Hydrogen

Article

May 16, 2022

Hydro (ký hiệu H, từ tiếng Hy Lạp ὕδωρ, hýdor, "nước", cộng với gốc γεν-, ghen-, "sinh ra", do đó "máy tạo nước") là nguyên tố hóa học đầu tiên của bảng tuần hoàn (nguyên tử số 1) và nhẹ nhất. Nó là nguyên tố phong phú nhất trong vũ trụ có thể quan sát được và đồng vị phổ biến nhất của nó, chú vĩ đại, bao gồm một proton, hình thành nên hạt nhân và một electron. Là nguyên tử đơn giản nhất, nó đã được nghiên cứu sâu bởi cơ học lượng tử. Ở trạng thái tự do, ở áp suất khí quyển và nhiệt độ phòng (298 K), nó được tìm thấy ở dạng khí điatomic có công thức H2, không màu, không mùi, không vị và rất dễ cháy, có nhiệt độ sôi 20,27 K và nhiệt độ nóng chảy 14,02 K. Ở trạng thái liên kết, nó có trong nước (11,19%) và trong tất cả các hợp chất hữu cơ và sinh vật sống; Ngoài ra, nó còn tồn tại trong một số loại đá, chẳng hạn như đá granit, và tạo thành các hợp chất với hầu hết các nguyên tố, thường cũng bằng cách tổng hợp trực tiếp. Nó là thành phần cấu tạo chính của các ngôi sao, nơi nó hiện diện ở trạng thái plasma và đại diện cho nhiên liệu của các phản ứng nhiệt hạch, trong khi trên Trái đất, nó hiếm khi tồn tại ở trạng thái tự do và phân tử và do đó nó phải được sản xuất cho các mục đích sử dụng khác nhau; đặc biệt nó được sử dụng trong sản xuất amoniac, trong quá trình hydro hóa dầu thực vật, trong hàng không (trước đây là trong khí cầu), làm nhiên liệu thay thế và gần đây là dự trữ năng lượng trong pin nhiên liệu.

Lịch sử

Hydro diatomic thể khí H2 lần đầu tiên được mô tả chính thức bởi Theophrastus Von Hohenheim (được biết đến với cái tên Paracelsus, 1493-1541), người đã thu được nó một cách nhân tạo bằng cách trộn kim loại với axit mạnh. Paracelsus không nhận ra rằng khí dễ cháy thu được trong các phản ứng hóa học này được tạo thành từ một nguyên tố hóa học mới, sau này được gọi là hydro. Năm 1671, Robert Boyle đã khám phá lại và mô tả phản ứng xảy ra khi trộn mạt sắt và axit loãng và tạo ra H2. Năm 1766, Henry Cavendish là người đầu tiên công nhận hydro phân tử H2 là một chất rời rạc, xác định khí sinh ra trong phản ứng kim loại-axit là "không khí dễ cháy" và phát hiện ra rằng quá trình đốt cháy khí tạo ra nước. Cavendish đã sử dụng axit và thủy ngân trong các thí nghiệm này và đưa ra kết luận sai lầm rằng dihydrogen là một chất được giải phóng khỏi thủy ngân chứ không phải axit, nhưng có thể mô tả chính xác nhiều tính chất cơ bản của hydro và dihydrogen. Theo truyền thống, Cavendish được coi là người phát hiện ra hydro. Năm 1783, Antoine Lavoisier đặt tên cho nguyên tố này là "hydro" (trong tiếng Pháp là Hydrogène, từ tiếng Hy Lạp ὕδωρ, ὕδᾰτος, "nước" và γένος-ου, "máy phát điện") khi ông cố gắng (cùng với Laplace) khám phá Cavendish rằng sự đốt cháy của nước tạo ra hydro.

Lần sử dụng đầu tiên

Một trong những ứng dụng đầu tiên của hydro là làm khí nạp cho bóng bay và sau đó là các loại khí cầu khác. Nổi tiếng là thảm kịch của khí cầu Hindenburg, xảy ra bất chấp thực tế là các kỹ sư đã phủ lên cấu trúc của khí cầu để không gây ra tia lửa, vì tính dễ cháy của khí đã được biết đến. Đó là một trường hợp sử dụng cụ thể, vì heli không có sẵn, gần như là khí trơ nhưng nhẹ. Tại thời điểm đó, hiđro phân tử thu được từ phản ứng của axit sunfuric với sắt.

Đồng vị

Hiđro là nguyên tố duy nhất có các đồng vị nổi tiếng nhất được đặt tên cụ thể: chú vĩ, đồng vị phổ biến nhất, không có nơtron; đơteri có một nơtron và triti (phóng xạ) có hai nơtron. Hai đồng vị bền là côđơn (1H) và đơteri (2H, D). Các đồng vị 4H, 5H và 6H cũng được quan sát thấy.

Dihydrogen

Dihydrogen là một chất có công thức H2, phân tử của nó được tạo thành từ hai nguyên tử hydro. Ở chung cư