„Hidrogén” változatai közötti eltérés
| [nem ellenőrzött változat] | [ellenőrzött változat] |
Tartalom törölve Tartalom hozzáadva
sok volt Címkék: HTML-sortörés Vizuális szerkesztés |
a Visszaállítottam a lap korábbi változatát 2001:4C4E:18C1:BB00:8D5E:C598:15D6:8D2A (vita) szerkesztéséről Balint36 szerkesztésére Címke: Visszaállítás |
||
1. sor:
{{egyért2|a kémiai elemről|hidrogéngazdaság}}
{{Hidrogén/Táblázat}}
A '''hidrogén''' (régies, magyarosított elnevezése '''köneny''' vagy '''gyulany''',<ref>{{cite journal | quotes = | author = Bán Gergely | coauthors = Bán András | year = 1997 | month = március | title = "Ómagyar" | journal = [[Természet Világa]] | volume = 128 | issue = 3 | pages = 116–117 | id = ISSN 0040-3717| url = http://www.termeszetvilaga.hu/tv9703/omagyar.html | accessdate = 2013-06-22}}</ref> [[latin nyelv|latinul]]: ''hydrogenium)'' a [[Kémiai elemek periódusos rendszere|periódusos rendszer]] első [[kémiai elem]]e. Vegyjele '''H''', [[rendszám (kémia)|rendszáma]] 1. A hidrogén a legkönnyebb elem, atomtömege 1,00784–1,00811 [[atomi tömegegység|u]], egyatomos formájában (H<sub>1</sub>) a leggyakoribb elem, a [[világegyetem]] [[barion]]-tömegének mintegy 75%-a.<ref>{{cite web
|last=Palmer|first=D. |title=Hydrogen in the Universe|url=http://imagine.gsfc.nasa.gov/docs/ask_astro/answers/971113i.html|publisher=[[NASA]]|date=1997-09-3|accessdate=2008-02-05}}</ref><ref group="megj.">Megjegyzendő, hogy az univerzum tömegének legnagyobb része nem [[barion]]ok vagy [[kémiai elem]]ek formájában található (lásd [[sötét anyag]] és [[sötét energia]]).</ref> A fősorozatbeli [[csillag]]ok nagyrészt [[plazma]] halmazállapotú hidrogénből állnak, amit apránként [[hélium]]má alakítanak át - atommagfúziós folyamatok segítségével. A többi kozmikus testre általánosan igaz, hogy minél nagyobb, annál több benne a hidrogén: mivel a kisebb [[égitest]]ek gravitációs mezeje az igen könnyű hidrogéngázt nem képes [[légkör]]ében huzamosan megtartani.
[[szabványos nyomás és hőmérséklet|Szabványos nyomáson és hőmérsékleten]] színtelen, szagtalan, íztelen, nem mérgező, [[nemfémek|nem fémes]], egy [[vegyérték]]ű, igen gyúlékony kétatomos [[gáz]], [[kémiai képlet]]e H<sub>2</sub>. A világűrben előforduló, atomos hidrogén a Földön ritka, mert a hidrogén a legtöbb elemmel könnyen képez [[kovalens kötés|kovalens]] vegyületeket; ekként jelen van a [[víz]]molekulában és a legtöbb [[szerves vegyület]]ben is. Különösen fontos szerepet játszik a sav-bázis reakciókban, az oldható molekulák közötti [[proton]]-átadásban.
[[Ion]]os vegyületeiben lehet negatív töltésű (a [[hidrogén anion]] másik neve [[hidridek|hidrid]], jele H<sup>−</sup>), vagy lehet pozitív töltésű H<sup>+</sup>. Ez utóbbi [[kation]] elméletben csak egy csupasz proton, ám a valóságban az ionos vegyületekben a hidrogén kationok komplexeket alkotnak.
A hidrogén leggyakoribb [[izotóp]]ja a [[prócium]] (ritkán használt név, jele <sup>1</sup>H), atommagja egyetlen protonból és nulla [[neutron]]ból áll. Mint a legegyszerűbb ismert atom, elméletileg is nagy jelentőségű. Így például, mivel ez az egyetlen olyan semleges elem, amelyre a [[Schrödinger-egyenlet]] analitikus eredményt ad, energetikájának és kötéseinek tanulmányozása kulcsszerepet játszott a [[kvantummechanika]] kidolgozásában.
A hidrogéngázt mesterségesen először a 16. század elején állították elő fémek és erős savak összekeverésével. 1766–81 között elsőként [[Henry Cavendish]] ismerte fel, hogy a hidrogéngáz egy diszkrét anyag,<ref>
{{Hivatkozás/Epizód
|title = Discovering the Elements
|url = http://www.bbc.co.uk/programmes/b00q2mk5
|series = Chemistry: A Volatile History
|credits = Presenter: Professor Jim Al-Khalili
|network = [[BBC]]
|station = [[BBC Four]]
|airdate = 2010-01-21
|minutes = 25:40
}}</ref> aminek égésekor víz keletkezik. Erről a tulajdonságáról kapta később a nevét: [[görög nyelv|görögül]] a ''υδρογόνο'' „vízképzőt” jelent.<ref>{{cite web |url=www.vilaglex.hu/Erdekes/Html/KemiaNev.htm |title=Kémiai elnevezések, elemek és vegyületek mindenféle elnevezései|accessdate=2013-02-02}}</ref>
Az iparban nagyrészt [[földgáz]] és vízgőz reakciójával állítják elő, kisebb mértékben nagyobb energiaigényű hidrogéntermelő módszerekkel, mint amilyen a víz [[elektrolízis]]e.<ref>{{cite web
|title=Hydrogen Basics — Production
|url=http://www.fsec.ucf.edu/en/consumer/hydrogen/basics/production.htm
|publisher=Florida Solar Energy Center
|year=2007
|accessdate=2008-02-05
}}</ref> A legtöbb hidrogént a termelés helyéhez közel használják fel. Két legnagyobb felhasználási területe a [[fosszilis tüzelőanyagok]] feldolgozása (pl.: [[hidrokrakkolás]]) és az [[ammónia]]gyártás, elsősorban a műtrágyákhoz.
A hidrogén nagyon jól oldódik egyes fémekben (pl.: [[palládium]]ban, [[platina|platinában]], [[nikkel]]ben); mindemellett [[kohászat|metallurgiai]] szempontból aggodalomra ad okot, hogy sok fémet rideggé és törékennyé tesz;<ref name="Rogers 1999 1057–1064">{{cite journal
|last=Rogers|first=H.C.
|title=Hydrogen Embrittlement of Metals
|journal=Science
|volume=159|issue=3819|pages=1057–1064
|year=1999
|doi=10.1126/science.159.3819.1057
|pmid=17775040
|bibcode = 1968Sci...159.1057R}}</ref> ezzel megbonyolítja – többek között – a csővezetékek és tartályok tervezését.<ref name="Christensen">{{cite news
|last = Christensen
|first = C.H.
|coauthors = Nørskov, J.K.; Johannessen, T.
|date = 9 July 2005
|title = Making society independent of fossil fuels — Danish researchers reveal new technology
|publisher = Technical University of Denmark
|url = http://www.dtu.dk/English/About_DTU/News.aspx?guid=%7BE6FF7D39-1EDD-41A4-BC9A-20455C2CF1A7%7D
|accessdate = 2008-03-28
|archiveurl = https://web.archive.org/web/20100107204859/http://www.dtu.dk/English/About_DTU/News.aspx?guid=%7BE6FF7D39-1EDD-41A4-BC9A-20455C2CF1A7%7D
|archivedate = 2010-01-07
}}</ref>
== Tulajdonságai ==
24 ⟶ 72 sor:
A hidrogénatom még pontosabb leírása tisztán a kvantummechanikából származik, amely a [[Schrödinger-egyenlet]]et vagy a [[Richard Feynman|Feynman]] útintegrál formulát használja a proton körüli elektron [[valószínűségi sűrűség függvény|valószínűségi sűrűségfüggvényének]] kiszámításához.<ref>{{cite web| last=Stern|first=David P.|date=2005-02-13| url=http://www-spof.gsfc.nasa.gov/stargaze/Q7.htm| title=Wave Mechanics| publisher=NASA Goddard Space Flight Center| accessdate=2008-04-16}}</ref> A legbonyolultabb modellek a [[speciális relativitáselmélet]] és a [[vákuumpolarizáció]] kis hatásait is magukban foglalják. A kvantummechanikai felfogásban az alapállapotú hidrogénatom elektronjának egyáltalán nincs perdülete – ez szemlélteti, mennyire eltér a „bolygóként keringő” elektron képe a valóságtól.
