Khác biệt giữa bản sửa đổi của “Hydro”

Nội dung được xóa Nội dung được thêm vào
n P.T.Đ đã đổi Hiđro thành Hydro: Theo TCVN và nội dung bài.
nKhông có tóm lược sửa đổi
Dòng 1:
{{1000 bài cơ bản}}
{{Hidro}}
'''HiđroHydro''' ({{lang-en|hydrogen}}, từ [[latinh|tiếng Latinh]]: ''hydrogenium'') là một [[nguyên tố hóa học]] trong [[bảng tuần hoàn|hệ thống tuần hoàn các nguyên tố]] với nguyên tử số bằng 1, [[nguyên tử khối]] bằng 1 đvC. Trước đây còn được gọi là '''khinh khí''' (như trong "[[vũ khí hạt nhân|bom khinh khí]]" tức bom H); hiện nay từ này ít được sử dụng. Sở dĩ được gọi là "khinh khí" là do hydro là nguyên tố nhẹ nhất và tồn tại ở thể [[chất khí|khí]], với trọng lượng nguyên tử 1.00794 u. Hydro là nguyên tố phổ biến nhất trong [[vũ trụ]], tạo nên khoảng 75% tổng [[khối lượng]] vũ trụ và tới trên 90% tổng số [[nguyên tử]]. Các [[sao]] thuộc dải chính được cấu tạo chủ yếu bởi hydro ở trạng thái [[plasma]]. Hydro nguyên tố tồn tại tự nhiên trên [[Trái Đất]] tương đối hiếm do khí hydro nhẹ nên [[tương tác hấp dẫn|trường hấp dẫn]] của Trái Đất không đủ mạnh để giữ chúng khỏi thoát ra ngoài [[không gian]], do đó hydro tồn tại chủ yếu dưới dạng hydro nguyên tử trong các tầng cao của khí quyển Trái Đất.
 
[[Đồng vị]] phổ biến nhất của hydro là [[proti]], ký hiệu là H, với [[hạt nhân nguyên tử|hạt nhân]] là một [[proton]] duy nhất và không có [[neutron]]. Ngoài ra hydro còn có một đồng vị bền là [[deuteri]], ký hiệu là D, với hạt nhân chứa một proton và một neutron và một đồng vị phóng xạ là [[triti]], ký hiệu là T, với hai neutron trong hạt nhân.
Dòng 19:
[[Tập tin:Shuttle Main Engine Test Firing cropped edited and reduced.jpg|thumb|upright|left|[[Space Shuttle Main Engine]] đốt hydro với ôxy, một phản ứng cháy hầu như không thấy được.]]
 
Khí hiđrôhydro (hay phân tử hydro)<ref>
{{chú thích web
|url=http://www.usm.maine.edu/~newton/Chy251_253/Lectures/LewisStructures/Dihydrogen.html
Dòng 54:
}}</ref> Hỗn hợp ôxy-hydro tinh khiết cháy phát ra ánh sáng tử ngoại và hỗn hợp với nhiều ôxy cháy gần như không thể quan sát bằng mắt thường như được minh họa trong [[Space Shuttle Main Engine]] so với chùm lửa dễ nhìn thấy của [[Space Shuttle Solid Rocket Booster]]. Việc phá hiện Phát hiện rò rỉ khí hydro cháy có thể cần một thiết bị báo cháy; rò rỉ như vậy có thể rất nguy hiểm. Ngọn lửa hydro trong các điều kiện khác là màu xanh, giống như ngọn lửa khí đốt thiên nhiên màu xanh.<ref>[http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0010218009000170 hydrogen flame visibility]</ref>
 
=== Nguyên tử hiđrôhydro ===
{{chính|Nguyên tử hiđrôhydro}}
 
Nguyên tử hiđrôhydro là nguyên tử của nguyên tố hydro. Nó bao gồm một electron có điện tích âm quay xung quanh prôton mang điện tích dương là hạt nhân của nguyên tử hiđrôhydro. Điện tử và prôton liên kết với nhau bằng [[lực Culông]].
 
