История открытия
| Внешний вид простого вещества |
|
газ без цвета, вкуса и запаха
|
| Свойства атома |
| Имя, символ, номер | Водород / Hydrogenium (H), 1
| Атомная масса
(молярная масса) |
11,00794 а. е. м. (г/моль)
|
| Электронная конфигурация |
1s1 |
| Радиус атома |
53 пм |
| Химические свойства |
| Ковалентный радиус |
32 пм |
| Радиус иона |
54 (-1 e) пм
|
| Электроотрицательность |
32,20 (шкала Полинга) |
| Степени окисления |
1,0, -1
|
| Энергия ионизации
(первый электрон) |
1311,3 кДж/моль (эВ) |
| Термодинамические свойства простого вещества |
| Плотность (при н. у.) |
0,0000899 (при 273K (0 °C)) г/см3 |
| Температура плавления |
14,01 K |
| Температура кипения |
20,28 K |
| Теплота плавления |
0,117 кДж/моль
|
| Теплота испарения |
0,904 кДж/моль |
| Молярная теплоёмкость |
14,235 Дж/(K·моль) |
| Молярный объём |
14,1 см3/моль |
| Кристаллическая решётка простого вещества |
| Структура решётки |
гексагональная |
| Отношение c/a |
1,631 |
| Температура Дебая |
110 K
|
| Прочие характеристики |
| Теплопроводность |
(300 K) 0,1815 Вт/(м·К) |
Выделение горючего газа при взаимодействии кислот и металлов наблюдали в XVI и XVII веках на заре становления химии как науки. Прямо указывал на выделение его и Михаил Васильевич Ломоносов, но уже определённо сознавая, что это не флогистон. Английский физик и химик Генри Кавендиш в 1766 году исследовал этот газ и назвал его «горючим воздухом». При сжигании «горючий воздух» давал воду, но приверженность Кавендиша теории флогистона помешала ему сделать правильные выводы. Французский химик Антуан Лавуазье совместно с инженером Ж. Менье, используя специальные газометры, в 1783 г. осуществил синтез воды, а затем и её анализ, разложив водяной пар раскалённым железом. Таким образом он установил, что «горючий воздух» входит в состав воды и может быть из неё получен.
Основное применение
Пищевая отрасль
Чистый водород используется для производства пластмасс, полиэстэра и нейлона. Он также используется в процессах гидрогенизации аминов и жирных кислот (пищевые масла).
Производство стекла, цемента и извести
Водород является активным газом и в соединениях с азотом может использоваться в производстве полированного листового стекла для создания восстановительной газовой среды над лудильной ванной.
Водород также используется для термической обработки матриц для производства полого стекла и оптического волокна (кислородно-водородное пламя).
Металлургия
Водород отвечает за создание восстановительной газовой среды в различных процессах, связанных с термической обработкой.
Лабораторные исследования и анализы
Водород используется в качестве газа-носителя при проведении газовой хроматографии, а также в процессах, использующих различные приборы — чаще всего в качестве горючего компонента горючих газов для ионизации пламени и фотометрических детекторов пламени. Водородные смеси также используются при измерении искрового разряда и общего содержания углеводородов.
Сварка, резка и нанесение изоляции
Термическая обработка различных металлов.
Нефтегазовая отрасль
Десульфация дизельного топлива и бензина.
Электроника
Водород используется в качестве газа-носителя при производстве полупроводников, в первую очередь для осаждения силикона и выращивания кристаллов, а также в качестве продувочного газа при атмосферной пайке и нормализации медной ленты. Применение формир-газов (раствор H2 в азоте) позволяет добиться практически полного удаления кислорода и исключения его воздействия на производственные процессы, протекающие при средних и высоких температурах.
Автомобильная и транспортная отрасль
Водород является безуглеродистым источником энергии, используемым в топливных элементах.
