Научная статья на тему 'ВОДОРОД – ОСОБЕННОСТИ И ИЗОТОПНЫЙ СОСТАВ'

ВОДОРОД – ОСОБЕННОСТИ И ИЗОТОПНЫЙ СОСТАВ Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

CC BY
11
2
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
водород / изотопы водорода

Аннотация научной статьи по наукам о Земле и смежным экологическим наукам, автор научной работы — Гуламов Х., Сейидов М., Туваков М.

Водород играет очень важную роль в «жизни» земной коры, образуя соединения со многими ее компонентами и обусловливая перемещение (миграцию) элементов

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «ВОДОРОД – ОСОБЕННОСТИ И ИЗОТОПНЫЙ СОСТАВ»

растворенный аммиак испаряется из раствора. Реакция с кислотами:

NH3 + HCl = NH4Cl, NH3 + H3PO4 = NH4H2PO4

Реакция с кислородом:

4NH3 + 3O2 = 2N2 + 6H2O

Восстановление меди:

3CuO + 2NH3 = 3Cu + N2 + 3H2O Список использованной литературы:

1. Авдеева, Л.В. Биохимия: Учебник / Л.В. Авдеева, Т.Л. Алейникова, Л.Е. Андрианова; Под ред. Е.С. Северин. - М.: ГЭОТАР-МЕД, 2016. - 768 c.

2. Алов, Н.В. Аналитическая химия и физико-химические методы анализа. В 2-х т.: Учебник / Н.В. Алов. -М.: ИЦ Академия, 2016. - 768 c.

3. Артемов, А.В. Физическая химия: Учебник для студентов учреждений высшего профессионального образования / А.В. Артемов. - М.: ИЦ Академия, 2016. - 288 c.

© Гелдиева Г., Аманова А., Хайдарова А. Б., Башимова А., 2024

УДК 54

Гуламов Х.,

Преподаватель,

Институт инженерно-технических и транспортных коммуникаций Туркменистана,

Сейидов М., Преподаватель,

Институт инженерно-технических и транспортных коммуникаций Туркменистана,

Туваков М., Преподаватель,

Институт инженерно-технических и транспортных коммуникаций Туркменистана,

Ашхабад, Туркменистан.

ВОДОРОД - ОСОБЕННОСТИ И ИЗОТОПНЫЙ СОСТАВ Аннотация

Водород играет очень важную роль в «жизни» земной коры, образуя соединения со многими ее компонентами и обусловливая перемещение (миграцию) элементов.

Ключевые слова: водород, изотопы водорода

Водород — один из самых распространенных элементов в природе. Он составляет больше половины массы Солнца и большинства звезд, основную часть межзвездной среды и туманностей. В земной коре, т. е. в толще Земли глубиной до 15 км, водорода по массе (кларк) содержится 1 %. По атомному содержанию в земной коре (17,25 %) он занимает второе место после кислорода.

Наиболее важное соединение водорода — вода, самое распространенное вещество на Земле (9 % от массы земной коры). Кроме того, в земной коре очень много природного газа (метана) и нефти, также содержащих водород. Открытие в нашей стране в середине XX в. мощных газовых месторождений

поставило метан на второе место (после воды) по распространенности среди соединений водорода.

В атмосфере Земли очень мало «свободного», т.е. молекулярного, водорода (только 5 • КГ5 % об.), так как он непрерывно окисляется озоном и другими окислителями. Молекулярный водород содержится в вулканических газах. Частично он образуется также при разложении некоторых органических остатков. Небольшие его количества выделяются зелеными растениями. Напротив, на Солнце содержание водорода велико — до 84 % (атм). Высокая температура Солнца — результат экзотермического синтеза более тяжелых химических элементов из атомов водорода.

Поскольку водорода на Солнце много, стабильная деятельность Солнца будет поддерживаться длительное время. То же относится и к другим звездам. Так как все элементы 1-й группы ПС имеют нечетный атомный номер, число стабильных изотопов в их природных смесях мало. Это относится как к водороду, так и к щелочным элементам.

Изотопный состав водорода достаточно сложен. У него три изотопа — два стабильных и один радиоактивный. Они имеют одинаковый заряд ядра (+1) и различную массу. Атомная масса самого распространенного изотопа водорода протия 1Н1 (от греч. protos — «первичный») равна 1,0078, массовое число — 1. Содержание протия в природной плеяде изотопов составляет 99,985 %.

Изотоп водорода, Н носит название «дейтерий» (от греч. Deuteros — «второй», обозначается символом D). Его атомная масса равна 2,0141, а массовое число — 2. Содержание дейтерия в природной плеяде изотопов водорода — лишь 0,015 %, но, так как вода составляет 9 % от массы земной коры, на Земле присутствуют многие миллиарды тонн тяжелой воды D20. Поэтому перспективы использования D20 для извлечения дейтерия и дальнейшего применения его в термоядерном синтезе вполне благоприятны.

Промышленное получение дейтерия и трития, необходимых для осуществления термоядерного синтеза, исключительно важно для будущего энергетики. Выделение дейтерия из смеси с легким водородом производят путем изотопного обмена. При этом дейтерий концентрируют в виде газообразных соединений, например, H2S или NH3. Способы получения трития упомянуты выше.

Несмотря на аналогичное электронное строение элементов 1-й группы ПС, простые вещества, образованные атомами водорода и ЩЭ, радикально различаются.

Для водорода характерно образование двухатомных молекул с прочной ковалентной связью и очень слабыми межмолекулярными связями, что обеспечивает устойчивое газообразное состояние водорода. Напротив, ЩЭ в форме простых веществ являются типичными металлами, хотя и относятся к числу самых легких, легкоплавких и летучих (с ними по легкоплавкости и летучести сопоставимы только ртуть и металлы подгруппы галлия).

Водород — простое вещество — существует в виде очень прочных двухатомных молекул Н2. При взаимодействии атомов водорода с образованием молекулы Н2 выделяется 435,1 кДж/моль. Эта энергия значительно больше, например, той, которая высвобождается при взрывной реакции образования воды из водорода и кислорода.

Интересно, что рассчитанное из спектральных данных расстояние между атомами в молекуле Н2 равно 0,75 А, тогда как диаметр молекулы Н2 в действительности составляет 2,47 А. Это свидетельствует о том, что молекула Н2 является «рыхлой» и может быть значительно сжата (при больших давлениях и низких температурах). Теоретические расчеты показывают, что для сильно охлажденного или сжиженного водорода давления порядка миллиона атмосфер достаточно, чтобы «раздавить» молекулы Н2 и превратить их в скопление отдельных атомов или ионов. Такой водород должен обладать металлическими свойствами и тем самым полностью оправдывать свое положение в 1-й группе ПС.

Список использованной литературы:

1. А.А. Давыдов. В преддверии нанообщества. «Социологические исследования», 2007.

2. Merkle R.C. Nanotechnology: It's a Small, Small, Small, and Small World. 2000.

© Гуламов Х., Сейидов М., Туваков М., 2024

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.