Kluczowa różnica między wodorem cząsteczkowym i metalicznym polega na tym, że wodór cząsteczkowy ma właściwości gazowe, podczas gdy wodór metaliczny ma właściwości metaliczne podobne do właściwości metali alkalicznych.
Wodór jest pierwszym pierwiastkiem chemicznym w układzie okresowym pierwiastków. Zwykle występuje w stanie gazowym jako cząsteczka diwodoru. W tym stanie wodór jest nazywany wodorem cząsteczkowym, ponieważ ma postać cząsteczkową. Oprócz stanu gazowego wodór może występować w stanie ciekłym, stałym, błotnym i metalicznym.
Co to jest wodór cząsteczkowy?
Termin wodór cząsteczkowy odnosi się do stanu gazowego diwodoru. Jest to naturalnie występujący stan wodoru. Wzór chemiczny wodoru cząsteczkowego to H2i ma dwa atomy wodoru połączone pojedynczym wiązaniem kowalencyjnym między nimi. Masa cząsteczkowa tego związku chemicznego wynosi 2,01 g/mol.
Biorąc pod uwagę właściwości wodoru cząsteczkowego, jest on bezbarwny, bezwonny, bez smaku, nietoksyczny i łatwopalny. Jest to również niemetaliczna forma wodoru. Ponadto gazowy wodór łatwo tworzy wiązania kowalencyjne z innymi niemetalicznymi pierwiastkami chemicznymi, a także może reagować z pierwiastkami metalicznymi. Dlatego wodór w dowolnej cząsteczce można nazwać wodorem molekularnym.
Rysunek 01: Utlenianie wodoru cząsteczkowego
Gazowy wodór występuje naturalnie w naszej atmosferze (głównie w górnych warstwach atmosfery), ale w bardzo śladowych ilościach. Możemy jednak sztucznie wytworzyć gazowy wodór poprzez reakcję między kwasami a metalami, która wydziela gazowy wodór jako produkt uboczny. Jednak w produkcji na skalę przemysłową wodór gazowy wytwarzany jest głównie z gazu ziemnego. Rzadziej jest również wytwarzany z elektrolizy wody.
Gazowy wodór jest wysoce łatwopalny. Może reagować z gazowym tlenem, wytwarzając wodę i ciepło. Płomień z czystego tlenu i wodoru promieniuje światłem UV. Ponadto gazowy wodór może reagować z prawie wszystkimi materiałami utleniającymi. Na przykład może spontanicznie i gwałtownie reagować z gazowym chlorem w temperaturze pokojowej, tworząc chlorowodór.
Co to jest metaliczny wodór?
Wodor metaliczny to faza wodoru, która ma właściwości typowego metalu. Dlatego ten rodzaj wodoru może pełnić funkcję przewodnika elektrycznego. Koncepcja wodoru metalicznego po raz pierwszy pojawiła się na scenie w 1935 roku po Eugene Wigner i Hillard Bell Huntington, którzy przewidzieli koncepcję wodoru metalicznego na podstawie teoretycznej.
Rysunek 02: Metaliczny wodór w Jowiszu
Rozważając właściwości wodoru metalicznego, może on istnieć jako ciecz w warunkach wysokiego ciśnienia i temperatury. Tutaj ciśnienie musi być większe niż 25 Gpa, gdzie występuje faza objętościowa zawierająca sieć protonów i zdelokalizowanych elektronów. Zgodnie z założeniami naukowców metaliczny wodór występuje we wnętrzu planet takich jak Jowisz czy Saturn. Ponadto według teorii możliwym stanem jest ciekły metaliczny wodór. Poza tym zakłada się, że wodór metaliczny ma właściwości nadprzewodnictwa.
Jaka jest różnica między wodorem molekularnym a metalicznym?
Kluczowa różnica między wodorem cząsteczkowym i metalicznym polega na tym, że wodór cząsteczkowy ma właściwości gazowe, podczas gdy wodór metaliczny ma właściwości metaliczne podobne do właściwości metali alkalicznych. Co więcej, wodór cząsteczkowy składa się z cząsteczek diwodoru, podczas gdy wodór metaliczny składa się z sieci protonowej i zdelokalizowanych elektronów.
Ponadto inną różnicą między wodorem cząsteczkowym a metalicznym jest to, że wodór cząsteczkowy występuje w stanie gazowym, podczas gdy wodór metaliczny występuje w stanie metalicznym.
Podsumowanie – Wodór cząsteczkowy kontra metaliczny
Wodór cząsteczkowy zwykle występuje w stanie gazowym. Poza stanem gazowym wodór może występować w stanie ciekłym, stałym, błotnym i metalicznym. Kluczowa różnica między wodorem cząsteczkowym i metalicznym polega na tym, że wodór cząsteczkowy ma właściwości gazowe, podczas gdy wodór metaliczny ma właściwości metaliczne podobne do metali alkalicznych.
