水素は、陽子 1 個と電子 1 個を持つ周期表の最初の元素です。これにより、周期表で最も軽い元素となり、重量はわずか 1.0079 amu (原子質量単位) です。また、宇宙で最も豊富な元素でもあります。
水素の重要性についてもっと読む。
水素は可燃性も高く、低濃度でも容易に燃焼または爆発します。
水素の性質
水素は原子核に陽子1個と電子1個を持っています。水素の最も一般的な同位体には中性子がありません。
これにより、水素は共有結合を形成するのに最適な要素の 1 つになります。 他の分子や元素と。実際、陽子と電子が 1 つしかないため、周期表のほぼすべての元素と共有結合を形成できます。
これは、水素の単一原子が非常にまれであることも意味します。通常、水素ガスを形成します 、水素の 2 原子形 (H2 ).
地球の通常の温度と圧力の条件下では、水素は無臭、無毒、無味、無色、非金属です。水素の密度は 0.89 g/L (空気より密度が低い) で、融点は約 -259 °C、沸点は約 -252.9 °C です。
水素は可燃性ですか?
では、大きな疑問:水素は可燃性ですか?簡単な答えははいです 非常に可燃性ですが、この回答で解決すべきことがいくつかあります。
水素が可燃性であると言われているとき、それは水素の元素の形を意味するものではありません. 二原子水素ガスです それは非常に可燃性です。多くの可燃性物質は、実際に燃焼または発火するために高濃度でなければなりませんが、水素の場合はそうではありません。水素は、4% から 75% までの低濃度で燃焼します。
この燃焼の反応は次のとおりです:
2H2 (ガス) + O2 (ガス) =2H2 O (液体) + 572 kJ エネルギー (286kJ/mol H2 )
水素の爆発と燃焼は、単純な火花と熱の増加で発生する可能性があります。ただし、反応性が高いため、日光にさらされたり、温度がわずかに上昇したりすると燃焼することも確認されています.
水素燃料
水素ガスの爆発性と可燃性が高いにもかかわらず、人々はその可燃性に直接関係する水素の多くの用途を発見しました.
おそらく最も一般的なのは水素燃料と燃料電池です .水素燃料は、水素と酸素を組み合わせて電気と水素パワーを作り出します。
水素燃料は、反応したときにのみ水とエネルギーを生成する「クリーンな」エネルギー源であるため、刺激的です (上記の燃焼方程式でわかるように)。ガスや石油などの他の燃料源は、環境に有害な有害ガスや排出物を生成します。人々は、家庭、自動車、携帯用エネルギー源などに水素エネルギーをもたらす用途を見出してきました。
水素燃料と化石燃料の比較についてもっと読む。
水素のその他の用途
水素ガスは、多くの産業および製造プロセス、特に石油を使用するプロセスや、硬化油などの製品の水素化を必要とするプロセスでも使用されます。
水素のその他の一般的な用途は次のとおりです。
- 冷却剤として使用
- 溶接用途
- 気球や飛行船での以前の使用
科学者は、水素燃焼の力と水素の他の特性を発見し、その情報を使用して、核融合爆弾とも呼ばれる水素爆弾を作成しました。これらの爆弾は、核融合と呼ばれるプロセスで、複数の水素原子核をヘリウム原子に結合させます。 .
これは高温で発生し、爆発として知られるエネルギーの大量出力をもたらします。これらの核融合爆弾では水素が使用されます。これは、それらが非常に軽く、核結合の抵抗が最も少ないためです (ただし、これは水素爆弾の威力を低下させません)。
