15 цікавих фактів про Гідроген — елемент №1 у Всесвіті

А чи задумувалися Ви коли-небудь, із чого складається все, що нас оточує? І чому така величезна кількість речовин навколо нас? А найголовніше питання, яке могло цікавити нас із дитинства, — де взялися усі ці речовини?

Так, спочатку точка сингулярності, потім Великий Вибух, після нього розширення Всесвіту, яке не припинилося й досі, і величезна кількість атомів та молекул, які й породили величезну кількість речовин навколо нас. Але хто ж був першим?

Якщо Ви уважно подивитеся на всі закономірності природи — то вона починається з найпростішого, а потім поступово ускладнюється… Від простішого до складнішого. Існує хімічний елемент, який власне і є тим початком речовини. Найпростіший… Найлегший… Але і найпоширеніший. Саме він здатний до неймовірних перевтілень і процесів, без яких ми ніколи б не знали Всесвіту таким, яким він є насправді. І цим хімічним елементом є Гідроген.

Пропонуємо Вашій увазі 15 цікавих фактів про Гідроген — елемент №1 у Всесвіті.

1. Гідроген — перший хімічний елемент у періодичній таблиці. Його атом має найпростішу будову серед усіх інших хімічних елементів: ядро складається лише з одного протона, оточене електронною хмарою, що містить лише один електрон. Символ — H (вимовляється як «аш»), атомна маса = 1.

2. Гідроген може за різних умов виявляти як металічні властивості (віддавати електрони), так і неметалічні властивості (приєднувати електрони). Рідше хімічний елемент «Гідроген» також називають «Воднем» (українська назва газу, що складається з атомів Гідрогену).

3. Гідроген — найпоширеніший хімічний елемент у Всесвіті. У міжзоряному просторі він зустрічається у 100 разів частіше, ніж атоми решти хімічних елементів разом узяті. 75% усієї речовини Всесвіту складає Гідроген. Гідроген становить також близько 73% маси Сонця. У надрах Сонця атоми Гідрогену зливаються, утворюючи Гелій. Цей процес називається термоядерним синтезом. Саме завдяки йому Сонце випромінює світло й тепло.

4. Для Землі він має планетарне значення, оскільки входить до складу води, усіх органічних сполук і є органогенним хімічним елементом. Його вміст у земній корі становить 0,15%, і на нього припадає 1,3% усієї маси географічної оболонки (з урахуванням гідросфери). Гідроген становить 11,2% маси гідросфери Землі.

5. Водень — це найпоширеніша сполука Гідрогену, молекула якої складається з двох його атомів — H₂. Являє собою безбарвний газ, що не має ні запаху, ні смаку. Це найлегший у природі газ. Саме тому колись його використовували для наповнення повітряних куль і дирижаблів. Навіть рідкий водень легший за воду в 14 разів. Температура кипіння становить −253 °C.

6. Водень вперше був виявлений відомим алхіміком Парацельсом у XVI столітті. Він занурив шматок заліза в сульфатну кислоту і виявив, що в ході реакції виділяється дуже легкий газ. Водень горить у кисні з виділенням великої кількості енергії. При цьому утворюється вода. Але найнебезпечнішими є суміші водню з повітрям у певних концентраціях — вони можуть вибухати.

7. Відомий англійський хімік Генрі Кавендіш у 1766 році досліджував водень і назвав його «горючим повітрям». При згорянні це «повітря» виділяло воду. Однак вчений не зміг пояснити причину цього феномену. Вже через 20 років французький хімік Лавуазьє використав спеціальні газометри і здійснив синтез води. Згодом за допомогою розпеченого заліза та водяної пари він з'ясував, що водень можна отримати безпосередньо з води. Саме він назвав цей газ «Hydrogène» (від грец. «hydor» — вода і «gennao» — породжую) — «той, що породжує воду». Українська назва «Водень» теж відображає цей епітет щодо Гідрогену.

8. У дорослому людському організмі Гідрогену міститься 10% від загальної його маси. Наприклад, якщо вага людини 60 кілограмів, маса Гідрогену становить 6 кілограмів. Він входить до складу води, білків, жирів, вуглеводів та інших органічних сполук. Без нього життя в тому вигляді, у якому ми його знаємо, було б неможливим.

9. На рівні моря вміст водню у повітрі становить лише 0,00005%, і аж до висоти близько 100 кілометрів склад повітря майже не змінюється. Набагато вище, в екзосфері — на висотах у тисячі кілометрів — легкий водень стає основним газом. Звідти частина його атомів поступово відлітає в космос.

10. При температурі +400 °C водень із киснем з'єднується у воду через 80 діб, а при +500 °C — через 2 години. При температурі +600 °C реакція відбувається миттєво, з вибухом. При +3000 °C вода розкладається на водень і кисень, а при +4000 °C — миттєво і з вибухом.

11. Водень (H₂) і кисень (O₂) разом утворюють молекулу води, однак у вільному середовищі вони не надто дружелюбні один до одного. Гримучий газ — це суміш кисню та водню в пропорції 1:2. При підпалюванні він вибухає. Однак суміш кисню та водню використовують із користю у господарстві, зокрема для зварювання.

12. Водень — дуже перспективне паливо. Журналісти навіть охрестили «Водневою революцією» початок заміни вуглеводнів (нафти, газу) на водневе паливо у світовому господарстві. Рідкий водень використовують як паливо для ракет і як охолоджувач, оскільки він має найвищу теплопровідність серед усіх газів.

13. Існує багато способів добування водню у промислових масштабах, але найзручнішим і найдешевшим є отримання його шляхом конверсії метану з водяною парою за наявності нікелевого каталізатора та температури +700…+1100 °C. Розробляються технології отримання водню зі сміття шляхом зброджування без доступу повітря.

14. Існує важкий водень — дейтерій. Якщо атоми Гідрогену у воді замінити дейтерієм, утвориться важка вода (D₂O). Вона має дещо інші фізичні властивості й використовується, зокрема, у деяких ядерних реакторах. Найпоширеніший ізотоп Гідрогену — протій — складається лише з одного протона та одного електрона. У нього немає нейтрона. Це єдиний поширений атом, ядро якого не містить нейтронів. Протію на Землі близько 99,98%, дейтерію — лише близько 0,02%. Радіоактивний ізотоп Гідрогену — тритій. У природі його лише сліди.

15. Водень відіграє важливу роль у народженні зір. Саме гравітаційне стискання водневих хмар запускає процеси, які зрештою можуть призвести до утворення нових зір. Тобто Гідроген — це своєрідний будівельний матеріал Всесвіту.

Джерело: група «Природничо-географічне товариство» у Facebook