== Đồng vị ==
Dòng 63:
|displayauthors=8|last1=Korsheninnikov|first1=A.|last2=Nikolskii|first2=E.|last3=Kuzmin|first3=E.|last4=Ozawa|first4=A.|last5=Morimoto|first5=K.|last6=Tokanai|first6=F.|last7=Kanungo|first7=R.|last8=Tanihata|first8=I.|last9=Timofeyuk|first9=N.}}</ref>
 
HiđrôHydro là nguyên tố duy nhất có các tên gọi khác nhau cho các [[đồng vị]] của nó. (Trong giai đoạn đầu của nghiên cứu phóng xạ, các [[đồng vị phóng xạ nặng]] khác nhau cũng được đặt tên, nhưng các tên gọi này không được sử dụng, mặc dù một nguyên tố, [[radon]], có tên gọi mà nguyên thủy được dùng chỉ cho một đồng vị của nó). Các ký hiệu D và T (thay vì H<sup>2</sup> và H<sup>3</sup>) đôi khi được sử dụng để chỉ đơteri và triti, mặc dù điều này không được chính thức phê chuẩn. Ký hiệu P đã được sử dụng cho [[phốtpho]] và không thể sử dụng để chỉ [[proti]].
* <sup>1</sup>H: Đồng vị phổ biến nhất của hiđrôhydro chiếm hơn 99,98%, đồng vị ổn định này có hạt nhân chỉ chứa duy nhất một prôton; vì thế trong miêu tả (mặc dù ít) gọi là proti.<ref>{{chú thích tạp chí|last=Urey|first=Harold C.|coauthors=Brickwedde, F. G.; Murphy, G. M.|title=Names for the Hydrogen Isotopes|journal=Science|year=1933|volume=78|issue=2035|pages=602–603|doi=10.1126/science.78.2035.602|pmid=17797765|bibcode = 1933Sci....78..602U }}</ref>
* <sup>2</sup>H: Đồng vị ổn định có tên là [[deuteri]], với thêm một nơtron trong hạt nhân. Nó chiếm khoảng 0,0184-0,0082% của toàn bộ hidro ([[IUPAC]]); tỷ lệ của nó tới proti được xác định liên quan với nước tham chiếu tiêu chuẩn của [[VSMOW]]. Deuteri không có tính phóng xạ, và không thể hiện độc tính. Nước được làm giàu chứa deuteri thay vì hydro thông thường được gọi là [[nước nặng]]. Deuteri và các hợp chất của nó được dùng làm nhãn hiệu không phóng xạ trong các thí nghiệm hóa học và trong các dung môi dùng {{chem|1|H}}-[[quang phổ NMR]].<ref>{{chú thích tạp chí
|author=Oda, Y; Nakamura, H.; Yamazaki, T.; Nagayama, K.; Yoshida, M.; Kanaya, S.; Ikehara, M.
Dòng 79:
|accessdate=ngày 12 tháng 2 năm 2008}}</ref>
* <sup>3</sup>H: Đồng vị phóng xạ tự nhiên có tên là triti. Hạt nhân của nó có hai nơtron và một prôton. Nó phân rã theo [[phóng xạ bêta|phóng xạ beta]] và [[chu kỳ bán rã]] là 12,32 năm.<ref name="Miessler" /> Do có tính phóng xạ nên nó có thể được dùng trong sơn phản quang, như trong các loại đồng hồ. Tấm thủy tinh ngăn chặn một lượng nhỏ phóng xạ thoát ra ngoài.<ref>''The Elements'', Theodore Gray, Black Dog & Leventhal Publishers Inc., 2009</ref> Một lượng nhỏ triti có mặt trong tự nhiên do sự phản ứng giữa các tia vũ trụ với các khí trong khí quyển; triti cũng được giải phóng trong các thử nghiệm vũ khí hạt nhân.<ref>{{chú thích web| author=Staff|date=ngày 15 tháng 11 năm 2007| url=http://www.epa.gov/rpdweb00/radionuclides/tritium.html| publisher=U.S. Environmental Protection Agency| title=Tritium|accessdate=ngày 12 tháng 2 năm 2008}}</ref> Nó được dùng trong các phản ứng tổng hợp hạt nhân,<ref>{{chú thích web| last=Nave| first=C. R.|title=Deuterium-Tritium Fusion| work=HyperPhysics| publisher=Georgia State University| year=2006| url=http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/Hbase/nucene/fusion.html| accessdate=ngày 8 tháng 3 năm 2008}}</ref> ở dạng vết trong địa hóa đồng vị,<ref>{{chú thích tạp chí| first=Carol| last=Kendall| first2=Eric| last2=Caldwell| title=Fundamentals of Isotope Geochemistry| publisher=US Geological Survey| year=1998| url=http://wwwrcamnl.wr.usgs.gov/isoig/isopubs/itchch2.html#2.5.1| accessdate=ngày 8 tháng 3 năm 2008}}</ref> và đặc biệt trong các thiết bị tự phát sáng.<ref>{{chú thích web| title=The Tritium Laboratory| publisher=University of Miami| year=2008| url=http://www.rsmas.miami.edu/groups/tritium/| accessdate=ngày 8 tháng 3 năm 2008}}</ref> Triti cũng được dùng trong các thí nghiệm ghi nhãn hóa học và sinh học.<ref name="holte">{{chú thích tạp chí| last=Holte| first=Aurali E.| last2=Houck| first2=Marilyn A.| last3=Collie| first3=Nathan L.| title=Potential Role of Parasitism in the Evolution of Mutualism in Astigmatid Mites| journal=Experimental and Applied Acarology| volume=25| issue=2| pages=97–107| publisher=Texas Tech University| location=Lubbock| year=2004|doi=10.1023/A:1010655610575}}</ref>
* <sup>4</sup>H: HiđrôHydro-4 được tổng hợp khi bắn phá triti bằng hạt nhân đơteri chuyển động cực nhanh. Nó phân rã tạo ra [[bức xạ nơtron]] và có chu kỳ bán rã 9,93696x10<sup>−23</sup> giây.
* <sup>5</sup>H: Năm [[2001]] các nhà khoa học phát hiện ra hiđrôhydro-5 bằng cách bắn phá hidro bằng các ion nặng. Nó phân rã tạo ra bức xạ neutron và có chu kỳ bán rã 8,01930x10<sup>−23</sup> giây.
* <sup>6</sup>H: Hidro-6 phân rã tạo ra ba bức xạ neutron và có chu kỳ bán rã 3,26500x10<sup>−22</sup> giây.
* <sup>7</sup>H: Năm [[2003]] hidro-7 đã được tạo ra tại phòng thí nghiệm RIKEN ở [[Nhật Bản]]<ref>[http://physicsweb.org/articles/news/7/3/3]</ref> bằng cách cho va chạm dòng các nguyên tử [[heli|hêli-8]] năng lượng cao với mục tiêu hiđrôhydro lạnh và phát hiện ra các triton - hạt nhân của nguyên tử triti - và các [[neutron]] từ sự phá vỡ của hidro-7, giống như phương pháp sử dụng để sản xuất và phát hiện hiđrôhydro-5.
 
