Տիեզերքում ջրածինը ամենատարածված տարրնէ. կազմում է աստղերի և Արեգակի զանգվածիմոտ կեսը, Արեգակի մթնոլորտի 84 %-ը, միջաստղային միջավայրի ևմիգամածությունների հիմնական մասը: Իսկերկրագնդի վրա ջրածինն առաջացնում էհամար մեկ նյութը՝ ջուրը(H2O): Ջրածնիպարունակությունը երկրակեղևում 0,15 % է, ընդհանուր պարունակությունը Երկրի վրա՝ 1 %: Ջրածինը Երկրի վրա ազատ վիճակումհանդիպում է հազվադեպ՝ որոշ հրաբխային ևայլ բնական գազերում, օդում՝ 10-4%:

Հետազոտվող աստեղերի մեծամասնությունը, ներառյալ Արևը պատկանում են նույն տեսակին,այսպես ասած գլխավոր հերթականույանաստղերին: Այսպիսի աստղերը իրենցիցներկայացնում են կայուն գազային գնդեր: Նրանք գրեթե չեն փոխվում միլիոնավորտարիների ընթացքում և նրանց գոյությունըապահովվում է հիմնական ածխածին-ազոտ-թթվածին ցիկլի ժամանակ առաջացածէներգիան և այդ ցիկլը դանդաղ գործընթաց է, երբ ածխածինը մի շարք միջուկայինռեակցիաների արդյունքում փոխարկվում էհելիումի:

Ածխածնի փոխազդեցությունը պրոտնի հետ նաևհայտնի է ՛՛պրոտոն-պրոտոնային միջուկայինռեակցիա՛՛ անունով, որովհետև այդ միջուկայինփոխարկումը սկսվում է պրոտոնով : Երբ աստղըսպառում է իր ջրածնի պաշարը, նա սեղմվում է ևդառնում է նեյտրոնային աստղ, սև անցք կամ սպիտակթզուկ: Արևը բաղկացած է մոտավորապես 95% ջրածնից, 5% հելիումից և ավելի ծանր տարրերից: Արևի կյանքիժամանակահատվածը գնահատվում է մոտավորապես10x1010 տարի և այս ժամանակահատվածի կեսը դեռապագայում է:

Ջրածինը համարվում է, որպես երկրիմակերևույթի և տիեզերքի առավելտարածված տարր: Ջրածնի այրմանջերմաստիճանը ամենաբարձրն է, իսկ թթվածնի մեջ այրելու ժամանակառաջացած նյութը ջուրն է, որը նորիցներառվում է ջրածնայինէներգետիկայի շրջապտույտի մեջ: Ջրածնային էներգետիկանպատկանում է ոչ ավանդականտեսակի էներգիային:

Ջրածնային էներգետիկա: Ջուրը որպես վառելանյութ:

Վերջին տասնամյակում շատ ակնհայտ է դարձել այն փաստը, որ էներգետիկայի և տրանսպորտի հետագա զարգացումըմարդկությանը տանում է դեպի էկոլոգիական մեծամասշտաբճգնաժամի: Հանածո վառելիքի կտրուկ կրճատումը ստիպումէ տնտեսապես զարգացած երկրներին ընդլայնելատոմակայանների քանակը, որոնց օգտագործումըիրականում իրենից մեծ վտանգ է ներկայացնում, նաև կտրուկկսրվի ռադիոկտիվ թափոնների վերամշակման խնդիրը: Հաշվի առնելով այս տագնապալից իրավիճակը, շատգիտնականներ և փորձագետներ արտահայտվում ենայլընտրանքային էներգիայի աղբյուրների օգտին: Մասնակիորեն իրենց հայացքները շրջվում են դեպի ջրածինը, որի պաշարները անսպառ են Համաշխարհային օվկիանոսիջրերում: Ջրածնային վառելիքը անվիճելի արժանիքն էհամարվում՝ իր օգտագործման էկոլոգիապես անվտանգլինելու համար:

