Galvenā atšķirība starp molekulāro un metālisko ūdeņradi ir tā, ka molekulārajam ūdeņradim ir gāzveida īpašības, savukārt metāliskajam ūdeņradim ir līdzīgas metāliskas īpašības kā sārmu metāliem.
Ūdeņradis ir pirmais ķīmiskais elements elementu periodiskajā tabulā. Tas parasti notiek gāzveida stāvoklī kā diūdeņraža molekula. Šajā stāvoklī ūdeņradis tiek nosaukts par molekulāro ūdeņradi, jo tas ir molekulārā formā. Papildus gāzveida agregātstāvoklim ūdeņradis var atrasties šķidrā, cietā, šķīdinātā un metāliskā stāvoklī.
Kas ir molekulārais ūdeņradis?
Termins molekulārais ūdeņradis attiecas uz diūdeņraža gāzes stāvokli. Tas ir dabiski sastopams ūdeņraža stāvoklis. Molekulārā ūdeņraža ķīmiskā formula ir H2, un starp tiem ir divi ūdeņraža atomi, kas saistīti ar vienu kovalentu saiti. Šīs ķīmiskās vielas molekulmasa ir 2,01 g/mol.
Ņemot vērā molekulārā ūdeņraža īpašības, tas ir bezkrāsains, bez smaržas, bez garšas, netoksisks un viegli uzliesmojošs. Turklāt tā ir nemetāla ūdeņraža forma. Turklāt ūdeņraža gāze viegli veido kovalentās saites ar citiem nemetāliskiem ķīmiskajiem elementiem, un tie var arī reaģēt ar metāliskiem elementiem. Tāpēc ūdeņradi jebkurā molekulā var nosaukt par molekulāro ūdeņradi.
Attēls 01: Molekulārā ūdeņraža oksidēšana
Ūdeņraža gāze dabiski sastopama mūsu atmosfērā (galvenokārt atmosfēras augšējos slāņos), taču ļoti nelielos daudzumos. Tomēr mēs varam mākslīgi ražot ūdeņraža gāzi, reaģējot starp skābēm un metāliem, kas kā blakusprodukts rada ūdeņraža gāzi. Tomēr rūpnieciskā mēroga ražošanā ūdeņraža gāzi galvenokārt ražo no dabasgāzes. Retāk to ražo arī ūdens elektrolīzē.
Ūdeņraža gāze ir viegli uzliesmojoša. Tas var reaģēt ar skābekļa gāzi, radot ūdeni un siltumu. Tīra skābekļa-ūdeņraža liesma izstaro UV gaismu. Turklāt ūdeņraža gāze var reaģēt ar gandrīz visiem oksidējošiem materiāliem. Piemēram, istabas temperatūrā tas var spontāni un spēcīgi reaģēt ar hlora gāzi, veidojot hlorūdeņradi.
Kas ir metāliskais ūdeņradis?
Metāliskais ūdeņradis ir ūdeņraža fāze, kurai piemīt tipiska metāla īpašības. Tāpēc šāda veida ūdeņradis var darboties kā elektrības vadītājs. Metāla ūdeņraža koncepcija pirmo reizi parādījās 1935. gadā pēc Eižena Vīgnera un Hilarda Bela Hantingtona, kuri teorētiski paredzēja metāliskā ūdeņraža jēdzienu.
2. attēls: metāliskais ūdeņradis Jupiterā
Ņemot vērā metāliskā ūdeņraža īpašības, tas var pastāvēt kā šķidrums augsta spiediena un temperatūras apstākļos. Šeit spiedienam ir jābūt lielākam par 25 Gpa, kur ir lielapjoma fāze, kas satur protonu un delokalizētu elektronu režģi. Saskaņā ar pētnieku pieņēmumiem metāliskais ūdeņradis sastopams tādu planētu kā Jupiters un Saturns iekšpusē. Turklāt saskaņā ar teorijām iespējamais stāvoklis ir arī šķidrais metāliskais ūdeņradis. Bez tam tiek pieņemts, ka metāliskajam ūdeņradim ir supravadītspējas īpašības.
Kāda ir atšķirība starp molekulāro un metālisko ūdeņradi?
Galvenā atšķirība starp molekulāro un metālisko ūdeņradi ir tā, ka molekulārajam ūdeņradim ir gāzveida īpašības, savukārt metāliskajam ūdeņradim ir līdzīgas metāliskas īpašības kā sārmu metāliem. Turklāt molekulārais ūdeņradis sastāv no diūdeņraža molekulām, savukārt metāliskais ūdeņradis sastāv no protonu režģa un delokalizētiem elektroniem.
Turklāt vēl viena atšķirība starp molekulāro un metālisko ūdeņradi ir tāda, ka molekulārais ūdeņradis rodas gāzveida stāvoklī, savukārt metāliskais ūdeņradis ir metāliskā stāvoklī.
Kopsavilkums - molekulārais un metāliskais ūdeņradis
Molekulārais ūdeņradis parasti rodas gāzveida stāvoklī. Izņemot gāzveida stāvokli, ūdeņradis var atrasties šķidrā stāvoklī, cietā stāvoklī, sārtā stāvoklī un metāliskā stāvoklī. Galvenā atšķirība starp molekulāro un metālisko ūdeņradi ir tā, ka molekulārajam ūdeņradim ir gāzveida īpašības, savukārt metāliskajam ūdeņradim ir līdzīgas metāliskas īpašības kā sārmu metāliem.