== Lịch sử ==
===Phát hiện và sử dụng===
HiđrôHydro (trong [[tiếng Pháp]], '''hydrogène''', ''hydr-'', [[thân từ]] của '''hydros''', [[tiếng Hy Lạp]] nghĩa là "nước", và ''-gène'', [[tiếng Pháp]] nghĩa là "sinh", có nghĩa là "sinh ra nước" khi hợp với [[ôxy|Oxy]]<ref>[http://dictionary.reference.com/browse/Hydrogen]</ref> Năm 1671, [[Robert Boyle]] đã phát hiện và miêu tả phản ứng giữa [[sắt]] và axit loãng sinh ra khí hydro.<ref>Boyle, Robert "Tracts written by the Honourable Robert Boyle containing new experiments, touching the relation betwixt flame and air..." (London, England: 1672).</ref><ref>{{chú thích web |first=Mark|last=Winter|year=2007|url=http://education.jlab.org/itselemental/ele001.html|title=Hydrogen: historical information
|publisher=WebElements Ltd|accessdate=ngày 5 tháng 2 năm 2008}}</ref> Năm 1766, HiđrôHydro lần đầu tiên được [[Henry Cavendish]] phát hiện như một chất riêng biệt, và đặt tên khí từ phản ứng kim loại-axit là "khí có thể cháy".<ref>{{chú thích web
| title = Why did oxygen supplant phlogiston? Research programmes in the Chemical Revolution – Cambridge Books Online – Cambridge University Press| accessdate = ngày 22 tháng 10 năm 2011| url = http://ebooks.cambridge.org/chapter.jsf?bid=CBO9780511760013&cid=CBO9780511760013A009
}}</ref><ref>Just the Facts—Inventions & Discoveries, School Specialty Publishing, 2005</ref> và phát hiện năm 1781 rằng khí này tạo ra nước khi đốt. Ông thường được tín dụng cho phát hiện của nó như là một yếu tố.<ref name="Nostrand">{{cite encyclopedia| title=Hydrogen| encyclopedia=Van Nostrand's Encyclopedia of Chemistry| pages=797–799| publisher=Wylie-Interscience| year=2005| isbn=0-471-61525-0}}</ref><ref name="nbb">{{chú thích sách| last=Emsley| first=John| title=Nature's Building Blocks| publisher=Oxford University Press| year=2001| location=Oxford| pages=183–191| isbn=0-19-850341-5}}</ref> Cavendish tình cờ tìm ra nó khi thực hiện các thí nghiệm với [[thủy ngân]] và các axit. Mặc dù ông đã sai lầm khi cho rằng hidro là hợp chất của thủy ngân (và không phải của axit), nhưng ông đã có thể miêu tả rất nhiều thuộc tính của hiđrôhydro rất cẩn thận. Năm 1783, [[Antoine Lavoisier]] đặt tên cho nguyên tố này và chứng tỏ nước được tạo ra từ hidro và [[ôxy|Oxy]].<ref name="Stwertka">{{chú thích sách| last=Stwertka| first=Albert| title=A Guide to the Elements| publisher=Oxford University Press| year=1996| pages=16–21| isbn=0-19-508083-1}}</ref> không ông và [[Laplace]] lập lại thí nghiệm phát hiện của Cavendish thì nước được tạo ra khi hydro bị đốt cháy.<ref name="nbb" /> Lavoisier tạo ra hydro từ các thí nghiệm nổi tiếng của ông về bảo tồn khối lượng bằng cách phản ứng của dòng hơi nước với sắt kim loại qua một sống sắt nung trên lửa. Quá trình ôxy hóa kỵ khí của sắt của các proton của nước ở nhiệt độ cao có thể được biểu diễn theo các phản ứng sau:
 