Առաջինը ՝ ավանդական՝ ջրածնի ստացումըբնական գազի և ածխի փոխարկումից հետագաջրածնի տեղափոխման և օգտագործման հետմիասին:

Եվ երկրորդ ուղղությունը ՝ ջրից ջրածնիստացումը էլեկտրոլիզի օգնությամբ:

Այսօր աշխարհում արտադրվում է 400 միլիարդխորանարդ մետր ջրածին և դահամապատասխանում է նավթի արտադրության10%-ին: Այդ ջրածնի մեծ մասը կիրառվում էքիմիական և սննդի արդյունաբերության մեջ: Համաշխարհային ջրածնային էներգետիկայիզարգացումը դանդաղ է ընթանում նաև այստիպի վառելիքի բարձր գնով: Առաջ են գալիսինֆրակառուցվածքի և ջրածնի արտադրությանհարցերը: Եթե նրա գինը իջնի 5-2 եվրոյով, ապաջրածնային հումքը կունենա պահանջարկ:

Դիրքը պարբերեկան համակարգում՝կարգաթիվը 1, 1-ին պարբերություն, 1-ին խումբ, գլխավոր ենթախումբ:

Ատոմի բաղադրությունը ևկառուցվածքը՝ միջուկի լիցքը՝+1 , միջուկում պրոտոնների թիվը 1, միջուկում նեյտրոնների թիվը 0:

Իզոտոպները՝ պրոտիում՝ H,դեյտերիում՝ D,տրիտիում՝ T:

Մինչ այսօր համարվում էր, որ դեյտերիումի բնականտարածվածությունը կազմում է ոչ ավել, քան 0.015%-ը: Այդ քանակըկախված է ինչպես նյութի բնույթից, այդպես էլ տիեզերքիէվոլուցիայի ձևավորման մատերիայի ընդհանուր քանակից: Հիմաակնհայտ է, որ դեյտերիումը բնության մեջ մի փոքր շատ է, քանենթադրվում էր նախկինում:

Ծանր ջուրը(դեյտերիումի օքսիդը) ունի նույն քիմիական բանաձևը, ինչ սովորական ջուրը, բայց ջրածնի ատոմների փոխարենպարունակում է ջրածնի երկու ծանր իզոտոպներ՝ դեյտերիումիատոմներ:

Ջրածինը միշտ միավալենտ է: Այլ ատոմների հետջրածնի ատոմը առաջացնում է էլեկտրոնների միայն մեկընդհանուր զույգ H:H, H:Cl

Օքսիդացման աստիճանը.

Ոչ մետաղների հետ առաջացրած միացություններում՝ +1

Ակտիվ մետաղների հետ առաջացրածմիացություններում ՝ -1

Մթնոլորտի վերին շերտերում ջրածնիպարունակությունը շատ ավելի մեծ է, մերձերկրյա տարածությունում առաջացնում էԵրկրի պրոտոնային ճառագայթումային գոտին: Ջրածինը մտնում է ամենատարածված նյութի՝ջրի (11,19% ըստ զանգվածի), ինչպես նաևքարածխի, նավթի, բնական գազերի, կենդանական ու բուսական օրգանիզմներիբաղադրության մեջ:

ՖիզիկականՊարզնյութջրածինը(H2) սովորական պայմաններում անգույն, անհամ, անհոտ գազ է։14,5 անգամ թեթևէ օդից (ամենաթեթևգազն է)։Ջրում քիչ է լուծվում՝ 1 լ ջրում 20°С-ում լուծվում է 18 մլջրածին։-252,8°С-ում 1 մթնոլորտային ճնշման տակ ջրածինը դառնում է շարժուն հեղուկ, որըևս անգույն է։ Ջրածինը լավ լուծվում է որոշ մետաղներում (Ni,Pd,Pt) 1ծավալ պալադիումում լուծվում է 850 ծավալ ջրածին՝ տաքացնելիս այն քանակապեսանջատվում է։ Ջրածնի դիրքը1 եվ 7 րդ խմբում պայմանավորված է նրանով, որ ջրածնիատոմը կարող է կորցնել էլեկտրոն նմանվելով ալկալիական մետաղներին եվ վերցնելէլեկտրոն նմանվելով հալոգեններին այիսպիսով ջրածնի ատոմը օժտված է վերօքսերկակիությամբ՝ կարող է լինել ե՛վ օքսիդիչ ե՛վ վերականգնիչ:

