Твёрдый водород. Водород в твердом состоянии
Твердый водород и нетвердые доказательства. Химия и науки о материалах
Немного истории
Открытие имеет долгую историю и довольно любопытные и важные перспективы. В 1935 году известный физик Юджин Вигнер со своим коллегой Хиллардом Хантингтоном из Принстонского университета опубликовали в журнале (Journal of Chemical Physics, vol. 3, No. 12, 1935) статью, в которой теоретически предсказали, что при повышенном давлении до 250 тысяч атмосфер у водорода происходит фазовый переход, в результате которого появляется кристаллическая решетка и водород становится металлом.
Тридцать три года спустя, в 1968 году, Нейл Эшкрофт из Корнельского университета в своей теоретической работе (Physical Review Letters, vol. 21, 1968, p. 1748) показал, что металлический водород будет высокотемпературным сверхпроводником и критическая температура его перехода в сверхпроводящее состояние будет равняться комнатной или даже выше. Легко догадаться, какой технологический прорыв мог бы появиться, если бы ученым удалось получить металлический водород в достаточном количестве. Так возникли невероятно оптимистические перспективы технических приложений металлического водорода.
В действительности, более точные расчеты (Н.А. Кудряшов, А.А. Кутуков, Е.А. Мазур, Письма в ЖЭТФ, том 104, вып. 7, 1916, С. 488) показали, что критическая температура металлического водорода в фазе I41/AMD, той самой, которая изучалась Рангой Диас и Айзеком Сильверой при давлении в 500 миллионов атмосфер, дает величину температуры перехода в сверхпроводящее состояние 215 K, то есть –58°C.
Таким образом, начиная с 1970 годов проблема получения металлического водорода остается одной из важных, перспективных и волнующих научных тем.
Еще более привлекательной и интересной эта тема стала после того, как в работах академика Юрия Кагана и его коллег из научного центра «Курчатовский институт» (Успехи физических наук, том 105, 1971, с.77 и более поздние статьи) было установлено, что металлический водород должен иметь метастабильные свойства. Это значит, что после его получения металл будет в течение некоторого времени (возможно, достаточно продолжительного) оставаться в том состоянии, в котором он был получен. Определение времени, в котором вещество остается стабильным, — отдельная задача.
Между взрывом и наковальней
Проблема получения металлического водорода оказалась связанной с изучением поведения вещества при высоких давлениях и при низких температурах. Высокие давления в настоящее время получаются с помощью статического сжатия вещества в алмазной наковальне или при динамическом сжатии с помощью взрыва.
Получить в алмазной наковальне металлический водород не так просто. Дело в том, что оценка давления, до которого надо было сжимать водород, следовавшая из работы Вигнера и Хантингтона, оказалось намного заниженной. Кроме того, работать с водородом сложно, поскольку он хорошо растворяется во многих металлах и легко проникает в них вследствие легкости своих молекул.
При взрывном сжатии удается достигать бо́льших давлений, чем в алмазных наковальнях, но при взрывах всегда получаются высокие температуры и технологически трудно получить низкие. При этом возникает еще одна проблема, связанная с высоким давлением при взрыве. Оно быстро уменьшается после испытания, и провести его измерения за короткое время непросто. Тем не менее такие работы проводятся в некоторых отечественных и зарубежных лабораториях.
В своем интервью газете «Harward gazette» профессор Сильвера сообщил, что им удалось преодолеть все трудности эксперимента и получить наконец-то некоторое количество одной из фаз металлического водорода. Он заявил, что «это первый в мире образец металлического водорода на Земле, и, когда вы на него смотрите, вы видите то, что никто никогда не видел прежде».
indicator.ru
Твёрдый водород Википедия
Твёрдый водоро́д — твёрдое агрегатное состояние водорода с температурой плавления −259,2 °C (14,16 К), плотностью 0,08667 г/см³ (при −262 °C). Белая снегоподобная масса, кристаллы гексагональной сингонии, пространственная группа P6/mmc, параметры ячейки a = 0,378 нм, c = 0,6167 нм. При высоком давлении водород предположительно переходит в твёрдое металлическое состояние (см. Металлический водород).
История
Шотландский химик Дж. Дьюар в 1899 году впервые получил водород в твёрдом состоянии. Для этого он использовал регенеративную охлаждающую машину, основанную на эффекте Джоуля — Томсона.
Свойства
Твёрдый водород обладает минимальной плотностью 0,08667 г/см³ (при 14,16 К) среди твёрдых простых веществ.
При 14 К твёрдый водород — молекулярный кристалл, в узлах кристаллической решетки которого находятся молекулы Н2.