:Fe + H<sub>2</sub>O → FeO + H<sub>2</sub>
Dòng 121:
 
== Trạng thái thiên nhiên ==
HiđrôHydro là nguyên tố phổ biến nhất trong vũ trụ, chiếm 75% các vật chất thông thường theo khối lượng và trên 90% theo số lượng nguyên tử.<ref>{{chú thích web|first=Steve|last=Gagnon|url=http://education.jlab.org/itselemental/ele001.html |title=Hydrogen|publisher=Jefferson Lab|accessdate=ngày 5 tháng 2 năm 2008}}</ref> Nguyên tố này được tìm thấy với một lượng khổng lồ trong các ngôi sao và các [[hành tinh]] khí khổng lồ. Các đám mây phân tử của H<sub>2</sub> liên quan đến sự hình thành sao. Hydro đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp năng lượng ngôi sao thông qua phản ứng proton-proton và tổng hợp hạt nhân [[chu trình CNO]].<ref>{{chú thích web
|last=Haubold|first=Hans|coauthors=Mathai, A. M.
|date=ngày 15 tháng 11 năm 2007
Dòng 155:
|title=The Future of Methane
|publisher=University of California, San Diego
|accessdate=ngày 12 tháng 2 năm 2008}}</ref> Các nguồn khác bao gồm phần lớn các chất hữu cơ (hiện tại là mọi dạng của cơ thể sống), than, nhiên liệu hóa thạch và [[khí thiên nhiên|khí tự nhiên]]. [[Mêtan|Metan]] (CH<sub>4</sub>) là một nguồn quan trọng của hiđrôhydro. Dưới áp suất cực cao, chẳng hạn như tại trung tâm của các hành tinh khí khổng lồ (như Sao Mộc), các phân tử hiđrôhydro mất đặc tính của nó và hiđrôhydro trở thành một [[kim loại]] (xem [[hiđrôhydro kim loại|hiđrohydro kim loại]]). Dưới áp suất cực thấp, như trong [[khoảng không vũ trụ]], hiđrôhydro có xu hướng tồn tại dưới dạng các nguyên tử riêng biệt, đơn giản vì không có cách nào để chúng liên kết với nhau; các đám mây H<sub>2</sub> tạo thành và được liên kết trong quá trình hình thành các ngôi sao.
 
