Համար մեկ տարը տիեզերքում

Տիեզերքում ջրածինը ամենատարածված տարրն է. կազմում է աստղերի և Արեգակի զանգվածի մոտ կեսը, Արեգակի մթնոլորտի 84 %-ը, միջաստղային միջավայրի և միգամածությունների հիմնական մասը: Իսկ երկրագնդի վրա ջրածինն առաջացնում է համար մեկ նյութը ՝ ջուրը(H2O): Ջրածնի պարունակությունը երկրակեղևում 0,15 % է, ընդհանուր պարունակությունը Երկրի վրա՝ 1 %: Ջրածինը Երկրի վրա ազատ վիճակում հանդիպում է հազվադեպ՝ որոշ հրաբխային և այլ բնական գազերում, օդում՝ 10-4%: Հետազոտվող աստեղերի մեծամասնությունը, ներառյալ Արևը պատկանում են նույն տեսակին, այսպես ասած գլխավոր հերթականույան աստղերին: Այսպիսի աստղերը իրենցից ներկայացնում են կայուն գազային գնդեր: Նրանք գրեթե չեն փոխվում միլիոնավոր տարիների ընթացքում և նրանց գոյությունը ապահովվում է հիմնական ածխածին-ազոտթթվածին ցիկլի ժամանակ առաջացած էներգիան և այդ ցիկլը դանդաղ գործընթաց է, երբ ածխածինը մի շարք միջուկային ռեակցիաների արդյունքում փոխարկվում է հելիումի: Ածխածնի փոխազդեցությունը պրոտնի հետ նաև հայտնի է ՛՛ պրոտոն-պրոտոնային միջուկային ռեակցիա ՛՛ անունով, որովհետև այդ միջուկային փոխարկումը սկսվում է պրոտոնով : Երբ աստղը սպառում է իր ջրածնի պաշարը, նա սեղմվում է և դառնում է նեյտրոնային աստղ, սև անցք կամ սպիտակ թզուկ: Արևը բաղկացած է մոտավորապես 95% ջրածնից, 5% հելիումից և ավելի ծանր տարրերից: Արևի կյանքի ժամանակահատվածը գնահատվում է մոտավորապես 10×1010 տարի և այս ժամանակահատվածի կեսը դեռ ապագայում է: Ջրածինը համարվում է, որպես երկրի մակերևույթի և տիեզերքի առավել տարածված տարր: Ջրածնի այրման ջերմաստիճանը ամենաբարձրն է, իսկ թթվածնի մեջ այրելու ժամանակ առաջացած նյութը ջուրն է, որը նորից ներառվում է ջրածնային էներգետիկայի շրջապտույտի մեջ: Ջրածնային էներգետիկան պատկանում է ոչ ավանդական տեսակի էներգիային: Ջրածնային էներգետիկա: Ջուրը որպես վառելանյութ: Վերջին տասնամյակում շատ ակնհայտ է դարձել այն փաստը, որ էներգետիկայի և տրանսպորտի հետագա զարգացումը մարդկությանը տանում է դեպի էկոլոգիական մեծամասշտաբ ճգնաժամի: Հանածո վառելիքի կտրուկ կրճատումը ստիպում է տնտեսապես զարգացած երկրներին ընդլայնել ատոմակայանների քանակը, որոնց օգտագործումը իրականում իրենից մեծ վտանգ է ներկայացնում, նաև կտրուկ կսրվի ռադիոկտիվ թափոնների վերամշակման խնդիրը: Հաշվի առնելով այս տագնապալից իրավիճակը, շատ գիտնականներ և փորձագետներ արտահայտվում են այլընտրանքային էներգիայի աղբյուրների օգտին: Մասնակիորեն իրենց հայացքները շրջվում են դեպի ջրածինը, որի պաշարները անսպառ են Համաշխարհային օվկիանոսի ջրերում: Ջրածնային վառելիքը անվիճելի արժանիքն է համարվում՝ իր օգտագործման էկոլոգիապես անվտանգ լինելու համար: Առաջինը ՝ ավանդական ՝ ջրածնի ստացումը բնական գազի և ածխի փոխարկումից հետագա ջրածնի տեղափոխման և օգտագործման հետ միասին: Եվ երկրորդ ուղղությունը ՝ ջրից ջրածնի ստացումը էլեկտրոլիզի օգնությամբ: Այսօր աշխարհում արտադրվում է 400 միլիարդ խորանարդ մետր