Những điều cần biết về nguyên tố hydrogen

Số nguyên tử: 1

Trọng lượng nguyên tử: 1,00794

Kí hiệu nguyên tử: H

Điểm nóng chảy: - 259,34 oC

Điểm sôi: - 252,87 oC

Nguồn gốc tên gọi: Từ hydrogen có xuất xứ từ tiếng Hi Lạp hydro (nước) và genes (tạo ra).

Khám phá: Hydrogen được ghi nhận là một chất riêng vào năm 1776 bởi Henry Cavendish.

Nguyên tử hydrogen

Nguyên tử hydrogen có một proton và một electron

Tính chất của hydrogen

Hydrogen là nguyên tố dồi dào nhất trong vũ trụ. Những nguyên tố nặng hơn ban đầu được tạo ra từ các nguyên tử hydrogen và hoặc từ những nguyên tố khác ban đầu được tạo ra từ các nguyên tử hydrogen.

Ước tính hydrogen chiếm hơn 90% tổng số nguyên tử - tương đương ba phần tư khối lượng của vũ trụ. Nguyên tố này giữ một phần vai trò quan trọng trong việc cấp nguồn cho vũ trụ qua phản ứng proton-proton và chu trình carbon-nitrogen. Quá trình nhiệt hạch hydrogen trong các sao làm giải phóng những lượng năng lượng khổng lồ bằng cách kết hợp hydrogen thành helium.

Hydrogen là thành phần cấu tạo chủ yếu của Mộc tinh và những hành tinh khí khổng lồ khác trong hệ mặt trời. Ở một độ sâu nhất định bên trong lõi của hành tinh khí, áp suất lớn đến mức hydrogen phân tử rắn bị biến đổi thành hydrogen kim loại rắn.

Mặc dù hydrogen tinh khiết là một chất khí, nhưng có rất ít hydrogen trong khí quyển Trái đất. Chất khí hydrogen quá nhẹ nên chưa kịp kết hợp đã thu đủ vận tốc từ sự va chạm với những chất khí khác và chúng sẽ nhanh chóng bị phóng thích ra khỏi khí quyển.

Trên Trái đất, hydrogen xuất hiện chủ yếu ở dạng hợp chất với oxygen trong nước, nhưng nó còn có mặt trong vật chất hữu cơ ví dụ như thực vật sống, dầu mỏ và than đá. Nó có mặt dưới dạng nguyên tố tự do trong khí quyển, nhưng chiếm chưa tới một phần triệu tính theo thể tích. Nhẹ nhất trong các chất khí, hydrogen kết hợp với những nguyên tố khác – thỉnh thoảng gây nổ - để tạo ra các hợp chất.

Công dụng của hydrogen

Khoảng 85 triệu mét khối hydrogen được sản xuất mỗi năm ở nước Mĩ. Hydrogen được sản xuất bằng cách:

  • Bay hơi trên carbon nóng
  • Dùng nhiệt phân li những hydrocarbon nhất định
  • Phản ứng của sodium hoặc potassium hydroxide trên nhôm
  • Điện phân nước
  • Cho những kim loại nhất định phản ứng với acid

Thị trường thương mại cần những lượng lớn hydrogen để sản xuất phân bón và hydro hóa các chất béo và dầu. Những lượng lớn hydrogen được sử dụng trong sản xuất methanol và trong lọc dầu. Những công dụng khác bao gồm nhiên liệu tên lửa, hàn, sản xuất acid hydrochloric, tuyển quặng kim loại và bơm khinh khí cầu.

Hydrogen lỏng có tầm quan trọng trong ngành nhiệt lạnh và nghiên cứu sự siêu dẫn, vì điểm nóng chảy của nó chỉ là 20 độ trên không độ tuyệt đối.

Pin nhiên liệu hydrogen là một công nghệ đang được phát triển sẽ cho phép thu được những lượng lớn điện năng, sử dụng một nguồn khí hydrogen.

Chevy Equinox

Sơ đồ pin nhiên liệu và các bình hydrogen trong xe Chevy Equinox. Ảnh: General Motors.

Các đồng vị của hydrogen

Đồng vị bình thường của hydrogen được gọi là protium. Hydrogen có hai đồng vị khác nữa: deuterium và tritium. Hydrogen là nguyên tố duy nhất có các đồng vị có tên gọi khác nhau. Deuterium và tritium được dùng làm nhiên liệu trong các lò phản ứng nhiệt hạt nhân. Có một nguyên tử deuterium trong khoảng 6.000 nguyên tử hydrogen bình thường.

Deuterium được dùng làm chất điều tiết để làm chậm neutron. Các nguyên tử tritium cũng có mặt nhưng với tỉ lệ nhỏ hơn nhiều. Tritium được tạo ra đều đặn trong các lò phản ứng hạt nhân và được sử dụng trong sản xuất bom khinh khí (bom nhiệt hạch). Nó còn được dùng làm tác nhân phóng xạ trong nước sơn phát quang, và làm chất đánh dấu nguyên tử.

Nguồn: Los Alamos National Laboratory

Vui lòng ghi rõ "Nguồn Thuvienvatly.com" khi đăng lại bài từ CTV của chúng tôi.

Nếu thấy thích, hãy Đăng kí để nhận bài viết mới qua email
Tin tức vật lý
Tạo bảng điểm online

Các bài khác


Vũ trụ có nhiều gã khổng lồ hơn chúng ta nghĩ
18/01/2018
Vũ trụ có thể chứa nhiều sao khổng lồ hơn chúng ta vẫn nghĩ. Một bộ phận của Đám mây Magellan Lớn, một thiên hà láng
Nước chậm đông được làm lạnh đến nhiệt độ thấp kỉ lục
16/01/2018
Lần đầu tiên nhiệt độ của nước lỏng chậm đông được đo chính xác đến dưới –40°C. Các nhà nghiên cứu, đứng đầu
Ánh sáng có thật sự kết hợp trở lại sau khi truyền qua hai lăng kính hay không?
15/01/2018
TÓM TẮT. Chúng tôi trình bày một bố trí thí nghiệm đơn giản và rẻ tiền chứng minh rõ ràng các màu của ánh sáng trắng sau
Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 4)
12/01/2018
Nhiệt động lực học và entropy Ngoài việc khám phá lực điện từ, nghiên cứu năng lượng ở dạng nhiệt còn đưa đến một
Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 3)
12/01/2018
Lực điện từ Nếu ánh sáng thật sự là sóng, thì có vẻ hợp lí thôi nếu ta hỏi: chính xác thì cái gì đang dao động như
Năng lượng tối là gì?
10/01/2018
Trong phần này, đầu óc của bạn bùng nổ bởi vũ trụ đang dãn nở của chúng ta Có lẽ bạn đang choáng váng trước thực tế
Hiệu ứng Hall lượng tử 4D trong phòng thí nghiệm
10/01/2018
Tính chất của một vật liệu 4D giả thuyết đã được mô phỏng trong các thí nghiệm của hai đội vật lí quốc tế. Một đội
Nước chậm đông có thể tồn tại ở hai pha lỏng
07/01/2018
Nước có thể tồn tại ở hai pha lỏng với khối lượng riêng khác nhau. Đó là kết luận của các nhà nghiên cứu ở Thụy

Chúng tôi hiện có hơn 60 nghìn tài liệu để bạn tìm

360 độ

Vật lý 360 độ là trang tin nhanh, trao đổi chuyên đề vật lý và các khoa học khác cũng như các nội dung liên quan đến dạy và học.
Hi vọng các bạn giúp chúng tôi bằng cách đăng kí làm CTV.
Liên hệ: banquantri@thuvienvatly.com