Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
17-4-WŁAŚCIWOŚCIFIZYCZNEWODORU
533
Tablica17.1.Właściwościfizycznewodoru
Konfiguracjaelektronowa
Masaatomowa,u
Izotopy
Temperaturatopnienia,K
Temperaturawrzenia,K
Temperaturakrytyczna,K
Ciśnieniekrytyczne,MPa
PromieńjonowyH–,pm
Energiajonizacji,kJ·mol–1
Powinowactwoelektronowe,kJ·mol–1
Gęstośćgazowegowodoru,g·L–1(298K,1,01325·105Pa)
Gęstośćciekłegowodoruwtemp.wrzenia,g·cm–3
Promieńatomowy,pm
Elektroujemność
prot1
13,81(–259,340C)
20,28(–252,870C)
32,97(–240,180C)
1H,deuter2
1,00794
0,08988
1,293
72,76
1312
2,20
0,07
208
ls1
30
1D,tryt3
1T
Znanesądwieodmianywodorucząsteczkowego,ortowodóriparawodór,różniące
sięciepłemwłaściwym.Różnicepomiędzyobydwomarodzajamicząsteczekwynikają
stąd,żejądraatomówwodoru,protony,wykazują,podobniejakelektrony,określony
spinowymomentpędu(por.p.8.11),zktórymzwiązanyjestmomentmagnetyczny,
niewielkizresztąwporównaniuzespinowymmomentemmagnetycznymelektronu.W
cząsteczcewodoru,H2,momentymagnetycznejąderoddziałująnasiebie,przyczym
możliwesądwarodzajesprzężeńpomiędzynimi.Momentymagnetycznewparawodorze
mająprzeciwnezwroty,wortowodorzenatomiast—zwrotyzgodne.Odmianyteróżnią
sięzawartościąenergii.Ortowodórjestmianowiciebogatszywenergięniżparawodór.
Powodujetowspomnianejużróżnicewcieplewłaściwymobuodmian.Napodstawie
pomiarówciepławłaściwegomożnaokreślićzawartośćortowodoruiparawodoru.
Wtemperaturzepokojowejzwykływodórzawiera75%odmianyortoi25%odmiany
para.Wmiaręoziębianiazawartośćtejostatniejstopniowowzrasta,awtemp.ok.20
Kdochodzido99,7%.Ustalaniesięrównowagipomiędzyorto-iparawodoremjest
procesempowolnym.Możnagojednakbardzoznacznieprzyspieszyćużywającwęgla
aktywnegojakokatalizatora.Przemianaortowodoruwparawodórjestprocesemegzoter-
micznymiłączysięzwydzieleniem1,41kJ·mol–1ciepła.Tanapozórmałailośćciepła
wystarczajednakdoodparowaniaok.60%skroplonegowodoru.Abywięcuniknąćstrat
wczasieprzechowywaniawodoruwstanieciekłym,oziębiasięgazowywodórniemal
dotemperaturyskroplenia,wprowadzanakatalizatoridopieropocałkowitejprzemianie
wparawodórprzystępujedoskraplania.
Wodórwykazujeznacznąrozpuszczalnośćwniektórychmetalach.Gąbkapalladowa
możepochłonąćobjętośćwodoru800razywiększąodswejwłasnejobjętości.Wwy-
sokichtemperaturachwodórrozpuszczasięwplatynie,niklu,żelazie,atakżewmiedzi.
