Твёрдый водород

Твёрдый водоро́д — твёрдое агрегатное состояние водорода с температурой плавления −259,2 °C (14,16 К), плотностью 0,08667 г/см³ (при −262 °C). Белая снегоподобная масса, кристаллы гексагональной сингонии, пространственная группа P6/mmc, параметры ячейки a = 0,378 нм, c = 0,6167 нм. При высоком давлении водород предположительно переходит в твёрдое металлическое состояние (см. Металлический водород).

История

Шотландский химик Дж. Дьюар в 1899 году впервые получил водород в твёрдом состоянии. Для этого он использовал регенеративную охлаждающую машину, основанную на эффекте Джоуля — Томсона.

Свойства
Фазовая диаграмма водорода

Твёрдый водород обладает минимальной плотностью 0,08667 г/см³ (при 14,16 К) среди твёрдых простых веществ.

При 14 К твёрдый водород — молекулярный кристалл, в узлах кристаллической решетки которого находятся молекулы Н2.

При обычных давлениях молекулы водорода в кристалле свободно вращаются (фаза I). При повышенном давлении (≈75 ÷ 150 ГПа) происходит фазовый переход в состояние с заторможенным вращением молекул водорода (фаза II). Структура фазы III до конца не выяснена, высказываются предположения, что это фаза с гранецентрированной кубической кристаллической решёткой[1][2].

В фазах I и II твёрдый водород является диэлектриком.

При давлениях более 300 ГПа водород переходит в металлическое состояние[3].

См. также

Примечания
  1. Edwards B., Ashcroft N. W., Order in dense hydrogen at low temperatures
  2. PHASE DIAGRAM OF HIGH PRESSURE HYDROGEN (недоступная ссылка)
  3. Металлический водород
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.