При обычных давлениях молекулы водорода в кристалле свободно вращаются (фаза I). При повышенном давлении (≈75 ÷ 150 ГПа) происходит фазовый переход в состояние с заторможенным вращением молекул водорода (фаза II). Структура фазы III до конца не выяснена, высказываются предположения, что это фаза с гранецентрированной кубической кристаллической решёткой[1][2].
В фазах I и II твёрдый водород является диэлектриком.
При давлениях более 300 ГПа водород переходит в металлическое состояние[3].
См. также
Примечания
wikiredia.ru
Твёрдый водород — Википедия (с комментариями)
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Твёрдый водоро́д — твёрдое агрегатное состояние водорода с температурой плавления −259,2 °C (14,16 К), плотностью 0,08667 г/см³ (при −262 °C). Белая снегоподобная масса, кристаллы гексагональной сингонии, пространственная группа P6/mmc, параметры ячейки a = 0,378 нм, c = 0,6167 нм. При высоком давлении водород предположительно переходит в твёрдое металлическое состояние (см. Металлический водород).
История
Шотландский химик Дж. Дьюар в 1899 году впервые получил водород в твёрдом состоянии. Для этого он использовал регенеративную охлаждающую машину, основанную на эффекте Джоуля — Томсона.
Свойства
Твёрдый водород обладает минимальной плотностью 0,08667 г/см³ (при 14,16 К) среди твёрдых простых веществ.
При 14 К твёрдый водород — молекулярный кристалл, в узлах кристаллической решетки которого находятся молекулы Н2.
При обычных давлениях молекулы водорода в кристалле свободно вращаются (фаза I). При повышенном давлении (≈75 ÷ 150 ГПа) происходит фазовый переход в состояние с заторможенным вращением молекул водорода (фаза II). Структура фазы III до конца не выяснена, высказываются предположения, что это фаза с гранецентрированной кубической кристаллической решёткой[1][2].
В фазах I и II твёрдый водород является диэлектриком.
При давлениях более 300 ГПа водород переходит в металлическое состояние[3].
См. также
Напишите отзыв о статье "Твёрдый водород"
Примечания
- ↑ [www.pnas.org/content/101/12/4013.full Edwards B., Ashcroft N. W., Order in dense hydrogen at low temperatures]
- ↑ [www.phys.uniroma1.it/DipWeb/dottorato/DOTT_FISICA/MENU/03DOTTORANDI/ProgSchem23Feb09/LiberatoreSch_febb2009.pdf PHASE DIAGRAM OF HIGH PRESSURE HYDROGEN]
- ↑ [www.femto.com.ua/articles/part_1/2238.html Металлический водород]
Отрывок, характеризующий Твёрдый водород
Говоря это, он встал, подошел к сестре и, нагнувшись, поцеловал ее в лоб. Прекрасные глаза его светились умным и добрым, непривычным блеском, но он смотрел не на сестру, а в темноту отворенной двери, через ее голову. – Пойдем к ней, надо проститься. Или иди одна, разбуди ее, а я сейчас приду. Петрушка! – крикнул он камердинеру, – поди сюда, убирай. Это в сиденье, это на правую сторону. Княжна Марья встала и направилась к двери. Она остановилась. – Andre, si vous avez. la foi, vous vous seriez adresse a Dieu, pour qu'il vous donne l'amour, que vous ne sentez pas et votre priere aurait ete exaucee. [Если бы ты имел веру, то обратился бы к Богу с молитвою, чтоб Он даровал тебе любовь, которую ты не чувствуешь, и молитва твоя была бы услышана.] – Да, разве это! – сказал князь Андрей. – Иди, Маша, я сейчас приду. По дороге к комнате сестры, в галлерее, соединявшей один дом с другим, князь Андрей встретил мило улыбавшуюся m lle Bourienne, уже в третий раз в этот день с восторженною и наивною улыбкой попадавшуюся ему в уединенных переходах. – Ah! je vous croyais chez vous, [Ах, я думала, вы у себя,] – сказала она, почему то краснея и опуская глаза. Князь Андрей строго посмотрел на нее. На лице князя Андрея вдруг выразилось озлобление. Он ничего не сказал ей, но посмотрел на ее лоб и волосы, не глядя в глаза, так презрительно, что француженка покраснела и ушла, ничего не сказав. Когда он подошел к комнате сестры, княгиня уже проснулась, и ее веселый голосок, торопивший одно слово за другим, послышался из отворенной двери. Она говорила, как будто после долгого воздержания ей хотелось вознаградить потерянное время. – Non, mais figurez vous, la vieille comtesse Zouboff avec de fausses boucles et la bouche pleine de fausses dents, comme si elle voulait defier les annees… [Нет, представьте себе, старая графиня Зубова, с фальшивыми локонами, с фальшивыми зубами, как будто издеваясь над годами…] Xa, xa, xa, Marieie!Твёрдый водород — Википедия (с комментариями)
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Твёрдый водоро́д — твёрдое агрегатное состояние водорода с температурой плавления −259,2 °C (14,16 К), плотностью 0,08667 г/см³ (при −262 °C). Белая снегоподобная масса, кристаллы гексагональной сингонии, пространственная группа P6/mmc, параметры ячейки a = 0,378 нм, c = 0,6167 нм. При высоком давлении водород предположительно переходит в твёрдое металлическое состояние (см. Металлический водород).