=== Elemi molekulaformák ===
<!--{{bővebben|A hidrogén magspin-izomerjei}}-->
[[Fájl:Liquid hydrogen bubblechamber.jpg|150px|bélyegkép|Az első nyomok a folyékony hidrogénben, a [[Bevatron]] [[buborékkamra|buborékkamrájában]]]]
A hidrogén kétatomos molekulájának két különböző magspin-izomerje létezik, amelyek az atommagok relatív [[spin]]jében térnek el.<ref name="uigi">{{cite web|author=Staff|year=2003|url=http://www.uigi.com/hydrogen.html|title=Hydrogen (H<sub>2</sub>) Properties, Uses, Applications: Hydrogen Gas and Liquid Hydrogen|publisher=Universal Industrial Gases, Inc.|accessdate=2008-02-05}}</ref> Az [[ortohidrogén]]ben a két proton spinje azonos irányú, és triplett állapotot alkot, az eredő magspinmomentum: 1 (½ + ½). A [[parahidrogén]]ben a protonok spinjei ellentétes irányúak, és szinglett állapotot alkotnak, az eredő magspinmomentum: 0 (½ − ½). Standard hőmérsékleten és nyomáson a hidrogéngáz körülbelül 25% para- és 75% ortohidrogénből áll, melyet normál hidrogénnek is neveznek.<ref name="Tikhonov">{{cite journal|last=Tikhonov|first=Vladimir I.|coauthors=Volkov, Alexander A.|title=Separation of Water into Its Ortho and Para Isomers|journal=Science|year=2002|volume=296|issue=5577|doi=10.1126/science.1069513|pmid=12089435|page=2363}}</ref> Az ortohidrogén és a parahidrogén egyensúlyi aránya függ a hőmérséklettől, de mivel az orto forma egy gerjesztett állapot, és emiatt nagyobb energiájú, mint a para forma, ezért instabil, és nem lehet tisztán előállítani. Nagyon alacsony hőmérsékleten az egyensúlyi állapot szinte kizárólag a para formából áll. A tiszta parahidrogén folyadék- és gázfázisainak termikus tulajdonságai – a rotációs hőkapacitásaik különbözősége miatt – jelentősen eltérnek a normál formáétól.<ref name="NASA">{{cite web|last=Hritz|first=James|month=March|year=2006|url=http://smad-ext.grc.nasa.gov/gso/manual/chapter_06.pdf|format=PDF|title=CH. 6 – Hydrogen|work=NASA Glenn Research Center Glenn Safety Manual, Document GRC-MQSA.001|publisher=NASA|accessdate=2008-02-05}}</ref> Az orto/para megkülönböztetés más hidrogén-tartalmú molekulákban vagy funkciós csoportokban is előfordul, mint például a [[víz]]ben és a [[metilén]]ben, de kis jelentőségű azok termikus tulajdonságaira nézve.<ref>{{cite journal| last=Shinitzky| first=Meir| last2=Elitzur| first2=Avshalom C.| title=Ortho-para spin isomers of the protons in the methylene group| journal=Chirality| volume=18| issue=9| pages=754–756|year=2006|doi=10.1002/chir.20319| pmid=16856167| last1=Shinitzky| first1=M}}</ref>
A para- és ortohidrogén közötti nem katalizált átalakulás a hőmérséklettel nő, így a gyorsan kondenzált H<sub>2</sub> nagy mennyiségű, nagy energiájú orto formát tartalmaz, amely nagyon lassan para formává alakul.<ref>{{cite journal|last=Milenko|first=Yu. Ya.|coauthors=Sibileva, R. M.; Strzhemechny, M. A|title=Natural ortho-para conversion rate in liquid and gaseous hydrogen|journal=Journal of Low Temperature Physics|year=1997|volume=107|issue=1–2|pages=77–92|doi=10.1007/BF02396837|bibcode = 1997JLTP..107...77M}}</ref> A kondenzált H<sub>2</sub>-ben lévő orto/para arány alapos megfontolást igényel a folyékony hidrogén előállításakor és tárolásakor: az orto-para átalakulás ugyanis [[Exoterm reakció|exoterm]] folyamat, és elegendő hőt termel ahhoz, hogy elpárologtassa a folyékony hidrogén egy részét, így veszteséget okoz. Az orto-para átalakulás [[katalizátor]]ait, úgymint [[vas(III)-oxid]], [[aktív szén]], platinázott azbeszt, ritkaföldfémek, uránvegyületek, [[króm(III)-oxid]], illetve néhány nikkelvegyület,<ref>{{cite web|url=http://www.mae.ufl.edu/NasaHydrogenResearch/h2webcourse/L11-liquefaction2.pdf|title=Ortho-Para conversion. Pag. 13|format=PDF|accessdate=2008-12-16|archiveurl=https://web.archive.org/web/20081216223955/http://www.mae.ufl.edu/NasaHydrogenResearch/h2webcourse/L11-liquefaction2.pdf|archivedate=2008-12-16}}</ref> felhasználják a hidrogén hűtése közben.<ref name="Svadlenak">{{cite journal|last=Svadlenak|first=R. Eldo|coauthors=Scott, Allen B|title=The Conversion of Ortho- to Parahydrogen on Iron Oxide-Zinc Oxide Catalysts|journal=Journal of the American Chemical Society|year=1957|volume=79|issue=20|pages=5385–5388|doi=10.1021/ja01577a013}}</ref>
=== További fázisai ===
[[Fájl:Jupiter interior.png|bélyegkép|jobbra|220px|A Jupiterhez és a Szaturnuszhoz hasonló [[Óriásbolygó|gázóriások]] nagy mennyiségben tartalmazhatnak fémes hidrogént (szürkével jelölve)]]
==== Fémes hidrogén ====
{{fő|Fémes hidrogén}}
32 ⟶ 88 sor:
==== Hidrogéniszap ====
A hidrogéniszap folyékony és szilárd halmazállapotú hidrogén elegye [[hármaspont]]i hőmérsékleten. Alacsonyabb a hőmérséklete, de 16-20%-kal nagyobb a sűrűsége, mint a folyékony hidrogéné;<ref>{{cite web |author=Nancy B. McNelis, Terry L. Hardy, Margaret V. Whalen, Maureen T. Kudlac, Matthew E. Moran, Thomas M. Tomsik and Mark S. Haberbusch |year=1995 |month= 04 |url=https://web.archive.org/web/20090704124320/http://gltrs.grc.nasa.gov/cgi-bin/GLTRS/browse.pl?1995/TM-106863.html |title=A summary of Slush hydrogen |publisher=[[NASA]]}}</ref> ezért lehetséges jövőbeni [[rakéta-hajtóanyag]]. A hidrogéniszap alkalmazásával ugyanis csökkenne az [[űrhajó]]k üzemanyagtartályának térfogata, és így a jármű üres tömege is.<ref>{{cite web |url=http://www.astronautix.com/props/airshlh2.htm |title=Density |author=Astronautix.com |accessdate=2012-12-29}}</ref>
=== Vegyületei ===
{{bővebben|:Kategória:Hidrogénvegyületek}}
==== Kovalens és szerves vegyületek ====