Hydro đóng vai trò sống còn trong việc cung cấp năng lượng trong vũ trụ thông qua các phản ứng prôton-prôton và chu trình [[cacbon]] - [[nitơ]]. (Đó là các [[phản ứng tổng hợp hạt nhân|phản ứng nhiệt hạch]] giải phóng năng lượng khổng lồ thông qua việc tổ hợp hai nguyên tử hiđrôhydro thành một nguyên tử [[heli]].)
 
== Điều chế, sản xuất ==
Trong phòng thí nghiệm, hidro được điều chế bằng phản ứng của [[axít]] với [[kim loại]], như [[kẽm]] chẳng hạn. Để sản xuất công nghiệp có giá trị thương mại nó được điều chế từ [[khí thiên nhiên]]. Điện phân nước là biện pháp đơn giản nhưng không kinh tế để sản xuất hàng loạt hiđrôhydro. Các nhà khoa học đang nghiên cứu để tìm ra những phương pháp điều chế mới như sản xuất [[hiđrôhydro sinh học]] sử dụng quá trình quang phân ly nước ở tảo lục hay việc chuyển hóa các dẫn xuất sinh học như [[glucôda|glucôza]] hay [[sorbitol]] ở nhiệt độ thấp bằng các chất [[xúc tác]] mới.
 
HiđrôHydro có thể điều chế theo nhiều cách khác nhau: hơi nước qua than ([[cacbon]]) nóng đỏ, phân hủy [[hiđrôcacbonhydrocacbon]] bằng nhiệt, phản ứng của các [[bazơ]] mạnh (kiềm) trong dung dịch với [[nhôm]], điện phân nước hay khử từ axit loãng với một kim loại (có khả năng đẩy hidro từ axit) nào đó.
 
Việc sản xuất thương mại của hiđrôhydro thông thường là từ khí tự nhiên được xử lý bằng hơi nước nóng. Ở nhiệt độ cao (700-1.100&nbsp;°C), hơi nước tác dụng với mêtan để sinh ra [[cacbon mônôxít|mônôxít cacbon]] và hiđrôhydro.
 
:CH<sub>4</sub> + H<sub>2</sub>O → CO + 3 H<sub>2</sub>
Dòng 176:
2H<sub>2</sub>O → 2H<sub>2</sub> + O<sub>2</sub>
 
Lượng hiđrôhydro bổ sung có thể thu được từ [[cacbon mônôxít|mônôxít cacbon]] thông qua phản ứng nước-khí sau:
 
