He
1H1.008
Wikimedia Commons
Уявіть елемент, з якого побудовано майже весь Всесвіт. Це водень — найлегший і найпростіший атом. У нього лише один протон і один електрон. Нічого зайвого. Але саме з цієї простоти народилося все складне — від зірок до молекул ДНК.
Саме з водню складаються зірки. Наше Сонце — гігантський реактор, де водень перетворюється на гелій і виділяє колосальну енергію. Завдяки цьому процесу (термоядерному синтезу) на Землі є світло й тепло. А ще водень — це основа води. Кожна молекула H₂O містить два атоми водню. Без нього на планеті не було б ні океанів, ні річок, ні життя.
У чистому вигляді водень — безбарвний газ без запаху й смаку. На нашій планеті він майже не трапляється вільно: надто легкий — просто «тікає» у космос. Зате входить до складу води (H₂O), природного газу (CH₄) та всіх живих організмів. Кожна молекула білка, жиру чи ДНК містить водень. Без нього не існувало б ні води, ні життя.
Сьогодні водень називають паливом майбутнього. При згорянні він виділяє лише воду — жодних шкідливих викидів. Тому інженери вже створюють водневі автомобілі, автобуси й електростанції. А в Японії та Південній Кореї водневий транспорт — уже реальність.
1
Атомний номер
1.008u
Атомна маса
1s1
e-конфігурація
2.20
Електронег.
воденьщо таке воденьвластивості воднюде використовується воденьводень елементH₂
Властивості
Фізичні властивості
14 K
-259°C
Температура плавлення
20 K
-253°C
Температура кипіння
0.00
g/cm³
Густина
2.20
Pauling
Електронегативність
Атомна структура
Група
1
Період
1
Блок
S
Електронна конфігурація
1s1
Окисні стани
-1+1
Модель Бора
K=1
Додаткові властивості
Структура
Кристалічна структура
гексагональна (при низьких T)
Магнітне впорядкування
діамагнітний
Фізичні властивості
Теплопровідність
0.1805W/(m·K)
Швидкість звуку
1310m/s
Питома теплоємність
14.304J/(g·K)
Теплота плавлення
0.117kJ/mol
Теплота випаровування
0.904kJ/mol
Спорідненість до електрона
72.8kJ/mol
Молярний об'єм
11.42cm³/mol
Атомні властивості
Атомний радіус
53pm
Ковалентний радіус
31pm
Радіус Ван-дер-Ваальса
120pm
Перша енергія іонізації
1312kJ/mol
Поширеність
Поширеність на Землі
0.14%
Поширеність у Всесвіті
75%
Поширеність в океані
10.8%
У тілі людини
10%
Загальні
Атомний номер1
Атомна маса1.0080u
Група1
Період1
БлокS
Стандартний станГаз
Фізичні властивості
Густина0.00008988g/cm³
Температура плавлення13.99 K (-259°C)
Температура кипіння20.27 K (-253°C)
Швидкість звуку1310m/s
Молярний об'єм11.42cm³/mol
Термічні властивості
Теплопровідність0.1805W/(m·K)
Питома теплоємність14.304J/(g·K)
Теплота плавлення0.117kJ/mol
Теплота випаровування0.904kJ/mol
Атомні властивості
Електронна конфігурація1s1
Окисні стани-1, +1
Електронегативність2.20Pauling
Атомний радіус53pm
Ковалентний радіус31pm
Радіус Ван-дер-Ваальса120pm
Електромагнітні
Перша енергія іонізації1312kJ/mol
Спорідненість до електрона72.8kJ/mol
Кристалічна структурагексагональна (при низьких T)
Магнітне впорядкуваннядіамагнітний
Поширеність
Поширеність на Землі0.14%
Поширеність у Всесвіті75%
Поширеність в океані10.8%
У тілі людини10%
Цифри та порівняння
×14
легший за повітря
Водень — найлегша речовина у Всесвіті. Він навіть удвічі легший за гелій
142 МДж/кг
енергія згоряння
Утричі більше, ніж у бензину. Тому водень — ідеальне ракетне паливо
1 310 м/с
швидкість звуку
Звук у водні поширюється вчетверо швидше, ніж у повітрі (343 м/с)
75%
Всесвіту
Три чверті всієї видимої матерії — це водень. Решта — переважно гелій
Застосування
🌱
Добрива: з водню виробляють аміак — основу більшості добрив, які годують мільярди людей
💧
Нафтопереробка: водень очищує бензин і дизель від сірки, роблячи паливо чистішим
🍽️
Харчова промисловість: олії насичують воднем і отримують маргарин та спреди
⚙️
Металургія: воднем відновлюють метали з руд — без нього не було б сталі
📱
Електроніка: надчистий водень потрібен для виробництва мікрочипів і напівпровідників
🚗
Транспорт: водневі автобуси вже курсують у Лондоні, Токіо та інших містах
⚡
Енергетика: паливні елементи перетворюють водень на електрику без горіння
🚀
Космос: рідкий водень — головне паливо ракет NASA, SpaceX та Ariane
Де знайти в побуті
Питна вода
Кожна молекула води — це два атоми водню і один кисню. Водень буквально в кожному ковтку
Їжа
Білки, жири, вуглеводи — все це органічні молекули, і в кожній є водень
Кухонна плита
Природний газ — це метан (CH₄). Коли він горить, водень у його складі з'єднується з киснем
Маргарин і спреди
Рослинні олії насичують воднем — так рідка олія стає твердим маргарином
Автомобілі майбутнього
Toyota Mirai, Hyundai Nexo та інші вже їздять на водні. Замість вихлопу — крапля води
Безпека та попередження
Водень легко займається і може вибухнути. Суміш водню з повітрям (від 4% до 75% H₂) здатна детонувати від найменшої іскри. Сам по собі водень не отруйний, але в закритому приміщенні витісняє кисень — і людина може задихнутися, навіть не помітивши. Ще одна підступність: водневе полум'я прозоре, його практично не видно. Тому при роботі з воднем обов'язкові вентиляція, датчики витоку та повна відсутність відкритого вогню.
Небезпечно
Цікаві факти
Сонце щосекунди спалює 600 мільйонів тонн водню. Ця енергія долає 150 мільйонів кілометрів і зігріває Землю.
Ракети NASA літають на рідкому водні. Він має найвищу енергію на кілограм серед усіх палив.
Водень у 14 разів легший за повітря. Літр цього газу важить лише 0,09 грама — менше за пір'їнку.
Полум'я водню майже невидиме вдень. Водневу пожежу можна не помітити — і це робить її особливо небезпечною.
Водень — найстаріший елемент у Всесвіті. Він з'явився через кілька хвилин після Великого вибуху, задовго до зірок і планет.
Водневий автомобіль заправляється за 5 хвилин і проїжджає до 600 км. Єдиний «вихлоп» — чиста вода.
Часті запитання
Наступний
He
→HeEscТаблиця