Habár a H<sub>2</sub> standard körülmények között nem túlzottan reakcióképes, mégis a legtöbb elemmel vegyületeket képez. A hidrogén a nála nagyobb [[elektronegativitás]]ú elemekkel is alkothat vegyületeket, mint például a [[halogének]] (pl. F, Cl, Br, I), vagy az [[oxigén]]; ezekben a vegyületekben a hidrogén részlegesen pozitív töltésű.<ref>{{cite web|last=Clark |first=Jim |title=The Acidity of the Hydrogen Halides |work=Chemguide |year=2002 |url=http://www.chemguide.co.uk/inorganic/group7/acidityhx.html#top|accessdate=2008-03-09}}</ref> Amikor [[fluor]]hoz, [[oxigén]]hez, vagy [[nitrogén]]hez kötődik, a hidrogénatomok részt vehetnek egy közepes erősségű, nem kovalens kötés kialakításában, az úgynevezett [[hidrogénkötés]]ben, amely sok biológiai molekula stabilitása szempontjából kulcsfontosságú.<ref>{{cite web|last=Kimball| first=John W. |title=Hydrogen| work=Kimball's Biology Pages| date=2003-08-07 |url=http://users.rcn.com/jkimball.ma.ultranet/BiologyPages/H/HydrogenBonds.html |accessdate=2008-03-04}}</ref><ref>IUPAC Compendium of Chemical Terminology, Electronic version, [http://goldbook.iupac.org/H02899.html Hydrogen Bond]</ref> A hidrogén a kisebb elektronegativitású elemekkel – például a [[fémek]]kel, [[félfémek]]kel – is képez vegyületeket, ezekben részleges negatív töltést vesz fel. Ezeket a vegyületeket gyakran sószerű [[hidridek]]nek<!-- Erre magyar forrás is kéne!--> nevezik.<ref>{{cite web|last=Sandrock|first=Gary|title=Metal-Hydrogen Systems|publisher=Sandia National Laboratories|date=2002-05-02|url=http://hydpark.ca.sandia.gov/DBFrame.html|accessdate=2008-03-23|archiveurl=https://web.archive.org/web/20080224162206/http://hydpark.ca.sandia.gov/DBFrame.html|archivedate=2008-02-24}}</ref>
A hidrogénvegyületek hatalmas sokaságát képezi a [[szén]]nel, ezek az úgynevezett [[szénhidrogének]], és még ennél is több, [[heteroatom]]ot is tartalmazó szénvegyülete ismert. Ezeket – az élő dolgokkal való általános kapcsolatuk miatt – [[szerves vegyület]]eknek nevezik,<ref name="hydrocarbon">{{cite web| title=Structure and Nomenclature of Hydrocarbons|publisher=Purdue University| url=http://chemed.chem.purdue.edu/genchem/topicreview/bp/1organic/organic.html| accessdate=2008-03-23}}</ref> tulajdonságaik vizsgálatának tudománya a [[szerves kémia]],<ref>{{cite web| title=Organic Chemistry| work=Dictionary.com| publisher=Lexico Publishing Group| year=2008| url=http://dictionary.reference.com/browse/organic%20chemistry| accessdate=2008-03-23}}</ref> illetve ugyanez az élő [[szervezet (biológia)|szervezetek]] szempontjából a [[biokémia]].<ref>{{cite web|title=Biochemistry| work=Dictionary.com |publisher=Lexico Publishing Group |year=2008 |url=http://dictionary.reference.com/browse/biochemistry |accessdate=2008-03-23}}</ref> Néhány definíció szerint, a „szerves” vegyületeknek elegendő csupán szenet tartalmazniuk. Azonban, a legtöbb közülük hidrogént is tartalmaz, és mivel ez a szén–hidrogén kötés az, amely az ebbe az osztályba tartozó vegyületek legtöbb különleges kémiai jellemzőjét adja, egyes meghatározások szerint a szén–hidrogén kötések szükségesek a „szerves” kémiához.<ref name="hydrocarbon" /> Milliónyi szénhidrogén ismert, és ezek többnyire bonyolult, szintetikus úton állíthatók elő, amely eljárások ritkán tartalmaznak elemi hidrogént.
==== Hidridek ====
{{bővebben|Hidridek}}
A hidrogén vegyületeit gyakran nevezik [[hidridek]]nek, mely kifejezés használata meglehetősen tág értelmű. A „hidrid” kifejezés azt sugallja, hogy a H-atom negatív vagy anionos jellegű, amelyek jelölése H<sup>-</sup>, és akkor használjuk, amikor a hidrogén nálánál [[Elektronegativitás|elektropozitívabb]] elemmel képez vegyületet. A hidrid anion létezését [[Gilbert Newton Lewis|Gilbert N. Lewis]] vetette fel 1916-ban, az I. és II. főcsoprt sószerű hidridjei számára, és Moers bizonyította 1920-ban [[lítium-hidrid]] (LiH) olvadékelektrolízisével, melynek során az anódon [[sztöchiometria|sztöchiometrikus]] mennyiségű hidrogén keletkezett.<ref name="Moers">{{cite journal|last=Moers |first=Kurt |title=Investigations on the Salt Character of Lithium Hydride |journal=Zeitschrift für Anorganische und Allgemeine Chemie |year=1920|volume=113|issue=191|pages=179–228|doi=10.1002/zaac.19201130116}}</ref> Figyelembe véve a hidrogén alacsony elektronegativitását, az I. és II. főcsoporton kívüli fémek esetében a kifejezés meglehetősen megtévesztő. A II. főcsoport hidridjei közül kivétel a BeH<sub>2</sub>, amely polimer. A [[lítium-alumínium-hidrid]]ben az {{chem|AlH|4|-}} anion az Al(III)-hoz erősen kötődő hidridionokból áll.
Habár majdnem mindegyik főcsoport elemeivel képezhetők hidridek, a vegyületek száma és lehetséges kombinációjuk nagyon változó, például ismert több mint száz biner borán-hidrid, de csak egy biner alumínium-hidrid.<ref name="Downs">{{cite journal |last=Downs |first=Anthony J. |coauthors=Pulham, Colin R. |title=The hydrides of aluminium, gallium, indium, and thallium: a re-evaluation
|journal=Chemical Society Reviews |year=1994 |volume=23 |pages=175–184 |doi=10.1039/CS9942300175 |issue=3}}</ref> Biner [[indium]]-hidridet még nem azonosítottak, jóllehet nagyobb komplexek léteznek.<ref name="Hibbs">{{cite journal |last=Hibbs |first=David E. |coauthors=Jones, Cameron; Smithies, Neil A. |title=A remarkably stable indium trihydride complex: synthesis and characterisation of [InH<sub>3</sub>P(C<sub>6</sub>H<sub>11</sub>)<sub>3</sub>] |journal=Chemical Communications |year=1999 |pages=185–186 |doi=10.1039/a809279f |issue=2}}</ref>
A [[szervetlen kémia|szervetlen kémiában]] a hidridek híd[[ligandum (szervetlen kémia)|ligandumok]] szerepét tölthetik be két központi fémion között a koordinációs komplexekben. Ez a funkció különösen gyakori a 13. csoport elemei közt, különösen a boránok (bór-hidridek), az [[alumínium]] komplexek, valamint a karborán klaszterek esetében.<ref name="Miessler" />
==== Protonok és savak ====
A hidrogén oxidációjakor az atomból eltávolítódik egy elektron, és H<sup>+</sup> ion keletkezik, amely nem tartalmaz elektront, és [[atommag]]jában általában egy proton található. Ez az oka annak, hogy a hidrogéniont gyakran csak protonnak nevezik. A [[Sav-bázis elméletek#Brønsted-Lowry féle|Brønsted–Lowry-elmélet]] szerint a savak proton donorok, míg a bázisok proton akceptorok.
A csupasz proton (H<sup>+</sup>) nem létezhet oldatban vagy ionos kristályban, mert erőteljesen vonzza más atomok vagy molekulák elektronjait. Leszámítva a magas hőmérsékleten előforduló plazma állapotot, az ilyen protonokat nem lehet eltávolítani az atomok és molekulák [[elektronfelhő]]itől, ezért azok továbbra is kötődni fognak.