История
Шотландский химик Дж. Дьюар в 1899 году впервые получил водород в твёрдом состоянии. Для этого он использовал регенеративную охлаждающую машину, основанную на эффекте Джоуля — Томсона.
Свойства
Ошибка создания миниатюры: Файл не найден
Твёрдый водород обладает минимальной плотностью 0,08667 г/см³ (при 14,16 К) среди твёрдых простых веществ.
При 14 К твёрдый водород — молекулярный кристалл, в узлах кристаллической решетки которого находятся молекулы Н2.
При обычных давлениях молекулы водорода в кристалле свободно вращаются (фаза I). При повышенном давлении (≈75 ÷ 150 ГПа) происходит фазовый переход в состояние с заторможенным вращением молекул водорода (фаза II). Структура фазы III до конца не выяснена, высказываются предположения, что это фаза с гранецентрированной кубической кристаллической решёткой[1][2].
В фазах I и II твёрдый водород является диэлектриком.
При давлениях более 300 ГПа водород переходит в металлическое состояние[3].
См. также
Напишите отзыв о статье "Твёрдый водород"
Примечания
- ↑ [http://www.pnas.org/content/101/12/4013.full Edwards B., Ashcroft N. W., Order in dense hydrogen at low temperatures]
- ↑ [http://www.phys.uniroma1.it/DipWeb/dottorato/DOTT_FISICA/MENU/03DOTTORANDI/ProgSchem23Feb09/LiberatoreSch_febb2009.pdf PHASE DIAGRAM OF HIGH PRESSURE HYDROGEN]
- ↑ [http://www.femto.com.ua/articles/part_1/2238.html Металлический водород]
Отрывок, характеризующий Твёрдый водород
– А разве после смерти ЖИВУТ?.. – всё ещё не веря, спрашивал отец. – Живут. Но уже не здесь, – ответила я. – Вы чувствуете всё так же, как раньше, но это уже другой, не ваш привычный мир. Ваша жена ещё находится там, так же, как и я. Но вы уже перешли «границу» и теперь вы на другой стороне, – не зная, как точнее объяснить, пыталась «достучаться» до него я. – А она тоже когда-нибудь к нам придёт? – вдруг спросила девчушка. – Когда-нибудь, да, – ответила я. – Ну, тогда я её подожду – уверенно заявила довольная малышка. – И мы опять будем все вместе, правда, папа? Ты же хочешь чтобы мама опять была с нами, правда ведь?.. Её огромные серые глаза сияли, как звёздочки, в надежде, что её любимая мама в один прекрасный день тоже будет здесь, в её новом мире, даже не понимая, что этот ЕЁ теперешний мир для мамы будет не более и не менее, как просто смерть... И, как оказалось, долго малышке ждать не пришлось... Её любимая мама появилась опять... Она была очень печальной и чуточку растерянной, но держалась намного лучше, чем до дикости перепуганный отец, который сейчас уже, к моей искренней радости, понемножку приходил в себя. Интересно то, что за время моего общение с таким огромным количеством сущностей умерших, я почти с уверенностью могла бы сказать, что женщины принимали «шок смерти» намного увереннее и спокойнее, чем это делали мужчины. Я тогда ещё не могла понять причины этого любопытного наблюдения, но точно знала, что это именно так. Возможно, они глубже и тяжелее переносили боль вины за оставленных ими в «живом» мире детей, или за ту боль, которую их смерть приносила родным и близким. Но именно страх смерти у большинства из них (в отличии от мужчин) почти что начисто отсутствовал. Могло ли это в какой-то мере объясняться тем, что они сами дарили самое ценное, что имелось на нашей земле – человеческую жизнь? Ответа на этот вопрос тогда ещё у меня, к сожалению, не было...Твердый водород Википедия
Твёрдый водоро́д — твёрдое агрегатное состояние водорода с температурой плавления −259,2 °C (14,16 К), плотностью 0,08667 г/см³ (при −262 °C). Белая снегоподобная масса, кристаллы гексагональной сингонии, пространственная группа P6/mmc, параметры ячейки a = 0,378 нм, c = 0,6167 нм. При высоком давлении водород предположительно переходит в твёрдое металлическое состояние (см. Металлический водород).
