Фото молекула водорода: диаметр, формула, строение. Чему равна масса молекулы водорода?

диаметр, формула, строение. Чему равна масса молекулы водорода?

В периодической таблице Менделеева под номером 1 расположен самый часто встречающийся элемент во Вселенной — водород. Его распространение, в процентном соотношении, приближается к 75%. Самое низкое его содержание отмечено в слоях атмосферы – 0,0001%. В коре Земли содержится 1% газа по массе. Наибольшее его количество отмечается в воде: 12%. На нашей планете это третий по распространению химический элемент.

Описание элемента

Молекула водорода, формула которого Н-Н или Н2, наделена физическими и химическими свойствами.

Водород является газом, который не наделен ни цветом, ни запахом. Расположение водорода в таблице на 1 месте обусловлено тем, что в различных условиях этот элемент может проявлять себя как металл или как газ. На его внешней орбитали расположен 1 электрон, который водород может отдавать (металлические свойства) или же принимать еще один (качества газа).

Диаметр водородной молекулы равняется 27 нм.

Диаметр атома водорода равен 1А, радиус – 0, 41 А.

Свойства

К физическим относятся следующие:

  1. Температура кипения – 256оС.
  2. Температура плавления -259,2оС.
  3. Масса по воздуху (D) — 0,069.
  4. Водород плохо растворим в воде.

Химические свойства таковы:

  1. Неполярная связь между частицами молекулы обладает энергией в 436 кДж/моль.
  2. Температура тепловой диссоциации равна 2000оС.
  3. Реагирует с:
  • галогенами;
  • кислородом;
  • серой;
  • азотом;
  • оксидом азота;
  • активными металлами.

В условиях природы, водород встречается как в естественном виде, так и в форме изотопов: протий, дейтерий и тритий.

Строение молекулы

Молекула элемента имеет простое строение. Состав молекулы водорода представлен двумя атомами, которые, сближаясь, образуют ковалентную неполярную связь, а также одну электронную пару. Строение одного атома представляет: 1 положительно заряженное ядро, вокруг которого передвигается 1 отрицательно заряженный электрон. Этот электрон располагается на 1s орбитали.

Н — 1е = Н+ этот ион водорода является положительным.

Это выражение указывает на то, что водород обладает схожими параметрами с элементами 1 группы в периодической системе, которые являются щелочными металлами (литий, натрий, калий), отдающими свой единственный электрон на внешней орбитали.

Н + 1е = Н– ион водорода отрицательный.

Это уравнение показывает, что водород является родственным с аналогичными элементами из 7-й группы, которые являются газом и способны принимать недостающие электроны на свой внешний электронный уровень. К таким газам относятся: фтор, хлор, бром и т. д.

Состав молекулы водорода графически представлена далее.

Расстояние между водородными атомами r=0,74 А, в то время, как сумма орбитальных радиусов составляет 1,06 А. Это влияет на глубину перекрывания электронных облаков и на прочную, устойчивую водородную связь.

Атом водорода является самым элементарным атомом в природе. Размер атомного протона равен 10,5 А, а диаметр одного атома равен 0,1 нм.

Молекулы изотопов имеют особое строение. Атомное ядро протия состоит из одного лишь протона. Обозначается изотоп: 1Н.

Ядерное строение выглядит как комплекс из протона и нейтрона (2Н).

3Н — тритий — в своем атомном строении наделен ядром с 1 протоном и двумя нейтронами.

Масса

В науке существуют формулы, вычисляющие, чему равна масса молекулы водорода. По отношению к элементу, определяют молекулярную и атомную массы.

Молярная масса молекулы водорода вычисляется по общей формуле:

M = m / n, где m — это масса вещества, n — его количество.

Масса атома равна 1,008 а.е.м. Следовательно, относительная масса молекулы будет также равна 1,008. Поскольку молекула водорода состоит из двух атомов, то относительный атомный вес равен 2,016 а. е. м. Масса молекулы водорода выражается в граммах на моль (г/моль).

Значение в природе

Наиболее значимым в природе веществом, которое образует водород в комплексе с кислородом, является вода. Вода – источник жизни, поэтому водород – это жизненно необходимый элемент.

