Đồng vị phổ biến nhất của hydro là proti , kí hiệu là H, với hạt nhân là 1 proton duy nhất và không có neutron . Trong khi hydro còn tồn tại một đồng vị bền là deuteri , kí hiệu là D, với hạt nhân chứa một proton và một neutron cùng một đồng vị phóng xạ là triti , kí hiệu là T, với hai neutron trong phân tử nhân.

Bạn đang xem: Các đồng vị của hiđrô là

Lịch sử

Lần đầu tiên được Henry Cavendish phát hiện tại như một chất đơn lẻ năm 1766 . Cavendish vô tình tìm ra nó khi triển khai các thí nghiệm với thủy ngân và các axít. Mặc dù ông đã sai trái khi cho rằng hiđrô là hợp chất của thủy ngân (và không hẳn của axít), dẫu vậy ông đã có thể diễn đạt rất các thuộc tính của hiđrô rất cẩn thận. Antoine Lavoisier đặt tên mang lại nguyên tố này và minh chứng nước được tạo thành từ hiđrô vàôxy. Một trong những ứng dụng trước tiên của nó là khinh khí cầu. Hiđrô thu được bằng cách cho axít sulfuric loãng chức năng với fe . Đơteri , một trong số đồng vị của hiđrô, đượcHarold C. Ureyphát hiện bằngcách bác cấtmột chủng loại nước những lần. Urey nhậngiải Nobelcho phát minh của bản thân mình năm1934. Trong thuộc năm đó, đồng vị lắp thêm ba, triti , đã có được phát hiện.

Thuộc tính


Ở ánh nắng mặt trời và áp suất tiêu chuẩn hydro là một trong khí lưỡng nguyên tử bao gồm công thức phân tử H 2, không màu, không mùi, dễ dàng bắt cháy, có ánh sáng sôi 20,27 K (-252,87°C) và nhiệt độ nóng rã 14,02 K (-259,14°C). Tinh thể hydro có kết cấu lục phương.

Hydro gồm hóa trị 1 và rất có thể phản ứng với phần lớn các nguyên tố hóa học khác.

Đồng vị


Hiđrô là nguyên tố duy nhất có các tên gọi khác biệt cho những đồng vị của nó. (Trong tiến trình đầu của nghiên cứu phóng xạ, các đồng vị phóng xạ nặng khác nhau cũng rất được đặt tên, mà lại các tên gọi này không được sử dụng, mặc dù một nguyên tố, radon , mang tên gọi nhưng nguyên thủy được dùng chỉ cho 1 đồng vị của nó). Những ký hiệu D và T (thay vị H 2và H 3) nhiều lúc được thực hiện để chỉ đơteri và triti, tuy nhiên điều này không được ưng thuận phê chuẩn. (Ký hiệu p đã được áp dụng cho phốtpho và không thể thực hiện để chỉ proti .)

- 1H: Đồng vị phổ cập nhất của hiđrô, đồng vị ổn định định này có hạt nhân chỉ chứa duy duy nhất một prôton; chính vì như thế trong mô tả (mặc cho dù ít) gọi là proti.

- 2H: Đồng vị ổn định mang tên là đơteri, với thêm 1 nơtron trong hạt nhân. Nó chiếm khoảng tầm 0,0184-0,0082% của toàn cục hiđrô ( IUPAC ); tỷ lệ của nó cho tới proti được xác định liên quan với nước tham chiếu tiêu chuẩn của VSMOW .


- 3H: Đồng vị phóng xạ tự nhiên có tên là triti. Phân tử nhân của nó gồm hai nơtron cùng một prôton. Nó phân tan theo phóng xạ bêta và chu kỳ luân hồi bán chảy là 12,32 năm.

- 4H: Hiđrô-4 được tổng vừa lòng khi phun phá triti bằng hạt nhân đơteri vận động cực nhanh. Nó phân rã tạo ra bức xạ nơtron cùng có chu kỳ bán chảy 9,93696x10 -23giây.

- 5H: Năm 2001 những nhà công nghệ phát chỉ ra hiđrô-5 bằng phương pháp bắn phá hiđrô bằng các ion nặng. Nó phân rã tạo nên bức xạ nơtron với có chu kỳ luân hồi bán chảy 8,01930x10 -23giây.

- 6H: Hiđrô-6 phân rã tạo ra ba phản xạ nơtron và có chu kỳ luân hồi bán tan 3,26500x10 -22giây.

- 7H: Năm 2003 hiđrô-7 vẫn được tạo ra tại phòng thí điểm RIKEN ở Nhật bạn dạng bằng giải pháp cho va va dòng các nguyên tử hêli-8 năng lượng cao với phương châm hiđrô lạnh cùng phát hiện tại ra các triton - phân tử nhân của nguyên tử triti - và các nơtron từ sự phá tan vỡ của hiđrô-7, như thể như phương thức sử dụng để chế tạo và phát hiện tại hiđrô-5.