=== Izotópjai ===
{{Bővebben|A hidrogén izotópjai}}
[[Fájl:Hydrogen discharge tube.jpg|220px|bélyegkép|Hidrogén kisülési cső]]
[[Fájl:Deuterium discharge tube.jpg|220px|bélyegkép|Deutérium kisülési cső]]
[[Fájl:Protium.svg|bélyegkép|220px|A prócium a hidrogén leggyakoribb [[izotóp]]ja, egy protonból és egy elektronból áll. Egyedülálló a stabil izotópok közt, mivel nincs neutronja (hogy miért nincs másik, arról bővebben lásd: [[A hélium izotópjai#Hélium-2 (diproton)|diproton]])]]
A hidrogénnek három természetben előforduló izotópja van, ezek jelölése <sup>1</sup>H, <sup>2</sup>H és <sup>3</sup>H. Laboratóriumban egyéb, nagymértékben instabil hidrogén-atommagokat (<sup>4</sup>H-től <sup>7</sup>H-ig) is előállítottak már, de ezeket a természetben nem figyelték meg.<ref name="Gurov">{{cite journal
|author=Gurov, Yu. B.; Aleshkin, D. V.; Behr, M. N.; Lapushkin, S. V.; Morokhov, P. V.; Pechkurov, V. A.; Poroshin, N. O.; Sandukovsky, V. G.; Tel'kushev, M. V.; Chernyshev, B. A.; Tschurenkova, T. D
|title=Spectroscopy of superheavy hydrogen isotopes in stopped-pion absorption by nuclei
|journal=Physics of Atomic Nuclei
|year=2004|volume=68|issue=3|pages=491–97
|doi=10.1134/1.1891200
|bibcode = 2005PAN....68..491G}}</ref><ref name="Korsheninnikov">{{cite journal |title=Experimental Evidence for the Existence of <sup>7</sup>H and for a Specific Structure of <sup>8</sup>He |journal=Physical Review Letters |year=2003 |volume=90 |issue=8 |page=082501 |doi=10.1103/PhysRevLett.90.082501|bibcode=2003PhRvL..90h2501K |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>
* '''<sup>1</sup>H''': a hidrogén leggyakoribb izotópja, [[természetes előfordulás]]a több mint 99,98%. Az [[atommag]]ja egyetlen [[proton]]ból áll; innen származik a leíró, de ritkán használt neve, a ''prócium''.<ref>{{cite journal|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''': a hidrogén másik stabil izotópja, amely ''[[deutérium]]'' néven is ismert; a földi hidrogénminták 0,0184–0,0026 százalékát alkotja.<ref>{{cite web|title=Isotopic compositions of the elements 2009|publisher=IUPAC|url=http://www.ciaaw.org/pubs/TICE2009.pdf|accessdate=2013-06-01}}</ref> Magjában egy proton és egy [[neutron]] található. Azt gondolják, hogy lényegében a világegyetemben lévő összes deutérium az [[ősrobbanás]]ban keletkezett, és azóta is megmaradt. A deutérium nem radioaktív, és nem képvisel jelentős toxicitási veszélyt sem. A normál hidrogén helyett deutériumot tartalmazó vízmolekulákban gazdag vizet [[nehézvíz]]nek nevezik. A deutériumot és vegyületeit nem-radioaktív jelölőként használják a kémiai kísérletek során és az <sup>1</sup>H-NMR spektroszkópiához alkalmazott oldószerekben.<ref>{{cite journal|author=Oda, Y; Nakamura, H.; Yamazaki, T.; Nagayama, K.; Yoshida, M.; Kanaya, S.; Ikehara, M. |title=1H NMR studies of deuterated ribonuclease HI selectively labeled with protonated amino acids |journal=Journal of Biomolecular NMR |year=1992|volume=2|issue=2|pages=137–47 |doi=10.1007/BF01875525 |pmid=1330130}}</ref> A nehézvizet atomreaktorokban használják [[neutronmoderátor]]ként és hűtőközegként. A deutérium mindemellett lehetséges üzemanyaga az erőművi [[magfúzió]]nak.<ref>{{cite news|last=Broad|first=William J. |date=November 11, 1991 |title=Breakthrough in Nuclear Fusion Offers Hope for Power of Future |work=The New York Times |url=http://query.nytimes.com/gst/fullpage.html?res=9D0CE4D81030F932A25752C1A967958260&sec=&spon=&pagewanted=all |accessdate=2008-02-12}}</ref>
* '''<sup>3</sup>H''': másik nevén ''[[trícium]]'', atommagjában két neutron és egy proton található. [[Radioaktivitás|Radioaktív]], [[béta-bomlás]] révén [[A hélium izotópjai|hélium-3]]-má alakul, [[Felezési idő|felezési ideje]] {{szám|12.32|év}}.<ref name="Miessler" /> Annyira radioaktív, hogy felhasználható [[Radiolumineszcencia|világító festékként]], így olyan helyen is alkalmazzák, mint például a karóra. Az üveg megakadályozza, hogy a kis mennyiségű sugárzás kijusson.<ref>''The Elements'', Theodore Gray, Black Dog & Leventhal Publishers Inc., 2009</ref> Kis mennyiségű trícium természetes módon keletkezik a [[kozmikus sugárzás]] és a légköri gázok kölcsönhatása révén, illetve trícium szabadult fel a nukleáris fegyverkísérletek során is.<ref>{{cite web| author=Staff|date=November 15, 2007| url=http://www.epa.gov/rpdweb00/radionuclides/tritium.html| publisher=U.S. Environmental Protection Agency| title=Tritium|accessdate=2008-02-12}}</ref> A tríciumot alkalmazzák magfúziós reakciókban,<ref>{{cite 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=2008-03-08}}</ref> a [[Geokémia|geokémiában]] mint nyomjelző izotóp,<ref>{{cite journal| 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=2008-03-08}}</ref> illetve speciális önmegvilágító berendezésekben.<ref>{{cite web| title=The Tritium Laboratory| publisher=University of Miami| year=2008| url=http://www.rsmas.miami.edu/groups/tritium/| accessdate=2008-03-08| archiveurl=https://web.archive.org/web/20080228061358/http://www.rsmas.miami.edu/groups/tritium/| archivedate=2008-02-28}}</ref> Illetve kémiai és biológiai nyomjelzős kísérletekben mint radioaktív nyomjelző ''(radiolabel)''.<ref name="holte">{{cite journal| 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>
A hidrogén az egyetlen olyan kémiai elem, amely izotópjainak saját elnevezése a mai napig használatban maradt. A radioaktivitás kutatásának kezdetén a különböző nehéz radioaktív izotópok egyedi neveket kaptak, de ezeket az elnevezéseket ma már a deutérium és a trícium kivételével nem használják. A deutériumot gyakran D, a tríciumot pedig gyakran T betűvel jelölik (a <sup>2</sup>H illetve <sup>3</sup>H helyett), de a próciumnak megfelelő P betű már használatban van a [[foszfor]] jelölésére, így ez nem alkalmazható.<ref>{{cite web|last=van der Krogt |first=Peter |date=May 5, 2005 |url=http://elements.vanderkrogt.net/element.php?sym=H |publisher=Elementymology & Elements Multidict|title=Hydrogen |accessdate=2010-12-20}}</ref> A [[IUPAC|Tiszta és Alkalmazott Kémia Nemzetközi Uniójának]] ''(IUPAC)'' [[kémiai nómenklatúra|nevezéktani]] iránymutatója megengedi a D és T használatát, jóllehet a <sup>2</sup>H illetve <sup>3</sup>H szimbólumok használatát javasolja.<ref>§ IR-3.3.2, [http://www.iupac.org/reports/provisional/abstract04/connelly_310804.html Provisional Recommendations] {{Wayback|url=http://www.iupac.org/reports/provisional/abstract04/connelly_310804.html |date=20061027174015 }}, Nomenclature of Inorganic Chemistry, Chemical Nomenclature and Structure Representation Division, IUPAC. Accessed on line October 3, 2007.</ref>
{{-}}
== Története ==
=== Felfedezése és felhasználása ===
[[Fájl:Antoine-Laurent Lavoisier (by Louis Jean Desire Delaistre)RENEW.jpg|bélyegkép|180px|Antoine-Laurent de Lavoisier]]
A hidrogént [[Robert Boyle]] fedezte fel 1671-ben, és ő írta le azt a [[vas]]reszelék és híg [[sav]]ak közti reakciót, amely eredményeképpen hidrogéngáz keletkezett.<ref>{{CitLib |aut=Robert Boyle |tit=Tracts written by the Honourable Robert Boyle containing new experiments, touching the relation betwixt flame and air… |loc=London |ann=1672}}</ref><ref>{{cite web |author=Mark Winter |year=2007 |url=http://education.jlab.org/itselemental/ele001.html |title=Hydrogen: historical information|publisher=WebElements Ltd |accessdate=2017-03-25}}</ref> 1766-ban [[Henry Cavendish]] elsőként fedezte fel, hogy a hidrogén önálló elem; majd a gázt a fém-sav reakció nyomán „tűzveszélyes levegőnek” nevezte el. Úgy gondolta, hogy ez a „tűzveszélyes levegő” valójában azonos a hipotetikus, [[Flogisztonelmélet|flogiszton]] nevű anyaggal,<ref>{{CitLib |capaut=Alan Musgrave |cap=Why did oxygen supplant phlogiston? Research programmes in the Chemical Revolution |tit=Method and Appraisal in the Physical Sciences |loc=Cambrisdge |red=Cambridge University Press |ann=1976 |url=https://www.cambridge.org/core/books/method-and-appraisal-in-the-physical-sciences/why-did-oxygen-supplant-phlogiston-research-programmes-in-the-chemical-revolution/05327AE675AD0157304A6C37BB36AB9D |accd=2017-03-25}}</ref><ref>Just the Facts—Inventions & Discoveries, School Specialty Publishing, 2005</ref> és továbbá 1781-ben megállapította, hogy a gáz elégésekor vizet termel. Az elem felfedezését rendszerint neki tulajdonítják.<ref name="Nostrand">{{CitLib |cap=Hydrogen |tit=Van Nostrand’s Encyclopedia of Chemistry |loc=Hoboken |red=Wylie-Interscience |ann=2005 |pag=797–799 |isbn=0-471-61525-0}}</ref><ref name="nbb">{{CitLib |aut=John Emsley |tit=Nature’s Building Blocks |loc=Oxford |red=Oxford University Press |ann=2001 |pag=183–191 |isbn=0-19-850341-5}}</ref> A „vízképzőt” jelentő hidrogén nevet [[Antoine Lavoisier]] alkotta szóképzéssel a [[Görög nyelv|görög]] ὕδωρ ''(hüdór: víz)'' és a γεννώ ''(gennó: nemzeni)'' szavakból 1783-ban,<ref name="Stwertka">{{CitLib |aut=Albert Stwertka |tit=A Guide to the Elements |loc=Oxford |red=Oxford University Press |ann=1996 |pag=16–21 |isbn=0-19-508083-1}}</ref> amikor ő és [[Pierre-Simon de Laplace|Laplace]] reprodukálta Cavendish azon megállapítását, miszerint víz keletkezik, ha a hidrogén elég.<ref name="nbb" />
Lavoisier híres tömegmegmaradásra irányuló kísérleteihez a hidrogént úgy állította elő, hogy tűzzel izzásig hevített vascsövön keresztül reagáltatta a vízgőzt fém vassal. A vas vízben lévő protonok általi, magas hőmérsékletű anaerob oxidációját vázlatosan az alábbi reakciók szemléltetik:
:<math>\mathrm{Fe\ +\ H_2 O\ \rightarrow\ FeO\ +\ H_2}</math>
:<math>\mathrm{2\ Fe\ +\ 3\ H_2 O\ \rightarrow\ Fe_2 O_3\ +\ 3\ H_2}</math>
:<math>\mathrm{3\ Fe\ +\ 4\ H_2 O\ \rightarrow\ Fe_3 O_4\ +\ 4\ H_2}</math>
Számos fém – például a [[cirkónium]] – termel hidrogént hasonló vízzel való reakció során.