Из 100% всех химических элементов, которые составляют организменную среду, 1/10 часть, или 10%, приходится на водород. Помимо воды, он способен поддерживать четвертичную белковую структуру, что является возможным, благодаря водородной связи.

Принцип комплементарности нуклеиновых кислот также происходит с действием водородной молекулы. В растительной клетке Н принимает участие в процессе фотосинтеза, биосинтеза, в переносе энергии по мембранным каналам.

Применение

В химической промышленности водород достаточно широко применим. Его добавляют при изготовлении пластмассовых изделий, в мыловарении, а также при аммиачном и ментоловом производстве.

Пищевая промышленность: при выработке продуктов питания, водород добавляют в качестве пищевой добавки Е949. Такой компонент можно увидеть на упаковке маргарина, растительных масел. Добавка Е949 разрешена пищевой промышленностью РФ.

Водород некогда был задействован и в промышленности воздухоплавания, поскольку вещество легче воздуха. Так, в 30-е годы прошлого века этим вида газа наполняли воздушные шары и дирижабли. Несмотря на его дешевизну и удобство использования, водород вскоре прекратили использовать в качестве наполнителя, поскольку участились случаи взрывов летательных аппаратов.

В наши дни газ применяют, как топливо, используемое в космической промышленности. Однако рассматриваются методы применения его для работы двигателей легковых и грузовых автомобилей, поскольку элемент при сгорании не выделяет в атмосферу вредных примесей, а, значит, является экологически чистым.

Неотъемлемым компонентом изотопы водорода выступают в составе многих медикаментозных средств. Дейтерий применяют в фармакологических исследованиях, для определения поведения и воздействия лекарственного препарата в организме. Тритий используется в радиодиагностике, как элемент, определяющий биохимические реакции метаболизма ферментов. Водород входит в состав перекиси, которая является дезинфицирующим средством.

Квантовый микроскоп на основе водорода визуализирует мельчайшие изменения в атомах

Наука
23 апреля 2022

Далее

Александр
Шереметьев

новостной редактор

Александр
Шереметьев

новостной редактор

Физики использовали молекулы водорода в качестве квантового датчика в сканирующем туннельном микроскопе. Новый метод позволяет изучать атомарные структуры со сверхвысоким временным и пространственным разрешением. Исследование опубликовано в Science.

Читайте «Хайтек» в

Физики из Калифорнийского университета в Ирвине поместили два связанных атома водорода между серебряным зондом сканирующего туннельного микроскопа (СТМ) и исследуемым образцом, состоящим из плоской медной поверхности с небольшими островками нитрида меди. Импульсами лазера длительностью триллионные доли секунды при криогенных температурах в сверхвысоком вакууме прибора ученые смогли возбудить молекулу водорода и зафиксировать изменения в ее квантовых состояниях. Это позволило СТМ сформировать «неподвижные» снимки образца в атомарном масштабе.

Исследователи отмечают, что молекула водорода является примером двухуровневой системы. Ее ориентация смещается между двумя положениями: вверх и вниз и слегка наклонена по горизонтали. С помощью лазерного импульса ученые заставляют систему циклически переходить из основного состояния в возбужденное, что приводит к суперпозиции двух состояний. Продолжительность циклических колебаний исчезающе мала — всего несколько десятков пикосекунд. Измеряя это «время декогеренции» и циклические периоды, ученые смогли увидеть, как молекула водорода взаимодействует с окружающей средой.

Источник: University of California, Irvine

Пространство между зондом СТМ и образцом составляет всего 0,6 нм. Микроскоп, собранный авторами работы, обнаруживает мельчайшие электрические токи, протекающих в этом пространстве, получает спектроскопические показания, подтверждающие присутствие молекулы водорода и элементов образца. 

«Молекула водорода стала частью квантового микроскопа в том смысле, что везде, где микроскоп сканировал, водород находился между иглой и образцом, — говорит Уилсон Хо, руководитель исследования. — Это чрезвычайно чувствительный зонд, позволяющий нам видеть отклонения до 0,1 ангстрема. При таком разрешении мы видели, как меняется распределение заряда на образце».

Высокая детализация, основанная на квантовой когерентности водорода, как считают физики, может быть очень полезной в научных исследованиях и при разработке катализаторов, функционирование которых часто зависит от дефектов поверхности в масштабе отдельных атомов.