ջրածին և դա համապատասխանում է նավթի արտադրության 10%-ին: Այդ ջրածնի մեծ մասը կիրառվում է քիմիական և սննդի արդյունաբերության մեջ: Համաշխարհային ջրածնային էներգետիկայի զարգացումը դանդաղ է ընթանում նաև այս տիպի վառելիքի բարձր գնով: Առաջ են գալիս ինֆրակառուցվածքի և ջրածնի արտադրության հարցերը: Եթե նրա գինը իջնի 5-2 եվրոյով, ապա ջրածնային հումքը կունենա պահանջարկ: Դիրքը պարբերեկան համակարգում՝ կարգաթիվը 1, 1-ին պարբերություն, 1-ին խումբ, գլխավոր ենթախումբ: Ատոմի բաղադրությունը և կառուցվածքը՝ միջուկի լիցքը՝+1 , միջուկում պրոտոնների թիվը 1, միջուկում նեյտրոնների թիվը 0: Իզոտոպները ՝ պրոտիում ՝ H, դեյտերիում ՝ D, տրիտիում ՝ T: Մինչ այսօր համարվում էր, որ դեյտերիումի բնական տարածվածությունը կազմում է ոչ ավել, քան 0.015%-ը: Այդ քանակը կախված է ինչպես նյութի բնույթից, այդպես էլ տիեզերքի էվոլուցիայի ձևավորման մատերիայի ընդհանուր քանակից: Հիմա ակնհայտ է, որ դեյտերիումը բնության մեջ մի փոքր շատ է, քան ենթադրվում էր նախկինում: Ծանր ջուրը(դեյտերիումի օքսիդը) ունի նույն քիմիական բանաձևը, ինչ սովորական ջուրը, բայց ջրածնի ատոմների փոխարեն պարունակում է ջրածնի երկու ծանր իզոտոպներ՝ դեյտերիումի ատոմներ: Ջրածինը միշտ միավալենտ է: Այլ ատոմների հետ ջրածնի ատոմը առաջացնում է էլեկտրոնների միայն մեկ ընդհանուր զույգ H:H, H:Cl Օքսիդացման աստիճանը. ¨ Ոչ մետաղների հետ առաջացրած միացություններում ՝ +1 ¨ Ակտիվ մետաղների հետ առաջացրած միացություններում ՝ -1 Մթնոլորտի վերին շերտերում ջրածնի պարունակությունը շատ ավելի մեծ է, մերձերկրյա տարածությունում առաջացնում է Երկրի պրոտոնային ճառագայթումային գոտին: Ջրածինը մտնում է ամենատարածված նյութի՝ ջրի (11,19% ըստ զանգվածի), ինչպես նաև քարածխի, նավթի, բնական գազերի, կենդանական ու բուսական օրգանիզմների բաղադրության մեջ: Ֆիզիկական Պարզ նյութջրածինը(H2) սովորական պայմաններում անգույն, ա նհամ, անհոտ գազ է։14,5 անգամ թեթևէ օդից (ամենաթեթև գազն է)։Ջրում քիչ է լուծվում՝ 1 լ ջրում 20°Сում լուծվում է 18 մլջրածին։-252,8°Сում 1 մթնոլորտային ճնշման տակ ջրածինը դառնում է շա րժուն հեղուկ, որըևս անգույն է։ Ջրածինը լավ լուծվում է ո րոշ մետաղներում (Ni,Pd,Pt) 1ծավալ պալադիումում լուծվում է 850 ծավալ ջրածին՝ տա քացնելիս այն քանակապեսանջատվում է։ Ջրածնի դիրքը 1 եվ 7 րդ խմբում պայմանավորված է նրանով, որ ջրածնի ատոմը կարող է կորցնել էլեկտրոն նմանվելով ալկալիակ ան մետաղներին եվ վերցնելէլեկտրոն նմանվելով հալոգեն ներին այիսպիսով ջրածնի ատոմը օժտված է վերօքսերկա կիությամբ՝ կարող է լինել ե՛վ օքսիդիչ ե՛վ վերականգնիչ: Քիմիական Ջրածնի ատոմը խիստ ռեակցիոունակ է և շատ արագ առաջացնում է H2 մոլեկուլը:Ատոմական ջրածնով աշխատող այրիչը ստեղծում է 4000°С բարձր ջերմաստիճան, որը պայմանավորված է H2-ի կապի մեծ էներգիայով ։ Բացի հիդրիդներից, որտեղ ջրածնի օքսիդացման աստիճանը -1 է, մնացած միացություններում ունի +1 օքսիդացման աստիճան։ 1. Ջրածինը միանում է թթվածնի հետ՝ հսկայական