История
Шотландский химик Дж. Дьюар в 1899 году впервые получил водород в твёрдом состоянии. Для этого он использовал регенеративную охлаждающую машину, основанную на эффекте Джоуля — Томсона.
Свойства
Твёрдый водород обладает минимальной плотностью 0,08667 г/см³ (при 14,16 К) среди твёрдых простых веществ.
При 14 К твёрдый водород — молекулярный кристалл, в узлах кристаллической решетки которого находятся молекулы Н2.
При обычных давлениях молекулы водорода в кристалле свободно вращаются (фаза I). При повышенном давлении (≈75 ÷ 150 ГПа) происходит фазовый переход в состояние с заторможенным вращением молекул водорода (фаза II). Структура фазы III до конца не выяснена, высказываются предположения, что это фаза с гранецентрированной кубической кристаллической решёткой[1][2].
В фазах I и II твёрдый водород является диэлектриком.
При давлениях более 300 ГПа водород переходит в металлическое состояние[3].
См. также
Примечания
wikiredia.ru
Твёрдый водород Википедия
Твёрдый водоро́д — твёрдое агрегатное состояние водорода с температурой плавления −259,2 °C (14,16 К), плотностью 0,08667 г/см³ (при −262 °C). Белая снегоподобная масса, кристаллы гексагональной сингонии, пространственная группа P6/mmc, параметры ячейки a = 0,378 нм, c = 0,6167 нм. При высоком давлении водород предположительно переходит в твёрдое металлическое состояние (см. Металлический водород).
История[ | код]
Шотландский химик Дж. Дьюар в 1899 году впервые получил водород в твёрдом состоянии. Для этого он использовал регенеративную охлаждающую машину, основанную на эффекте Джоуля — Томсона.
Свойства[ | код]
Твёрдый водород обладает минимальной плотностью 0,08667 г/см³ (при 14,16 К) среди твёрдых простых веществ.
При 14 К твёрдый водород — молекулярный кристалл, в узлах кристаллической решетки которого находятся молекулы Н2.
При обычных давлениях молекулы водорода в кристалле свободно вращаются (фаза I). При повышенном давлении (≈75 ÷ 150 ГПа) происходит фазовый переход в состояние с заторможенным вращением молекул водорода (фаза II). Структура фазы III до конца не выяснена, высказываются предположения, что это фаза с гранецентрированной кубической кристаллической решёткой[1][2].
В фазах I и II твёрдый водород является диэлектриком.
При давлениях более 300 ГПа водород переходит в металлическое состояние[3].
См. также[ | код]
Примечания[ | код]
ru-wiki.ru
Твёрдый водород - это... Что такое Твёрдый водород?
Твёрдый водород — твёрдое агрегатное состояние водорода с температурой плавления −259,2 °C (14,16 К), плотностью 0,08667 г/см³ (при −262 °C). Белая снегоподобная масса, кристаллы гексагональной сингонии, пространственная группа P6/mmc, параметры ячейки a = 0,378 нм и c = 0,6167 нм. При высоком давлении водород переходит в металлическое состояние.
История
Шотландский химик Д. Дьюар в 1899 году впервые получил водород в твёрдом состоянии. Для этого он использовал регенеративную охлаждающую машину основанную на эффекте Джоуля-Томсона.
Свойства
Твёрдый водород обладает минимальной плотностью 0,08667 г/см³ (при 14,16 К) среди твёрдых тел.
При 14 К — твёрдый водород это молекулярный кристалл, в узлах кристаллической решетки которого находятся молекулы Н2. При обычных давлениях молекулы водорода в кристалле свободно вращаются (фаза I). При повышенном давлении (≈75 ÷ 150 ГПа) происходит фазовый переход в состояние с заторможенным вращением молекул водорода (фаза II). Структура фазы III до конца не выяснена, высказываются предположения, что это гцк-фаза [1][2].В фазах I и II твёрдый водород является диэлектриком.
При давлениях более 300 ГПа водород переходит в металлическое состояние [3].
См. также
Примечания
dic.academic.ru