Читать далее:

За ней охотились столетиями: что нам известно о планете Вулкан рядом с Солнцем

Астрономы нашли планету недалеко от Земли: у нее очень странная орбита

Физики придумали, как спроектировать и напечатать самый вкусный шоколад в мире

Читать ещё

Молекула водорода — Bilder und Stockfotos

13.223Bilder

  • Bilder
  • FOTOS
  • GRAFIKEN
  • VEKTOREN
  • VIESOS

DUCHSTERENERN 13.233333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333н

. Oder starten Sie eine neuesuche, um noch mehr Stock-Photografie und Bilder zu entdecken.

wasserstoffmoleküle — 3D-иллюстрация — молекула водорода стоковые фотографии и изображения

Wasserstoffmoleküle — 3D-иллюстрация

Viele Molekulare auf Blauem Hintergrund-молекула водорода. — Молекула водорода стоковые фотографии и изображения

3D-модель молекул h3-Wasserstoff

Модель фон Wasserstoffmolekülen, умирает вор синий Hintergrund schweben — h3 wissenschaftliches Element

Wasserstoffmolekül или атом — молекула водорода стоковые фотографии и изображения

Wasserstoffmolekül или Atom

абстрактная наномолекулярная структура. Wasser 3d kugeln — молекула водорода стоковые фотографии и фотографии

Abstrakte Nanomolekülstruktur. Wasser 3D Kugeln

Нанотехнологии и абстрактные графические структуры

wasserstoff-h3-molekülmodell, energie-wasser-brennstoffzelle, 3d-иллюстрация — молекулы водорода стоковые фотографии и изображения

Wasserstoff-h3-Molekzlrenzldenstoffer, Energie-Wassoffer0003 3D Moleküle des Wassers konzept Hintergrund — молекула водорода стоковые фотографии и фотографии

3D Moleküle des Wassers Konzept Hintergrund

3D-рендеринг-иллюстрация молекулярной структуры. Wissenschaftskonzept

H3 wasserstoffmolekül — молекула водорода Сток -Фотос Und Bilder

H3 wasserstoffmolekül

Инновации в Der medizin Abstrakte molekulare struktur — Молекула водорода. картинка

h3 Nationale Wasserstoffstrategie

3D-модель молекулы водорода h3-wasserstoff — стоковые фотографии и изображения молекул водорода

3D-модели молекул водорода h3-Wasserstoff

h3 газовый насос blase — молекулы водорода стоковые фотографии и изображения

Bl3-08 Gaspump0e Gaspumpensymbol in der Base. 3D-иллюстрация.

молекула воды. структура. 3D-рендеринг — молекула водорода стоковые фотографии и изображения

Molekül des Wassers. Структура. 3D-рендеринг

абстрактных наномолекулярных структур. Wasser 3d kugeln — стоковые фото и изображения молекулы водорода

Абстрактная наномолекулярная структура. Wasser 3d Kugeln

h3o wasser-molekül-modell und chemische formel — молекулы водорода стоковые графики, -клипарты, -мультфильмы и -symbole

h3O Wasser-Molekül-Modell и химические формы

h3O. Wassermolekülmodell, chemische Formel, Ball-and-Stick-Modell, Geometrische Struktur und Strukturformel. Polare anorganische Verbindung, geschmacks- und geruchlose Flüssigkeit. Иллюстрация über Weiß. Вектор.

wasserstofftank, sonnenkolktor und windmühlen auf blauem himmelshintergrund. nachhaltiges und ökologisches energiekonzept. 3d-иллюстрация. — Молекула водорода стоковые фотографии и изображения

Wasserstofftank, Sonnenkollektor und Windmühlen auf blauem…

blau abstract konzept erneuerbare energien und klimawandel partikelbannerhintergrund — молекула водорода стоковые фотографии и изображения

Blau Abstract Konzept Erneuerbare Energien und Klimawandel…

wasserstoff Молекула фото и изображения

Wasserstoff Sulfid Molekül 3D Render Grau Hintergrund

3D-Rendering Eines Schwefelwasserstoff-h3S-Molekül-Ball-and-Stick-Modells vor Grauem Hintergrund. Ван-дер-Ваальс-Радиус: Вассерстофф 23 часа, Швефель (гель) 180 часов. Бондвинкель: 92,2 Град. Sehr hohe Auflösung verfügbar!