քանակի էներգիայի անջատմամբ (ջրածնաթթվածնային բոցի ջերմաստիճանը հասնում է 3000°С: 2H2+O2=2H2O+Q այս գազերի 2:1 հարաբերությունը կոչվում է շառաչող գազ, քանի որ ավարտվում է պայթյունով։ Այն գիտնականը, որը անվտանգ կերպով կիրականացնի ջրածնի ստացումը ջրի քայքայումով և ստացված ջրածինը այրելով անջատված հսկայական էներգիան կկիրառի, այդպիսով կարելի է ասել, որ նա կստեղծի <<հավերժական շարժիչ>> և՛՛ կլուծի էներգետիկ հիմնախնդիրը երկրագնդի վրա, իսկ նրա անունը մարդկությունը կհիշի դարեդար: 2. Լույսի կամ ջերմության ազդեցությամբ H2 միանում է հալոգենների և այլ ոչ մետաղների հետ։ H2 + Cl2 ⇌ 2HCl↑ H2+S=H2S 3H2+N2=2NH3 (400-500°С,p,Fe) 3. Ջրածինը ուժեղ վերականգնիչ է, այն վերականգնում է շատ մետաղներ իրենց օքսիդներից. PbO+H2=Pb+H2O CuO+H2=Cu+H2O MoO3+3H2=Mo+3H2 փոխազդում է նաև որոշ ոչ մետաղների օքսիդների հետ, ստացվում է ոչ մետաղ. 2NO2+4H2=N2+4H2O 4. Մետաղների հետ ջրածինը առաջացնում է հիդրիդներ, որոնք պինդ նյութեր են և կարծես ջրածնի շտեմարան լինեն, որովհետև ջրի հետ՝ տալիս են ջրածին, որը հնարավոր է ապագայում օգտագործել որպես վառելիք՝ բենզինի փոխարեն։ H2+2Na=2NaH Ca+H2=CaH2 5. Օրգանական քիմիական ռեակցիաներում ջրածինը օգտագործում են հիդրացնելու համար։ H2C=CH2+H2→C2H6 1. Ջրածնից փոքր իոնացմանպոտենցիալներո վ մետաղների և թթուների փոխազդեցությունից ( բացի HNO3 և խիտH2SO4 -ից). Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑ Fe+H2SO4 (նոսր)=FeSO4+H2↑ 2. Ալկալիական և հողալկալիական մետաղներ ի ու ջրի փոխազդեցությունից. 2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ Ca+2H2O=Ca(OH)2+H2↑ 3. Որոշ մետաղների կամ ոչ մետաղների և ալկալու ջրային լուծույթի փոխազդեցությունից. 2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4 ]+3H2↑ Zn+2NaOH+2H2O=Na2 [Zn(OH)4 ]+H2↑ Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑ 4. Մետաղների հիդրիդների և ջրի կամ թթուների փ ոխազդեցությունից. 2NaH+H2O=2NaOH+H2↑ CaH2+2HCl=CaCl2+2H2↑ 5. Ալկալիների, թթուների և որոշ աղերի ջրային լուծույթների էլեկտրոլիզով. 6.Շիկացած ածխի և ջրային գոլորշու փոխազդեցությ ունից (1000°С). C+H2O=CO+H2 (ջրագազ) 7.Երկաթագոլորշային եղանակով՝ շիկացած երկ աթի և ջրային գոլորշուփոխազդեցությունից. 3Fe+4H2O=Fe3O4+4H2 8. Մեթանի կոնվերսիայով (փոխարկմամբ) (900°С) CH4+H2O=CO+3H2 կամ CH4+2H2O=CO2+4H2 Մեծ քանակությամբ ջրածին կիրառվում է ամոնիակ, HCl սինթեզելու համար, հեղուկ ճարպերի հիդրոգենացման համար։ Որպես թեթև գազ հելիումի հետ լցնում էին օդապարիկները։ Ջրածինը օգտագործում են բարձր ջերմաստիճան ստանալու համար (3000-4000°С)։ Սակայն ջրածնի ամենալուրջ խնդիրը՝ միջուկային այս ռեակցիան է 21H+31H=42He+n+17,6 կՋ: Այս ռեակցիան ընթանում է 10 մլն աստիճանում, եթե հնարավոր լիներ կառավարել այս ռեակցիան, մարդկությունը կլուծեր էներգիայի պրոբլեմը։ Կարևոր է նաև պինդ վիճակում ջրածնի ստացումը (մետաղական ջրածին), որը օժտված է գերհաղորդականությամբ։