1800-ban [[William Nicholson|Nicholson]] és [[Anthony Carlisle|Carlisle]] a vizet elektromos árammal hidrogénre és oxigénre bontotta.<ref>{{CitLib |aut=N. N. Greenwood |aut2=A. Earnshaw |tit=Az elemek kémiája |edi=1. kiad. |loc=Budapest |red=Nemzeti Tankönyvkiadó |ann=1999 |pag=44 |isbn=963-18-9144-5}}</ref> A hidrogént [[James Dewar]] cseppfolyósította az első alkalommal 1898-ban, [[regeneratív hűtés]] és saját találmánya, a [[termosz]] segítségével.<ref name="nbb" /> Következő évben szilárd hidrogént készített.<ref name="nbb" /> A [[deutérium]]ot 1931-ben [[Harold Urey]] amerikai kémikus fedezte fel. 1934-ben pedig [[Ernest Rutherford]], [[Mark Oliphant]] és [[Paul Harteck]] [[trícium]]ot készített.<ref name="Nostrand" /> A nehézvizet, melyben a rendes hidrogén helyén deutérium található, Urey csapata fedezte fel 1932-ben.<ref name="nbb" /> François Isaac de Rivaz építette meg az első hidrogén és oxigén keverékével működő belső égésű motort 1806-ban. [[Edward Daniel Clarke]] 1819-ben feltalálta a hidrogéngáz fúvócsövet. A [[Döbereiner lámpa|Döbereiner lámpát]] és a [[Kalciumfény|rivaldafényt]] 1823-ban találták fel.<ref name="nbb" />
Az első hidrogénnel töltött [[léggömb]]öt [[Jacques Charles]] találta fel 1783-ban.<ref name="nbb" /> A hidrogén biztosította az első megbízható légi jármű, az 1852-es [[Henri Giffard]]-féle léghajó felhajtóerejét.<ref name="nbb" /> [[Ferdinand von Zeppelin]] német báró hidrogénnel feltöltött merev léghajók ötletét vetette fel; később ezek lettek a [[zeppelin (léghajó)|zeppelinek]], első repülésükre 1900-ban került sor.<ref name="nbb" /> A menetrendszerű közlekedés 1910-ben kezdődött, és az [[első világháború]] 1914. augusztusi kitöréséig {{szám|35000}} ember utazott rajtuk súlyosabb incidensek nélkül. A háború alatt a hidrogénnel töltött léghajókat megfigyelő platformokként és bombázásra használták.
Az első non-stop transzatlanti átkelésre a brit ''R34'' léghajóval, 1919-ben került sor. A rendszeres személyszállítási szolgáltatás az 1920-as években folytatódott, és bár az Egyesült Államok [[hélium]]tartalékainak felfedezése a biztonság megnövekedését ígérte, az amerikai kormány nem volt hajlandó a gázt erre a célra eladni. Következésképpen H<sub>2</sub>-t használtak a [[LZ 129 Hindenburg|Hindenburg]] zeppelinben is, amely 1937. május 6-án [[New Jersey]] felett a levegőben kigyulladt és elpusztult.<ref name="nbb" /> Az incidenst élőben közvetítette a rádió, és filmre is vették. Széles körben elterjedt, hogy a tüzet a szivárgó hidrogén öngyulladása okozta, de a későbbi vizsgálatok rámutattak, hogy azt az [[alumínium]]-szövet borítás és a [[Elektrosztatika|statikus elektromosság]] idézte elő. Mindenesetre a hidrogén hírneve a léghajózás terén teljesen odalett.
Ugyanebben az évben szolgálatba léptek az első hidrogén-hűtésű [[turbógenerátor]]ok az [[Ohio]] állambeli [[Dayton (Ohio)|Daytonban]] a ''Dayton Power & Light Co.'' vállalatnál, melyek gáz halmazállapotú hidrogént használtak [[hűtőközeg]]ként a forgórészben és az állórészben. A generátorban hűtés céljára sokkal előnyösebb levegő helyett a hidrogén alkalmazása, mert az jobban (gyorsabban) [[Hővezetés|vezeti el a hőt]] a generátortól; csökkenti a zajt; és kisebb súrlódást okoz; ezáltal csökkenti a gép veszteségét.<ref>{{CitLib |tit=A chronological history of electrical development from 600 B.C. |loc=New York |red=National Electric Manufacturers Association |ann=1946 |pag=102 |url=https://www.archive.org/stream/chronologicalhis00natirich/ |accd=2017-03-25}}</ref>
Első ízben 1977-ben használtak [[nikkel-hidrogén akkumulátor]]okat az [[Az Amerikai Egyesült Államok Haditengerészete|Egyesült Államok Haditengerészetének]] navigációs műholdján (NTS-2).<ref>{{cite web|url=http://www.aiaa.org/content.cfm?pageid=406&gTable=japaperimportPre97&gID=57704|title=NTS-2 Nickel-Hydrogen Battery Performance 31|publisher=Aiaa.org|accessdate=2009-04-06|archiveurl=https://web.archive.org/web/20090810200734/http://www.aiaa.org/content.cfm?pageid=406&gTable=japaperimportPre97&gID=57704|archivedate=2009-08-10}}</ref> Ilyen akkumulátorokkal van ellátva például az [[Nemzetközi Űrállomás|ISS]],<ref>{{CitPer |tit=Validation of international space station electrical performance model via on-orbit telemetry |per=IECEC '02. 2002 37th Intersociety Energy Conversion Engineering Conference, 2002 |aut=A. G. Jannette |aut2=J. S. Hojnicki |aut3=D. B. McKissock |aut4=J. Fincannon |aut5=T. W. Kerlslake |aut6=C. D. Rodriguez |pag=45–50 |ann=2004 |doi=10.1109/IECEC.2002.1391972 |isbn=0-7803-7296-4 |url=https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20020070612.pdf |accd=2017-03-25}}</ref> a [[Mars Odyssey]],><ref>{{CitLib |aut=P. M. Anderson |aut2=J. W. Coyne |tit=A lightweight, high reliability, single battery power system for interplanetary spacecraft |ann=2002 |edi=5|isbn=0-7803-7231-X |egyéb={{doi|10.1109/AERO.2002.1035418}}|pag=5–2433}}</ref> és a [[Mars Global Surveyor]] is.<ref>{{cite web|url=http://www.astronautix.com/m/marsglobalsurveyor.html |title=Mars Global Surveyor |publisher=Astronautix.com |accessdate=2017-03-25}}</ref> Pályájának sötét részén a [[Hubble űrtávcső|Hubble űrtávcsövet]] szintén nikkel-hidrogén akkumulátorok látták el árammal; ezeket végül 2009 májusában több mint 19 évvel a start után, 13 évvel a tervezett élettartam felett lecserélték.