grünes wasserstoffmolekül-zeichen. editierbare vektorillustration — молекула водорода, графика, клипарт, мультфильмы и символы

Grünes Wasserstoffmolekül-Zeichen. Editierbare Vektorillustration

h3 wasserstoffmolekül — hydrogen molecule stock-fotos und bilder

h3 Wasserstoffmolekül

3d-render: abstrakte wasserstoffmoleküle h3 vor blauem, vignettenhintergrund hintergrund — hydrogen molecule stock-fotos und bilder

3D-Render: Abstrakte Wasserstoffmoleküle h3 vor blauem,..

Abstrakte nanomolekulare struktur — молекула водорода Сток -фотос Und Bilder

Abstrakte nanomolekulare Struktur

H3 Wasserstoff Molekül Gaspumpe — Молекула водорода. стоковые фотографии и изображения

3D-рендеринг: абстрактные молекулярные молекулы h3 синего,…

абстрактные наномолекулярные структуры — молекулы водорода стоковые фотографии и изображения

Abstrakte nanomolekulare Struktur

Molekulare Struktur Digitales Konzept

wissenschaft-konzept. метан или молекула аммиака. 3D аббилдунг gerendert. — фото и фотографии молекулы водорода

Wissenschaft-Konzept. Метан или Аммониак Moleküle. 3D…

Transparentes Wasser H3O Moleküle im Wasser schwimmende — молекула водорода стоковые фотографии и изображения

Transparentes Wasser h3O Moleküle im Wasser schwimmende

modell des moleküls wasserstoff h3 wissenschaftliches element — водородные молекулы стоковые фотографии и изображения

Modell des Moleküls Wasserstoff h3 wissenschaftliches Element

abstrakte nanomolekülstruktur. Wasser 3d kugeln — молекула водорода стоковые фотографии и фотографии

Abstrakte Nanomolekülstruktur. Wasser 3D Kugeln

3D химическая форма от Вассера. h3o-wassermolekül auf blauem, sauberemhintergrund. naturwissenschaften, chemie, biologie, bildungskonzept. — Молекула водорода стоковые фотографии и фотографии

3D химическая форма фон Вассер. h3O-Wassermolekül auf blauem,…

wasser-molekül — молекула водорода, графика, клипарт, мультфильмы и символ

Wasser-Molekül

Die Illustration von Bio-Infografiken Hintergrund mit Wassermolekül в прозрачном стиле. Konzept Ökologie, Biologie und Biochemie. Фоллиг Векторбилд.

Wasserstoff-Periodensystem Wissenschaft Inhalt Titel Design Illustration auf abstract blau grün verlaufsringe Website Banner Hintergrund — молекула водорода Stock-fotos und Bilder

Wasserstoff-Periodensystem Wissenschaft Inhalt Titel Design… — Молекула водорода стоковые фотографии и изображения

3D-рендеринг молекулярной структуры, Ozon, Wasserstoff и…

3D-рендеринг молекулярной структуры, Ozon, Wasserstoff и Sauerstoff, селективный фокус.

Abstrakte nanomolekülstruktur-Молекула водорода Сток-Фотос Und Bilder

Abstrakte nanomolekülstruktur

Molekulare struktur Digitales Konzept

3d-render: abstrakte vorserstoffmolekule h3, die buchstaben «h3-render: abslakte vorestoffmolekül Визуализация: Abstrakte Wasserstoffmoleküle h3, die die Buchstaben «H 9″0003 grünes wasserstoffproduktionssymbol. editierbare vektorillustration — молекула водорода, графика, клипарт, мультфильмы и символы

Grünes Wasserstoffproduktionssymbol. Editierbare…

h3 wasserstoffmoleküle symbol — hydrogen molecule stock-fotos und bilder

h3 Wasserstoffmoleküle Symbol

abstraktes nano-molekularstrukturkonzept — hydrogen molecule stock-fotos und bilder

Abstraktes Nano-Molekularstrukturkonzept

molekulare struktur, wissenschaft oder medizinischer hintergrund — hydrogen molecule stock -фотографии и изображения

