Atom vodika je najpreprostejši element

Vodik je kemični element, najpreprostejša po svoji strukturi in najpogostejša v naravi. Po nekaterih znanstvenih podatkih ta element predstavlja več kot devetdeset odstotkov vseh atomov. Najpomembnejša spojina, v kateri je prisoten vodik, je voda. Njegova kemijska formula je napisana takole: H2O. Atomi vodika sestavljajo en proton, ki predstavlja jedro in en elektron. To je edini element, ki je gorljivi plin.

Kako se atom vodika nahaja v periodični tabeli?

Ta element se nahaja na vrhu prve skupine. To se naredi zato, ker atom vodika, ki izgubi svoj elektron, tvori pozitivni ion z enim polnjenjem. Vendar lahko pod določenimi pogoji vodik pridobi kovinske lastnosti. V normalnih pogojih ima le značilnosti, ki so značilne za nemetale. Vodik ima znatne razlike od drugih elementov, ki spadajo v prvo skupino.

Kako dobiti vodik v laboratoriju?

Vodik se lahko proizvaja z delovanjem nekoncentriranih kislin na kovine: Zn (cink v trdnem stanju) + 2HCl (vodna raztopina klorovodikove kisline) = ZnCl2 (vodna raztopina cinkov oksid) + H2 (plin)

Proizvodnja vodika s hidrolizo: 2H3O- + 2e- = H2 (plin) + 2H2O (voda.)

Proizvodnja vodika je mogoča z delovanjem alkalij na aluminij ali cink. Te kovine lahko reagirajo z vodnimi raztopinami kalijev hidroksid ali natrija. V tem primeru se oblikuje vodik:
Zn (cink) + 2OH- + 2H2O = (Zn (OH) 4) 2- (tetrahidroksocikličen-ion)) + H2 (plin)
Al (aluminij) + 2OH- + 6H2O = (Al (OH) 4) - (tetrahidroksoaluminatni ion) + H2 (plin).

Ta kemijski element lahko dobimo tudi s hidrolizo vodnih raztopin: CaH2 (kalcijev hidrid) + 2H2O (voda) = Ca (OH) 2 (kalcijev hidroksid) + 2H2 (vodik).

Izotopi vodika

Obstajajo tri izotopske oblike tega kemijskega elementa: protium, devterij in tritij. Hkrati naravni vodik vsebuje okoli 99% protuma, preostanek pa je devterij. Tretji izotop je radioaktivni nestabilni izotop. Iz tega razloga se v naravi nahaja le v obliki sledi. Tritij oddaja radioaktivne delce, njegov razpolovni čas pa je 12,3 leta.

Izotopske oblike vodika imajo skoraj enake kemične lastnosti, vendar se bistveno razlikujejo po fizikalnih lastnostih. Za vsako vodikovo spojino je deuterijev analog. Najpomembnejše je devterijev oksid (ali težka voda). Ta snov se uporablja v jedrskih reaktorjih. Spravi ga skozi elektroliza vode.

Kemijske lastnosti vodika

Obravnavani kemijski element lahko obnovi ne-kovine iz skupin 4-7, oksidov in organskih nenasičenih spojin, oksidira kovino in tako nastane hidride.

Vodikove spojine

To so ionski, kompleksni in kovalentni hidridi, pa tudi hidride, kot so interkalacijske spojine.

Proizvodnja vodika

- Bohrov postopek;

- iz zemeljskega plina ali nafte (nafte);

- z razpokanjem in reformiranjem ogljikovodikov;

- z elektrolizo slanice (t.j., vodno raztopino natrijevega klorida).

Atom vodika v kvantni mehaniki

V kvantni mehaniki je atom vodika pomemben, saj ima problem z dvema telesoma analitično približno ali natančno vrednost. Te raztopine lahko uporabimo za različne izotope vodika, vendar s primerno korekcijo. Atoma vodika v kvantni mehaniki je opisan z valovno dvodelno funkcijo. Prav tako se šteje kot nesodelujoči elektron v elektrostatično polje atomsko težko jedro.

Bohrjev atom vodika

Leta 1913 je Bohr Nils predlagal svoj model vodikovega atoma. Ima veliko poenostavitev in predpostavk. Kljub dejstvu, da model ni bil povsem pravilen, je Bohr izpeljal spekter sevanja in dobil pravilne vrednosti energijskih ravni atomov.