=== Szerepe a kvantumelméletben ===
106 ⟶ 227 sor:
Ez a reakció hasonlít a [[Schikorr-reakció]]ban megfigyelt, vízzel érintkező [[vas(II)-hidroxid]] anaerob oxidációjára.
=== Transzformátorokban ===
A nagy teljesítményű [[transzformátor]]ok egy része ásványolaj hűtésű. Ezek meghibásodása esetén gázok képződhetnek, melyek közül a hidrogén a leggyakoribb; ezért a hidrogén képződése a transzformátorban súlyos problémák korai előjele.<ref>{{cite book|author=Hirschler, M. M.|title=Electrical Insulating Materials: International Issues|url=https://books.google.com/books?id=bmxcV_TlsV8C&pg=PA89|accessdate=13 July 2012|year=2000|publisher=ASTM International|isbn=978-0-8031-2613-8|pages=89–}}</ref>
== Felhasználása ==
=== Folyamatok ===
A kőolaj- és vegyiparnak nagy mennyiségű H<sub>2</sub>-re van szüksége. A H<sub>2</sub> legnagyobb alkalmazási területe a fosszilis tüzelőanyagok feldolgozása és az [[ammónia]]termelés. A petrolkémiai üzem legfontosabb hidrogénfogyasztó folyamatai a hidro-dealkilezés, a hidro-deszulfurizáció és a [[Krakkolás|hidrokrakkolás]]. Ezenkívül számos más felhasználási területe van, ezek egyike a hidrogénezés; különösen a telítetlen olajok és zsírok (melyek megtalálhatóak például a [[margarin]]ban) telítettségének növelésekor, illetve a [[metanol]] előállításakor. A [[hidrogén-klorid|sósav]] előállításakor közvetlenül hidrogénforrásként hasznosítják, illetőleg felhasználják fémes [[érc]]ek redukálószereként.<ref>{{cite web|author=Chemistry Operations |date=2003-12-15 |url=http://periodic.lanl.gov/1.shtml |title=Hydrogen |publisher=Los Alamos National Laboratory |accessdate=2008-02-05}}</ref>
A hidrogén sok [[Ritkaföldfémek|ritkaföldfémben]] és [[Átmenetifémek|átmenetifémben]] jól oldódik,<ref name="Takeshita">{{cite journal|last=Takeshita |first=T. |last2=Wallace |first2=W.E. |last3=Craig |first3=R.S. |title=Hydrogen solubility in 1:5 compounds between yttrium or thorium and nickel or cobalt |journal=Inorganic Chemistry |volume=13 |issue=9 |pages=2282–2283 |year=1974 |doi=10.1021/ic50139a050}}</ref> és egyaránt oldódik nanokristályos fémekben és [[fémüveg]]ben is.<ref name="Kirchheim1">{{cite journal |last=Kirchheim|first=R. |last2=Mutschele|first2=T. |last3=Kieninger|first3=W. |title=Hydrogen in amorphous and nanocrystalline metals |journal=Materials Science and Engineering |year=1988|volume=99|pages=457–462 |doi=10.1016/0025-5416(88)90377-1 |last4=Gleiter |first4=H |last5=Birringer |first5=R |last6=Koble |first6=T}}</ref> A hidrogén oldhatóságára a fémekben befolyással vannak a [[Kristályszerkezet|kristályrácsban]] lévő szennyező anyagok, illetve a helyi torzulások.<ref name="Kirchheim2">{{cite journal|last=Kirchheim |first=R. |title=Hydrogen solubility and diffusivity in defective and amorphous metals |journal=Progress in Materials Science |volume=32 |issue=4 |pages=262–325 |year=1988 |doi=10.1016/0079-6425(88)90010-2}}</ref> Ezek a tulajdonságok akkor lehetnek hasznosnak, ha a hidrogént forró [[palládium]]lemezeken átvezetve tisztítják; de a gáz magas oldhatósága kohászati probléma, mert sok fémet rideggé tesz,<ref name="Rogers 1999 1057–1064" /> illetve megbonyolítja a csővezetékek és a tartályok, de más gyártmányok tervezését is.<ref name="Christensen" />
Eltekintve a reagensként való használatától, a H<sub>2</sub>-t széles körben alkalmazzák a fizika és a mérnöki tudományok területén. Védőgázként használják fel egyes fémek hevítésekor (például [[volfrám]]), valamint különböző [[hegesztés (fémek)|hegesztési]] eljárásokban, mint például az [[atomos hidrogén hegesztés]]ben ''(AHW)''.<ref>{{cite journal|last=Durgutlu| first=Ahmet |title=Experimental investigation of the effect of hydrogen in argon as a shielding gas on TIG welding of austenitic stainless steel |journal=Materials & Design |volume=25 |issue=1 |pages=19–23 |year=2003 |doi=10.1016/j.matdes.2003.07.004}}</ref><ref>{{cite web|title=Atomic Hydrogen Welding| publisher=Specialty Welds |year=2007 |url=https://web.archive.org/web/20110716115120/http://www.specialwelds.com/underwater-welding/atomic-hydrogen-welding.htm}}</ref> A hidrogént felhasználják az [[erőmű]]vekben, az elektromos [[generátor]]ok forgórészének hűtésére, mert a [[hővezetési tényező]]je az összes létező gáz közül a legnagyobb. A folyékony hidrogént felhasználják kriogén kutatásokban, beleértve a [[szupravezetés|szupravezetőképességét]] vizsgáló tanulmányokat is.<ref>{{cite journal|last=Hardy |first=Walter N. |title=From H2 to cryogenic H masers to HiTc superconductors: An unlikely but rewarding path |journal=Physica C: Superconductivity |volume=388–389 |pages=1–6 |year=2003 |doi=10.1016/S0921-4534(02)02591-1|bibcode = 2003PhyC..388....1H}}</ref> Mivel a hidrogéngáz sűrűsége a levegő {{tört|1|15}}-e, ezért könnyebb a levegőnél, így korábban [[léghajó]]k és léggömbök töltőgázaként használták fel.<ref name="zeppelins">{{cite web|last=Barnes |first=Matthew |title=LZ-129, Hindenburg |work=The Great Zeppelins| year=2004 |url=http://www.ciderpresspottery.com/ZLA/greatzeps/german/Hindenburg.html |accessdate=2008-03-18}}</ref>
Napjainkban a tiszta, illetve a nitrogénnel kevert hidrogént (úgynevezett [[formálógáz]]) nyomjelző gázként használják szivárgások detektálására. Az alkalmazásai megtalálhatók az autóipar, a vegyipar, a villamosenergia-termelés, az űrkutatás és a távközlés területén.<ref>{{cite conference| first=Matthias |last=Block |title=Hydrogen as Tracer Gas for Leak Detection |booktitle=16th WCNDT 2004 |publisher=Sensistor Technologies |date=2004-09-03 |location=Montreal, Canada |url=http://www.ndt.net/abstract/wcndt2004/523.htm |accessdate=2008-03-25}}</ref> A hidrogén engedélyezett élelmiszer-adalékanyag ([[E-számok|E949]]), lehetővé teszi az élelmiszer-csomagolások szivárgáspróbáját, illetve antioxidáns tulajdonságokkal bír.<ref>{{cite web
|url=http://ec.europa.eu/food/fs/sfp/addit_flavor/flav15_en.pdf |format=PDF| title=Report from the Commission on Dietary Food Additive Intake |publisher=[[Európai Unió]] |accessdate=2008-02-05}}</ref>
A hidrogén ritkább izotópjainak mindegyike egyedi alkalmazással rendelkezik. A [[deutérium]]ot (hidrogén-2) felhasználják a [[Magfúzió|fúziós]] erőművekben; illetve az [[urán]] hasadóanyagú [[CANDU|CANDU reaktorokban]] [[Neutronmoderátor|moderátorként]] ([[neutron]] lassításra) alkalmazzák.<ref name="nbb" /> A deutériumvegyületek alkalmazási területei a kémiai és biológiai vizsgálatok, a [[kinetikus izotóp hatás]] tanulmányozása.<ref>{{cite journal|last=Reinsch| first=J|coauthors=A Katz, J Wean, G Aprahamian, JT MacFarland
|title=The deuterium isotope effect upon the reaction of fatty acyl-CoA dehydrogenase and butyryl-CoA| journal=J. Biol. Chem.|volume=255
|issue=19|pages=9093–97|year=1980|pmid=7410413}}</ref> A [[trícium]]ot (hidrogén-3) [[atomreaktor]]okban termelik, felhasználják a [[hidrogénbomba]] gyártásához,<ref>{{cite journal| last=Bergeron| first=Kenneth D.| title=The Death of no-dual-use| journal=Bulletin of the Atomic Scientists| volume=60| issue=1| page=15| publisher=Educational Foundation for Nuclear Science, Inc.|year=2004|url=http://find.galegroup.com/itx/start.do?prodId=SPJ.SP06|doi=10.2968/060001004}}</ref> a biotudományokban izotópos címkézéshez,<ref name="holte" /> illetve mint [[Béta-sugárzás|sugárzó]] forrás a világító festékekben.<ref>{{cite journal| last=Quigg| first=Catherine T.| title=Tritium Warning| journal=Bulletin of the Atomic Scientists| volume=40|issue=3| pages=56–57|month=March|year=1984}}</ref>
Az egyensúlyi hidrogén [[hármaspont]]jának hőmérséklete meghatározott fix pont az ITS-90 hőmérsékleti skálán; értéke {{szám|13.8033}} [[kelvin|K]].<ref>{{cite conference| title=International Temperature Scale of 1990 |booktitle=Procès-Verbaux du Comité International des Poids et Mesures |pages=T23–T42 |year=1989 |url=http://www.bipm.org/utils/common/pdf/its-90/ITS-90.pdf |accessdate=2008-03-25|format=PDF}}</ref>
=== Hűtőközeg ===
A hidrogén gázt gyakran alkalmazzák erőművek elektromos [[generátor]]aiban a hagyományos léghűtés helyett,<ref>{{cite web|url=http://www.ganzdata.hu/download/Hidrogen-_es_vizhutesu_turbogeneratorok.pdf|title=Hidrogén- és vízhűtésű turbogenerátorok|accessdate=2013-06-13|archiveurl=https://web.archive.org/web/20160307140019/http://www.ganzdata.hu/download/Hidrogen-_es_vizhutesu_turbogeneratorok.pdf|archivedate=2016-03-07}}</ref><ref>{{cite web|url=http://www.e-met.hu/files/cikk41_Paksi_Atomeromu_eloadas_hidrogen-technologia_RI.pdf|title=Racskó Imre: A hidrogén előállítása és felhasználása a Paksi Atomerőműben, távlati tervek.|accessdate=2013-06-13}}{{Halott link|url=http://www.e-met.hu/files/cikk41_Paksi_Atomeromu_eloadas_hidrogen-technologia_RI.pdf |date=2018-08 }}</ref> mivel számos előnyös tulajdonsága van, amelyek a közvetlen eredményei annak, hogy könnyű, kétatomos molekula. Ezek közé tartozik az alacsony [[sűrűség]] és kis [[viszkozitás]], illetve, hogy az összes gáz közül a legmagasabb a [[Hőkapacitás|fajlagos hőkapacitása]] és [[hővezetési tényező]]je.
=== Energiahordozó ===
112 ⟶ 256 sor:
A folyékony hidrogén és a sűrített hidrogéngáz ''egységnyi térfogatra'' vett energiasűrűsége bármely megvalósítható nyomáson lényegesen kisebb, mint a hagyományos üzemanyagforrásoké; jóllehet az ''egységnyi tömegre'' vett energiasűrűsége jóval nagyobb.<ref name="sustain" /> Mindazonáltal, az elemi hidrogént már széles körben tárgyalják, mint egy gazdaság-szintű, lehetséges jövőbeli energiahordozó.<ref>{{cite press release |title=DOE Seeks Applicants for Solicitation on the Employment Effects of a Transition to a Hydrogen Economy |work=Hydrogen Program |publisher=US Department of Energy |date=2006-03-22 |url=https://web.archive.org/web/20110719105413/http://www.hydrogen.energy.gov/news_transition.html |accessdate=2008-03-16}}</ref> Például a CO<sub>2</sub>-megkötés, amelyet a [[szén-dioxid-leválasztás és -tárolás]] követ, elvégezhető lenne azon a ponton, amikor a H<sub>2</sub> előállítható fosszilis tüzelőanyagokból.<ref name="GATech" /> A közlekedésben használt hidrogén elégése viszonylag tiszta; némi NO<sub>x</sub>-kibocsátással,<ref>{{cite journal |last=Heffel| first=James W.|title=NOx emission and performance data for a hydrogen fueled internal combustion engine at 1500 rpm using exhaust gas recirculation|journal=International Journal of Hydrogen Energy |volume=28 |issue=8 |pages=901–908 |year=2002|doi=10.1016/S0360-3199(02)00157-X}}</ref> de szén-dioxid-kibocsátás nélkül megy végbe.<ref name="GATech">{{cite press release
|title=Carbon Capture Strategy Could Lead to Emission-Free Cars |publisher=Georgia Tech |date=2008-02-11 |url=http://www.gatech.edu/newsroom/release.html?id=1707 |accessdate=2008-03-16}}</ref> Az infrastruktúra hidrogénalapú gazdaságra való teljes átalakításának költsége azonban jelentős.<ref>{{cite book|first=Joseph J. |last=Romm |year=2004 |title=The Hype About Hydrogen: Fact And Fiction In The Race To Save The Climate |edition=1st |publisher=Island Press |isbn=1-55963-703-X}}</ref>
=== Félvezetőipar ===
A hidrogént felhasználják az amorf szilícium és amorf szén szabad kötéseinek telítésére, így stabilizálva az anyagi tulajdonságokat.<ref>{{cite journal|last=Le Comber| first= P. G. |title=Hall effect and impurity conduction in substitutionally doped amorphous silicon
|journal=Philosophical Magazine|doi=10.1080/14786437708232943 |volume=35 |issue=5 |pages=1173–1187 |year=1977 |last2=Jones |first2=D. I. |last3=Spear |first3=W. E.|bibcode = 1977PMag...35.1173C}}</ref> Emellett a különböző oxidokban – beleértve: [[Cink-oxid|ZnO]],<ref>{{cite journal|last=Van de Walle| first= Chris G.|title=Hydrogen as a cause of doping in zinc oxide |journal=Physical Review Letters|volume=85|issue=5|doi=10.1103/PhysRevLett.85.1012 |pages=1012–1015|year=2000 |pmid=10991462|bibcode=2000PhRvL..85.1012V}}</ref><ref>{{cite journal |last=Janotti|first= Anderson |title=Hydrogen multicentre bonds|doi=10.1038/nmat1795 |journal=Nature Materials |volume=6|pages=44–47 |year=2007 |pmid=17143265 |last2=Van De Walle |first2=CG |issue=1|bibcode = 2007NatMa...6...44J}}</ref> [[Ón-dioxid|SnO<sub>2</sub>]], CdO, [[Magnézium-oxid|MgO]],<ref>{{cite journal|last=Kilic| first= Cetin|title=n-type doping of oxides by hydrogen|doi=10.1063/1.1482783|journal=Applied Physics Letters|volume=81 |issue=1|pages=73–75|year=2002|last2=Zunger|first2=Alex|bibcode = 2002ApPhL..81...73K}}</ref> [[Cirkónium-dioxid|ZrO<sub>2</sub>]], HfO<sub>2</sub>, La<sub>2</sub>O<sub>3</sub>, Y<sub>2</sub>O<sub>3</sub>, [[Titán-dioxid|TiO<sub>2</sub>]], SrTiO<sub>3</sub>, LaAlO<sub>3</sub>, [[Szilícium-dioxid|SiO<sub>2</sub>]], [[Alumínium-oxid|Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>]], ZrSiO<sub>4</sub>, HfSiO<sub>4</sub> és SrZrO<sub>3</sub><ref>{{cite journal|last=Peacock| first= P. W.|doi=10.1063/1.1609245|title=Behavior of hydrogen in high dielectric constant oxide gate insulators |journal=Applied Physics Letters |volume=83 |issue=10 |pages=2025–2027 |year=2003 |last2=Robertson |first2=J. |bibcode = 2003ApPhL..83.2025P}}</ref> – potenciális elektrondonor.