ՔիմիականՋրածնի 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՝ հսկայականքանակի էներգիայի անջատմամբ(ջրածնաթթվածնային բոցի ջերմաստիճանըհասնում է 3000°С:2H2+O2=2H2O+Qայս գազերի 2:1 հարաբերությունը կոչվում էշառաչող գազ, քանի որ ավարտվում էպայթյունով։

Այն գիտնականը, որը անվտանգ կերպովկիրականացնի ջրածնի ստացումը ջրի քայքայումովև ստացված ջրածինը այրելով անջատվածհսկայական էներգիան կկիրառի, այդպիսով կարելի էասել, 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, այնվերականգնում է շատ մետաղներ իրենցօքսիդներից.

PbO+H2=Pb+H2OCuO+H2=Cu+H2O

MoO3+3H2=Mo+3H2

փոխազդում է նաև որոշ ոչ մետաղների օքսիդներիհետ, ստացվում է ոչ մետաղ.2NO2+4H2=N2+4H2O

4. Մետաղների հետ ջրածինը առաջացնում էհիդրիդներ, որոնք պինդ նյութեր են և կարծեսջրածնի շտեմարան լինեն, որովհետև ջրի հետ՝տալիս են ջրածին, որը հնարավոր է ապագայումօգտագործել որպես վառելիք՝ բենզինիփոխարեն։

H2+2Na=2NaHCa+H2=CaH2

5. Օրգանական քիմիական ռեակցիաներումջրածինը օգտագործում են հիդրացնելու համար։

H2C=CH2+H2→C2H6

1. Ջրածնից փոքր իոնացմանպոտենցիալներով մետաղների և թթուների փոխազդեցությունից (բացի HNO3 և խիտH2SO4-ից).

Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑Fe+H2SO4(նոսր)=FeSO4+H2↑

2. Ալկալիական և հողալկալիական մետաղների ու ջրի փոխազդեցությունից.

2Na+2H2O=2NaOH+H2↑

Ca+2H2O=Ca(OH)2+H2↑

3. Որոշ մետաղների կամ ոչ մետաղների և ալկալուջրային 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 փոխազդեցությունից.2NaH+H2O=2NaOH+H2↑CaH2+2HCl=CaCl2+2H2↑5. Ալկալիների, թթուների և որոշ աղերի ջրայինլուծույթների էլեկտրոլիզով.6.Շիկացած ածխի և ջրային գոլորշու փոխազդեցությունից (1000°С).C+H2O=CO+H2 (ջրագազ)

7.Երկաթագոլորշային եղանակով՝ շիկացած երկաթի 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 ճարպերիհիդրոգենացման համար։ Որպես թեթև գազհելիումի հետ լցնում էին օդապարիկները։ Ջրածինըօգտագործում են բարձր ջերմաստիճան ստանալուհամար (3000-4000°С)։ Սակայն ջրածնի ամենալուրջխնդիրը՝ միջուկային այս ռեակցիան է21H+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 էգերհաղորդականությամբ։

Նյութը պատրաստեց՝ ՀակոբյանՍարգիսը 10-3:

Ղեկավար ՝ Վեներա Խառատյան:

Նյութի աղբյուրները ՝

http://www.o8ode.ru/article/energy/,

ru.wikipedia.org/wiki/Водородная_энергетика,

ru.wikipedia.org/wiki/Водород,

http://www.krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnika/himiya/VODOROD.html: