiny. To se děje z důvodu, že atom vodíku, který ztrácí svůj elektron, tvoří jeden náboj s kladným iontem. Za určitých podmínek však může vodík získat kovové vlastnosti. Za normálních podmínek vykazuje pouze vlastnosti, které jsou neoddělitelné. Vodík má významné rozdíly od ostatních prvků patřících do první skupiny.

Jak získat vodík v laboratoři?

Vodík může být produkován působením nekoncentrovaných kyselin na kovy: Zn (zinek v pevném stavu) + 2HCl (vodný roztok kyseliny chlorovodíkové) = ZnCl2 (vodný roztok oxidu zinečnatého) + H2 (plyn)

Výroba vodíku hydrolýzou: 2H3O- + 2e- = H2 (plyn) + 2H2O (voda.)

Výroba vodíku je možná působením alkalických kovů na hliník nebo zinek. Tyto kovy mohou reagovat s vodnými roztoky hydroxidu draselného nebo hydroxidu draselného . V tomto případě se tvoří vodík:
Zn (zinek) + 2OH- + 2H2O = (Zn (OH) 4) 2- (tetrahydroxocyklický ion)) +
Al (hliník) + 2OH- + 6H2O = (Al (OH) 4) - (tetrahydrooxaluminátový ion) + H2 (plyn).

Tento chemický prvek lze také získat hydrolýzou vodných roztoků: CaH2 (hydrid vápenatý) + 2H2O (voda) = Ca (OH) 2 (hydroxid vápenatý) + 2H2 (vodík).

Izotopy vodíku

Existují tři izotopové formy tohoto chemického prvku: protium, deuterium a tritium. Současně obsahuje přírodní vodík asi 99% protium, zbytek je deuterium. Třetí izotop je radioaktivní, nestabilní izotop. Z tohoto důvodu se v přírodě vyskytuje pouze ve formě stop. Tritium vydává radioaktivní částice a jeho poločas je 12,3 let.

Izotopové formy vodíku mají téměř stejné chemické vlastnosti, ale významně se liší fyzikálními vlastnostmi. Pro každou vodíkovou sloučeninu existuje analog deuteria. Nejdůležitější z nich je oxid deuterium (nebo těžká voda). Tato látka se používá v jaderných reaktorech. Získává se elektrolýzou vody.

Chemické vlastnosti vodíku

Uvažovaný chemický prvek může obnovit nekovy ze skupin 4-7, oxidů a organických nenasycených sloučenin, oxidovat kovy a vytvářet hydridy jako výsledek.

Sloučeniny vodíku

Jedná se o iontové, komplexní a kovalentní hydridy, jakož i o hydridy, jako jsou interkalační sloučeniny.

Výroba vodíku

- Bohrův proces;

- ze zemního plynu nebo nafty (nafta);

- krakováním a reformováním uhlovodíků;

- elektrolýzou solného roztoku (tj. Vodného roztoku chloridu sodného).

Atóm vodíku v kvantové mechanice

Atom vodíku je důležitý v kvantové mechaniky, protože pro něj problém s dvěma těly má analytickou přibližnou nebo přesnou hodnotu. Tyto roztoky mohou být použity pro různé izotopy vodíku, ale s vhodnou korekcí. Atom vodíku v kvantové mechanice je popsán funkcí dvou částic vlny. Je také považován za neúčastný elektron v elektrostatickém poli atomového těžkého jádra.

Bohr atom vodíku

V roce 1913 Bohr Niels navrhl svůj model atomu vodíku. Má mnoho zjednodušení a předpokladů. Přestože model nebyl zcela správný, Bohr odvodil spektrum záření a získal správné hodnoty energetických hladin atomu.