== Biológiai szerepe ==
A különféle [[mikroorganizmus]]ok [[Erjedés|anaerob anyagcseréjük]] során végtermékként hidrogént állítanak elő, általában [[vas]]- vagy [[nikkel]]tartalmú [[enzim]]ek (úgynevezett hidrogenázok) által [[Katalizátor|katalizált]] reakciókon keresztül. Ezek az enzimek a H<sub>2</sub> és az azt alkotó két-két proton és elektron közti reverzibilis redoxi-reakciót katalizálják. A hidrogéngáz a [[Piroszőlősav|piruvát]] vízzé történő [[erjedés|fermentációja]] során keletkező redukáló komponensek szállításakor jön létre.<ref>{{cite book|first=Richard|last=Cammack|url=https://books.google.com/?id=GTzajKoBoNwC&pg=PA202 |coauthors=Robson, R. L.|year=2001|pages=202–203 |title=Hydrogen as a Fuel: Learning from Nature |publisher=Taylor & Francis Ltd |isbn=0-415-24242-8}}</ref>
A vízbontás, melynek során a víz összetevőire – protonokra, elektronokra és oxigénre – bomlik, minden [[Fotoszintézis|fotoszintetizáló]] szervezetben lejátszódik a [[fényreakció]]k során. Néhány ilyen szervezet, köztük a ''[[Chlamydomonas reinhardtii]]'' algák és a [[cianobaktériumok]] kifejlesztettek egy második lépést a [[sötét reakció]]kban, melyben a [[kloroplasztisz]]ban lévő specializált hidrogenázok redukálják a protonokat és elektronokat, így képezve H<sub>2</sub> gázt.<ref>{{cite journal|last=Kruse|first=O. |coauthors=Rupprecht, J.; Bader, K.-P.; Thomas-Hall, S.; Schenk, P. M.; Finazzi, G.; Hankamer, B |title=Improved photobiological H<sub>2</sub> production in engineered green algal cells |journal=The Journal of Biological Chemistry
|year=2005|volume=280|issue=40|pages=34170–7 |doi=10.1074/jbc.M503840200 |pmid=16100118}}</ref> Erőfeszítések történtek annak érdekében, hogy a géntechnológiával módosított cianobaktérium hidrogenázok hatékonyan szintetizálják a H<sub>2</sub> gázt oxigén jelenlétében is.<ref>{{cite web|first=H. O.|last=Smith|coauthors=Xu, Q|year=2005 |url=http://ec.europa.eu/food/fs/sfp/addit_flavor/flav15_en.pdf |format=PDF |title=IV.E.6 Hydrogen from Water in a Novel Recombinant Oxygen-Tolerant Cyanobacteria System |work=FY2005 Progress Report |publisher=United States Department of Energy |accessdate=2008-02-05}}</ref> Hasonló erőfeszítéseket algákkal is végeztek bioreaktorokban.<ref>{{cite news|last=Williams| first=Chris| title=Pond life: the future of energy| work=Science| publisher=The Register| date=2006-02-24| url=http://www.theregister.co.uk/2006/02/24/pond_scum_breakthrough/| accessdate=2008-03-24}}</ref>
== Biztonság ==
A hidrogén az emberi biztonságra nézve veszélyes anyag, levegővel keveredve potenciálisan tűz- és robbanásveszélyes; míg tiszta, [[oxigén]]mentes formában fulladást okozhat.<ref name=NASAH2>{{cite web|author=Brown, W. J. et al. |first=H. O. |last=Smith |coauthors=Xu, Q |url=http://www.hq.nasa.gov/office/codeq/doctree/canceled/871916.pdf |format=PDF |year=1997 |title=Safety Standard for Hydrogen and Hydrogen Systems |publisher=[[NASA]] |accessdate=2008-02-05}}</ref> Ezen túlmenően, a folyékony hidrogén kriogén anyag, ennek megfelelően a nagyon hideg folyadékokkal kapcsolatos veszélyeket rejti magában (mint például a fagyási sérülés).<ref>{{cite web| title=Liquid Hydrogen MSDS| publisher=Praxair, Inc.| month=September| year=2004| url=http://www.hydrogenandfuelcellsafety.info/resources/mdss/Praxair-LH2.pdf| format=PDF| accessdate=2008-04-16| archiveurl=https://web.archive.org/web/20080527233910/http://www.hydrogenandfuelcellsafety.info/resources/mdss/Praxair-LH2.pdf| archivedate=2008-05-27}}</ref> A hidrogén számos fémben oldódik, és azon túlmenően, hogy elszivárog, kedvezőtlen hatással lehet rájuk; ilyen hatás például a hidrogén-elridegedés,<ref>{{cite journal| title='Bugs' and hydrogen embrittlement| journal=Science News| volume=128| issue=3| page=41| location=Washington, D.C.| date=1985-07-20|doi=10.2307/3970088| jstor=3970088}}</ref> amely repedésekhez és robbanáshoz vezethet.<ref>{{cite web|url=http://www.twi.co.uk/content/oilgas_casedown29.html|title=Union Oil Amine Absorber Tower|last=Hayes|first=B.|publisher=TWI|accessdate=29 January 2010|archiveurl=https://web.archive.org/web/20081120215355/http://www.twi.co.uk/content/oilgas_casedown29.html|archivedate=2008-11-20}}</ref> A külső légtérbe kiszivárgó hidrogéngáz spontán meggyulladhat. Továbbá a hidrogénlángok amellett, hogy nagyon forróak, szinte láthatatlanok, és így véletlen égési sérülésekhez vezethetnek.<ref>{{cite web| title=Hydrogen Safety| publisher=Humboldt State University| url=http://www.schatzlab.org/education/h2safety.html| accessdate=2010-04-14| archiveurl=https://web.archive.org/web/20110326001949/http://www.schatzlab.org/education/h2safety.html| archivedate=2011-03-26}}</ref>
Még a hidrogén adatainak (beleértve a biztonsági adatlapot is) értelmezését is számos jelenség torzítja el. A hidrogén számos fizikai és kémiai tulajdonsága a parahidrogén/ortohidrogén arány függvénye (napokig vagy hetekig is eltart, míg egy adott hőmérsékleten eléri a egyensúlyi arányt, amelyre az adatokat általában megadják). A hidrogén detonációs paraméterei, mint például a kritikus detonációs nyomás és hőmérséklet, erősen függenek a tartály geometriájától.<ref name=NASAH2/>
A hidrogén a tárolóedény falának legkisebb repedésen keresztül is átszivárog. Az olyan tartályok, amelyek más anyagok számára gáztömör tárolást képesek biztosítani, a hidrogén számára nem biztos, hogy megfelelnek.
== Megjegyzések ==
{{references|csoport=megj.}}
== Jegyzetek ==
{{jegyzetek|oszlopok=2}}
== Fordítás ==
{{fordítás|en|Hydrogen|oldid= }}
== Források ==
* {{CitLib|aut=Bodonyi Ferenc |aut2= |aut3= |tit=Kémiai összefoglaló |subtit= |ass= |edi= |loc=Budapest |loc2= |red=Műszaki Könyvkiadó |red2= |ann=1987 |ser= |sernr= |isbn=963-10-7229-0 |url= |capaut= |capaut2= |capaut3= |cap= |pag=39.; 301–303 |misc= }}
== További információk ==
* a magyar Wikipédia hidrogént tartalmazó vegyületeinek listája [https://www.gyimesilaszlo.hu/cgi-bin/okepl.cgi?H külső keresővel]
{{wikiszótár|a|{{lc:Hidrogén}}}}
* {{commonskat-natúr|Hydrogen|Hidrogén}}
== Kapcsolódó szócikkek ==
* [[:Kategória:Hidrogénvegyületek]] – a hidrogén vegyületei.
* [[Kémiai elemek nevének etimológiája]]
*[[Hidrogéngazdaság]]
{{Kétatomos elemek}}
| |||