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수소의 물리적 특성


수소는 우주에서 가장 간단한 물질입니다. 이것은 주기율표의 첫 번째 요소입니다. 또한 알칼리 금속 및 할로겐과 공통된 특성이 있습니다. 최근의 연구 및 테스트에서 과학자들은 금속 상태에서 수소를 발견했습니다. 다른 알칼리 금속과 마찬가지로, 원자가 쉘에 하나의 전자가 있고 1가 이온 H+를 생성하지만, 이온화 ​​에너지는 할로겐의 에너지와 유사합니다. 핵에서, 수소는 하나의 양으로 하전 된 양성자, 하나의 음으로 하전 된 전자 및 0, 하나 또는 두 개의 중성자를 갖는다. 동위 원소는 각각 다른 수의 중성자를 갖는 동일한 요소의 다른 변이체이다. 수소 이온의 질량은 존재하는 중성자의 양에 의해 결정됩니다.

우주에서 수소의 존재

우주에서 가장 흔한 요소는 수소입니다. 그 이름은 그리스어 용어 Hydro에서 파생되었으며, 이는 물과 유전자를 의미합니다. 분자 상태에서, 그것은 dihydrogen으로 발견됩니다. 지구 총 질량의 70 %를 차지하는 태양계의 가장 중요한 구성 요소입니다. 수소는 목성과 토성과 같은 대형 행성의 대부분을 구성합니다. 지각과 바다가 합병되면 지구 표면의 15.4 %를 차지합니다.

수소의 물리적 특성

수소는 핵에 1 개의 양성자를 가지므로 수소는 가장 가벼운 화학 요소입니다. 원자 번호는 1이고 기호는 H입니다. 가장 가벼운 요소이며 평균 원자 중량은 1.0079 amu입니다. 우주에서 가장 널리 퍼진 화학 요소는 수소로, 별과 가스 행성의 궤도에서 풍부하게 발견됩니다. 반면에, 모나상 수소는 대부분의 요소와 공유 연결을 형성하기위한 성향으로 인해 지구상에서 드문 일입니다. 수소는 맛이없고, 비금속, 비 독성, 무취, 고도로 가연성 및 무색 규조학 가스입니다.

수소는 하나의 전자와 양성자를 갖는다; 가장 일반적인 동위 원소 인 Protium (1H)은 중성자가 없습니다. 수소의 융점은 -259.14 ° C이고 끓는점은 -252.87 ° C입니다. 수소는 공기보다 밀도가 낮으며 밀도는 0.08988 g/L입니다. 그것은 두 개의 독특한 산화 상태 (+1, -1)를 가지므로 산화제 및 환원제로서 기능 할 수 있습니다. 31.5 pm 공유 반경이 있습니다.

수소는 핵의 상대 스핀이 다른 수소 규조 분자의 상이한 스핀 이성질체에 존재한다. 오르토 하이드로겐 형태의 스핀은 평행하고, 파라 하이드로 겐 형태의 스핀은 반년 기적입니다. 수소 가스는 표준 온도 및 압력에서 75%의 오르토 유수성 및 25% 파라 하이드로겐입니다. 수소는 응축 된 기체 수소, 액체 수소, 슬러시 수소 (액체 및 고체의 혼합물), 고체 및 금속 형태를 포함하여 다양한 형태로 제공됩니다.

수소의 화학 구조

수소의 핵에는 하나의 양전하 전하 양성자, 하나의 음으로 하전 된 전자 및 0, 하나 또는 두 개의 중성자가 있습니다. 동위 원소는 중성자 수가 다른 동일한 화학 물질의 다른 형태입니다. 핵의 중성자 수는 수소 원자의 질량에 영향을 미칩니다. 수소 동위 원소와 수소 동 만화를 구별하는 것이 중요합니다.

동종 요소는 동일한 요소의 다른 변형입니다. 동위 원소는 동일한 유형의 원자가 결합 될 수있는 수많은 방법을 설명한다는 점에서 동위 원소와 다릅니다. 원자 결합의 수 및 이들 결합의 배열은 동종 트로프의 분자 형태 및 결과적으로 분자의 특징을 결정한다. 수소는 분자 수준에서 두 가지 이성질체 형태로 존재합니다.

수소의 다양한 용도는 무엇입니까?

  • 소중한 화학 물질 인 클로라이드 수소를 생산하려면 수소가 필요합니다.
  • 그것은 야금 과정에서 강한 금속 산화물을 금속으로 변환하는 데 사용됩니다.
  • 용접 및 절단은 원자 수소와 옥시 하이드로 겐 토치로 수행됩니다. 용접 될 표면에 놓을 수 있도록 수소의 파괴는 4000K의 고온에서 원자 수소 원자를 생성합니다.
  • 우주 연구에서 로켓 연료로 사용됩니다.
  • 수소는 암모니아를 만들고 질산과 질소 기반 비료를 만드는 데 사용됩니다.
  • 면씨, 콩 콩 등과 같은 식물성 오일의 수소화는 Dihydrogen을 생성하여 Vanaspati 지방을 생산하는 데 사용됩니다.
  • 메탄올을 포함한 많은 유기 화합물을 만드는 데 사용됩니다. 코발트 촉매의 존재에서, Co (g)는 메탄올을 생산하기 위해 2H2 (g)와 반응합니다.
  • 그것은 주로 금속 히드 라이드 생산에 사용됩니다.
  • 수소는 전기를 생성하기 위해 연료 전지에 사용됩니다. 이러한 종류의 에너지는 전통적인 화석 연료 및 기타 에너지 원에 비해 몇 가지 장점을 제공합니다. 위험한 요소를 환경으로 풀어서 공기를 오염시키지 않습니다. 휘발유 및 기타 연료에 비해 단위의 연료량 당 더 많은 에너지를 생산합니다.

결론

수소는 원자가 쉘에 단일 전자 만있는 가장 가벼운 원자입니다. 이 전자가 손실되면, 기본 입자 인 양성자가 생성된다. 결과적으로 뚜렷한 구성이 있습니다. 중수소, 삼중 수소 및 양성자의 세 가지 동위 원소로 구성됩니다. 삼중 수소는이 세 가지 중에서 가장 방사능입니다. 할로겐 및 알칼리 금속과 유사하지만, 뚜렷한 특징으로 인해 주기적 테이블에 자체 자리가 있습니다. 우주에서 가장 널리 퍼진 요소는 수소입니다. 지구 대기의 자유 상태에는 거의 존재하지 않습니다. 그럼에도 불구하고, 그것은 결합 될 때 지구 표면에서 세 번째로 널리 퍼진 요소입니다. 석유 화학 물질의 물 가스 이동 반응은 산업 규모로 수소를 생산하는 데 사용됩니다.





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용융점 (k)

13.96

밀도 (g/l)

0.09

이온 반경 (PM)

208

맛이없는

냄새

무취

색상

무색

상대 원자 질량 (g/mol)

1.008

끓는점 (k)

20.39