Trạng thái thiên nhiên

Hiđrô là nguyên tố thịnh hành nhất vào vũ trụ, chiếm phần 75% các vật chất thông thường theo cân nặng và trên 90% theo số lượng nguyên tử. Yếu tố này được kiếm tìm thấy với 1 lượng mập mạp trong các ngôi sao và các hành tinh dịch khổng lồ. Mặc dù vậy, bên trên Trái Đất nó tất cả rất không nhiều trong khí quyển (1 ppm theo thể tích). Nguồn đa số của nó là nước, bao gồm hai phần hiđrô và 1 phần ôxy (H 2O). Các nguồn khác bao gồm phần lớn những chất hữu cơ (hiện tại là mọi dạng của khung hình sống), than, xăng hóa thạch cùng khí thoải mái và tự nhiên . Mêtan (CH 4) là một trong nguồn quan trọng của hiđrô. Dưới áp suất rất cao, chẳng hạn như tại trung tâm của những hành tinh khí đẩy đà (như sao Mộc), các phân tử hiđrô mất tính năng của nó cùng hiđrô biến hóa một kim loại (xem hiđrô kim loại ). Bên dưới áp suất cực thấp, như trongkhoảng không vũ trụ, hiđrô có xu hướng tồn tại dưới dạng những nguyên tử riêng biệt, dễ dàng vì không có cách nào để chúng links với nhau; các đám mây H 2tạo thành với được link trong quy trình hình thành những ngôi sao.

Hydro đóng vai trò sống còn trong việc hỗ trợ năng lượng trong vũ trụ trải qua các phản bội ứng prôton-prôton với chu trìnhcacbon - nitơ. (Đó là cácphản ứng nhiệt độ hạchgiải phóng năng lượng lớn lao thông qua việc tổ hợp hai nguyên tử hiđrô thành một nguyên tửhêli.)

Hợp chất

Hydro là hợp hóa học nhẹ tuyệt nhất trong phần nhiều chất khí, hiđrô liên kết với phần lớn các nguyên tố khác để tạo nên hợp chất. Nó tất cả độ điện âm 2,2 vì vậy nó tạo nên hợp chất ở gần như chỗ nhưng mà nó là nguyên tố mang tính phi kim loại nhiều hơn (1) cũng như khi nó là nguyên tố mang tính kim loại nhiều hơn nữa (2). Các chất loại trước tiên gọi là hiđrua , trong những số ấy hiđrô hay những tồn tại bên dưới dạng ion H -hay chỉ nên hòa tan trong các nguyên tố khác (chẳng hạn như hiđrua palađi ). Các chất các loại thứ nhì có xu thế cộng hóa trị, lúc đó ion H +là một hạt nhân trần cùng có xu thế rất dạn dĩ để hút những điện tử vào nó. Những dạng này là những axít. Chính vì như vậy thậm chí trong số dung dịch axít tín đồ ta hoàn toàn có thể tìm thấy các ion như hiđrôni (H 3O +) tương tự như prôton.

Hiđrô kết hợp với ôxy tạo thành nước, H 2O cùng giải phóng ra năng lượng, nó rất có thể nổ lúc cháy trong không khí. Ôxít đơteri, tuyệt D 2O, thường thì được kể đến như nước nặng . Hiđrô cũng sinh sản ra nhiều phần các hợp hóa học với cacbon. Vày sự liên quan của các chất này với các mô hình sự sống nên bạn ta gọi những hợp hóa học này là những chất hữu cơ , việc phân tích các thuộc tính của những chất này nằm trong về hóa cơ học .

Điều chế, sản xuất

Trong chống thí nghiệm, hiđrô được điều chế bởi phản ứng của axít với kim loại , như kẽm chẳng hạn. Để thêm vào công nghiệp có mức giá trị thương mại nó được điều chế từ khí thiên nhiên . Điện phân nước là biện pháp dễ dàng nhưng không kinh tế để sản xuất một loạt hiđrô. Những nhà khoa học đang phân tích để tìm thấy những cách thức điều chế bắt đầu như áp dụng tảo lục hay việc chuyển hóa các dẫn xuất sinh học như glucôda hay sorbitol ở nhiệt độ thấp bằng các chất xúc tác mới.

Hiđrô có thể điều chế theo rất nhiều cách thức khác nhau: tương đối nước qua than ( cacbon ) lạnh đỏ, phân diệt hiđrôcacbon bởi nhiệt, bội phản ứng của những bazơ bạo dạn (kiềm) trong dung dịch với nhôm , điện phân nước xuất xắc khử từ bỏ axít loãng cùng với một sắt kẽm kim loại (có tài năng đẩy hiđrô trường đoản cú axít) làm sao đó.

Việc sản xuất thương mại của hiđrô thông thường là từ khí tự nhiên được xử lý bởi hơi nước nóng. Ở nhiệt độ cao (700-1.100°C), khá nước tác dụng với mêtan để hình thành mônôxít cacbon với hiđrô.

Xem thêm: Nguyên Hàm Nâng Cao - Bảng Nguyên Hàm Các Hàm Số Thường Gặp (Đầy Đủ)

CH 4+ H 2O → co + 3 H 2

Điện phân dung dịch gồm màng ngăn:

2NaCl + 2H 2O → 2NaOH + H 2+ Cl 2

Điện phân nước:

2H 2O → 2H 2+ O 2

Lượng hiđrô bổ sung cập nhật có thể nhận được từ mônôxít cacbon thông qua phản ứng nước-khí sau:

CO + H 2O → co 2+ H 2

Cảnh báo

Hiđrô là một trong những chất khí dễ dàng bắt cháy, nó cháy khi tỷ lệ chỉ tất cả 4%. Nó gồm phản ứng cực bạo phổi với clo với flo , tạo nên thành những axít hiđrôhalic có thể gây tổn thương mang lại phổi cùng các phần tử khác của cơ thể. Khi trộn cùng với ôxy, hiđrô nổ lúc bắt lửa.