Molekulare Struktur, Wissenschaft oder medizinischer Hintergrund

Molekulare Struktur, Wissenschaft oder medizinischer Hintergrund. 3D-иллюстрация

набор реалистичных молекулярных частиц, прозрачная молекулярная модель набора — молекула водорода стоковая графика, -клипарт, -мультфильмы и -символ

набор реалистичных молекулярных частиц, прозрачная… . — Молекула водорода стоковые фотографии и изображения

Molekül Wasserstoff, neue grüne Energie Wasser Brennstoffzelle…

абстрактная наномолекулярная структура. h3 wasserstoff — молекула водорода фото и фотографии

Абстрактные наномолекулярные структуры. h3 Wasserstoff

wasserstoff-kraftstoff auto ladestation weiß farbe visuelle konzept design. 3D иллюстрация — молекула водорода стоковые фотографии и изображения

Wasserstoff-Kraftstoff Auto Ladestation weiß Farbe visuelle…

h3-wasserstoffsymbol является мощным взрывом энергии. grünes wasserstoff-energiekonzept. — молекула водорода сток-график, -клипарт, -мультфильмы и -символ

h3-Wasserstoffsymbol über einer Explosion von Energie. Grünes…

h3-Wasserstoffsymbol über einem Energiestoß. Grünes Wasserstoff-Energiekonzept

молекулярная структура озона с прозрачным и голубым покрытием. — фото и фото молекулы водорода

Молекулярная структура озона с прозрачным и синим…

Химическая модель Молекула, содержащая воду, формирующая химический элемент. интегрировать естественные анорганические 3D-молекулярные структуры с лучшей стороны. zwei wasserstoff- und sauerstoffvolumen-atomvektorkugeln — молекула водорода сток-график, -клипарт, -мультфильмы и -символ

Chemie Modell Molekül Wasser h3O wissenschaftliche Element Formel.

Полный формат макроскопического изображения под водой — фото и изображения молекулы водорода Studioaufnahme von Transparenten, Sprudelnden Blauen Gasblasen, Die in macroskopischer Ansicht schweben, mit unscharfem Bokeh-Unschärfe.

energie des molekül oder atom — молекула водорода фото и изображения

Energie des Molekül oder atom

abstraktes konzept von wasser (h3o) molekülen. дрейдимерная иллюстрация. — фото и фотографии молекулы водорода

Abstraktes Konzept von Wasser (h3o) Molekülen.

h3 wasserstoffmolekül — молекула водорода стоковые фотографии и изображения

h3 Wasserstoffmolekül

абстрактный фон с молекулой из wasser. — молекула водорода стоковые фотографии и изображения

Abstrakt Hintergrund mit Molekülen von Wasser.

Abstrakter Hintergrund mit einem Wassermolekül. Иллюстрация с DOF-эффектом.

wissenschaft-hintergrund mit molekül oder atom — молекула водорода стоковые фотографии и изображения

Wissenschaft-Hintergrund mit Molekül oder atom

abstrakte satom-oder molekülstrukturconstruktion, атом oder molekül aus glasmaterial. 3D-рендеринг. — Молекула водорода стоковые фотографии и изображения

Абстрактные молекулярные структуры атомов, атомные модели…

Абстрактные наномолекулярные структуры. h3 wasserstoff — молекула водорода фото и фотографии

Абстрактные наномолекулярные структуры. h3 Вассерштофф

Нанотехнологии и абстрактные графические структуры

einfache chemie-formel und molekül-linie-symbol. символ и zeichen вектор-иллюстрация-дизайн. isoliert auf weißemhintergrund — молекула водорода — графика, -клипарт, -мультфильмы и -символ

Einfache Chemie-Formel und Molekül-Line-Symbol. Символ и…

3D-изображение синего и яркого цвета. wasserstoffmoleküle modellieren für ökologische kraftstoffe oder moderne lösungsindustrie. визуализация синей энергии. — Молекула водорода стоковые фотографии и изображения

3D-иллюстрация синего и прозрачного цветов….

Химическая модель молекулярных элементов h3 Wissenschaftliches element. integrierte partikel natürliche anorganische 3d-molekularstruktur-verbindung.