:CO + H<sub>2</sub>O → CO<sub>2</sub> + H<sub>2</sub>
 
== Hợp chất ==
Là nhẹ nhất trong mọi chất khí, hiđrôhydro liên kết với phần lớn các nguyên tố khác để tạo ra hợp chất. Nó có độ điện âm 2,2 vì thế nó tạo ra hợp chất ở những chỗ mà nó là nguyên tố mang [[Phi kim|tính phi kim loại]] nhiều hơn (1) cũng như khi nó là nguyên tố mang [[Kim loại|tính kim loại]] nhiều hơn (2). Các chất loại đầu tiên gọi là [[hiđrua]], trong đó hidro hoặc là tồn tại dưới dạng ion H<sup>-</sup> hay chỉ là hòa tan trong các nguyên tố khác (chẳng hạn như [[hiđrua palađi]]). Các chất loại thứ hai có xu hướng cộng hóa trị, khi đó ion H<sup>+</sup> là một hạt nhân trần và có xu hướng rất mạnh để hút các điện tử vào nó. Các dạng này là các axít. Vì thế thậm chí trong các dung dịch axít người ta có thể tìm thấy các ion như hiđrônihydroni (H<sub>3</sub>O<sup>+</sup>) cũng như prôton.
 
Hidro kết hợp với oxy tạo ra nước, H<sub>2</sub>O và giải phóng ra năng lượng, nó có thể nổ khi cháy trong không khí. Oxit deuteri, hay D<sub>2</sub>O, thông thường được nói đến như [[nước nặng]]. Hidro cũng tạo ra phần lớn các hợp chất với cacbon. Vì sự liên quan của các chất này với các loại hình sự sống nên người ta gọi các hợp chất này là các [[hợp chất hữu cơ|chất hữu cơ]], việc nghiên cứu các thuộc tính của các chất này thuộc về [[hóa hữu cơ]].
Dòng 192:
 
== Cảnh báo ==
Hidro là một chất khí dễ bắt cháy, nó cháy khi mật độ chỉ có 4%. Nó có phản ứng cực mạnh với [[clo]] và [[flo]], tạo thành các axit hiđrôhalichydrohalic có thể gây tổn thương cho phổi và các bộ phận khác của cơ thể. Khi trộn với oxy, hidro nổ khi bắt lửa. Hidro cũng có thể nổ khi có dòng điện đi qua.
 
Hydro biểu hiện một số mối nguy hiểm đối với sự an toàn của con người như khả năng cháy, nổ khi trộn với không khí với oxy tự do.<ref name=NASAH2>{{chú thích web|author=Brown, W. J. et al.|url=http://www.hq.nasa.gov/office/codeq/doctree/canceled/871916.pdf
Dòng 200:
 
== Xem thêm ==
* [[Phản hiđrôhydro]]
* [[Tế bào nhiên liệu]]
* [[HiđrôHydro nguyên tử]]
* [[Liên kết hiđrôhydro]]
* [[Vũ khí hạt nhân|Bom hạt nhân]]
* [[Ô tô hiđrôhydro]]
* [[Kinh tế hiđrôhydro]]
* [[Năng lượng hiđrôhydro|Năng lượng hiđrohydro]]
* [[Vạch hiđrôhydro|Vạch hiđrohydro]] trong quang phổ
* [[Bảng tuần hoàn|Bảng tuần hoàn các nguyên tố]]
* [[HiđrôHydro quang học]]
* [[HiđrôHydro khí nén]] ([[CGH2]])
* [[HiđrôHydro lỏng]] ([[LH2]])
 
==Chú thích==
Dòng 230:
== Liên kết ngoài ==
{{thể loại Commons|Hydrogen}}
* [http://periodic.lanl.gov/elements/1.html Phòng thí nghiệm quốc gia Los Alamos, Hoa Kỳ – HiđrôHydro]
* [http://www.webelements.com/webelements/elements/text/H/index.html WebElements.com – HiđrôHydro]
* [http://environmentalchemistry.com/yogi/periodic/H.html EnvironmentalChemistry.com – HiđrôHydro]
* [http://education.jlab.org/itselemental/ele001.html It's Elemental – HiđrôHydro]
* [http://www.hydrogenlab.de Hình ảnh của HiđrôHydro]
* [http://www.thehydrogenexpedition.com Thám hiểm hiđrôhydro]
* [http://www.uigi.com/hydrogen.html HiđrôHydro H<sub>2</sub>-thuộc tính, sử dụng, ứng dụng]
 
{{Bảng tuần hoàn thu gọn}}
 
[[Thể loại:HiđrôHydro| ]]
[[Thể loại:Phi kim]]
[[Thể loại:Hợp chất hiđrôhydro]]