宇宙で最も軽い物質は水素です。周期表では、これは最初の要素です。また、アルカリ金属やハロゲンとの類似点もあります。しかし、科学者たちは最近の研究や実験で金属状態の水素を発見しました。他のアルカリ金属と同様に、原子価殻に 1 つの電子を含み、1 価のイオン H+ を生成しますが、イオン化エネルギーの点ではハロゲンに似ています。
水素の存在
水素は宇宙で最も一般的な元素です。ギリシア語で「水」を意味する「ハイドロ」と、「作る」を意味する「ジーン」を組み合わせて名付けられました。それは分子形態の二水素として見出されます。地球の全質量の 70% を占め、太陽系の最も重要な構成要素です。木星や土星のような大きな惑星は、主に水素でできています。地球の地殻と海を合わせると、それは 15.4% を占めます。
水素の構造とは?
水素の原子核には、1 つの負に帯電した電子と 1 つ、2 つ、または 3 つの中性子を持つ 1 つの正に帯電した陽子があります。同位体は、さまざまな中性子数を持つ同じ物質の異なるバージョンです。水素原子の質量は、核内の中性子の数の影響を受けます。水素同位体を水素同素体と混同しないでください。
同じ元素を持つ異なるバージョンは、同素体として知られています。同素体は、同位体とは異なり、同じ種類の原子がさまざまな方法で結合します。分子の特徴は、結合する原子の数とそれらの結合の順序に影響されます。水素の分子形態は、2 つの異性体で表されます。
Ortho-Hydrogen:ortho-Hydrogen では、2 つの正電荷または陽子核が平行に回転します。
パラ水素:オルト水素では、2 つの正電荷または陽子核が逆平行に回転します。
水素同素体には、二原子水素と原子水素の 2 種類があります。
原子状水素の構造は?
原子状水素の構成は、膨らんだ球状の風船の構成と比較できます。これは、水素のボーア模型によって最も正確に記述できます。水素の１電子が宿る初期エネルギー殻には合計２個の電子を保持できる。この殻の 2 電子空間の 1 つだけが占有されているため、原子状水素は不安定です。
水素は、安定性を確立するために、最初のエネルギー殻に 2 つの電子を持つヘリウムの電子構造を探します。この性質により、ヘリウム原子は希ガスのように振る舞います。希ガスはほとんど反応しません
二原子水素の構造は?
二原子水素は、水素の他の同素体です。
接頭辞「di-」は 2 を意味し、この水素同素体に 2 つの結合した水素原子があることを示します。余分な電子を取得することにより、原子状水素原子は安定した電子配置を確立できます。
そのために、2 つの水素原子が電子を共有し、共有結合を形成します。二原子水素の式はH2です。同じサイズに拡張された 2 つの同様の球形の風船を考えてみましょう。この時点で茎を一緒に結びます。元素の 2 番目の同素体である二原子水素のモデルを作成しました。
二水素の物理的性質は何ですか?
二水素の物理的性質は次のとおりです:-
- 二水素は、無味無臭無色の気体です。
- 二水素は空気より軽い
- 二水素は水に溶けません。
- 二水素は非常に可燃性です。
- 二水素の融点は 13.96K です。
- 沸点は 20.39K です。
- 二水素核融合のエンタルピーは 0.117 kJ/mol です。
- 密度は 0.09 g/L です。
結論
上記のトピックでは、水素の同素体、その重要性と意味を学びました。水素は、宇宙の最も重要な要素の 1 つです。すでに説明したいくつかのユニークな特性を示します。
