Физические свойства водорода

Водорода – бесцветный газ без вкуса и запаха, мало растворим в воде (2,1 объема водорода растворяется в 100 объемах воды при н.у.), плохо растворяется в органических растворителях.

Водород образует двухатомную молекулу. Энергия связи 434 кДж/моль, длина связи 74 пм. Молекулы водорода отличаются большой прочностью и малой поляризуемостью, незначительными размерами, малой массой и большой подвижностью. Поэтому у водорода низкие температуры кипения и плавления: °С, °С.

Для водорода характерен особый вид аллотропии (орто- и пара формы), связанный с различной ориентацией ядерных спинов в молекуле Н2. В молекуле ортоводорода (°С, °С) ядерные спины направлены одинаково, в молекула параводорода (°С, °С) – противоположны друг другу. При комнатной температуре водород представляет равновесную смесь орто-(75%) и пара-формы (25%). Разделяют две формы путем адсорбции на активной угле при температуре жидкого азота. Активный уголь катализирует превращение ортоводорода в параводород. При низких температурах преобладает параводород, а при высоких – ортоводород.

Прим. Водород – неметалл. Квантово-механическим расчетом показано, что при очень высоких давлениях (» 250 ГПа) водород может перейти в металлическое состояние. Считается, что на дальних планетах Солнечной системы – Юпитере и Сатурне – водород находится в металлическом состоянии. Существует предположение, что в состав земного ядра также входит металлический водород, где он находится при сверхвысоком давлении, созданном земной мантией.