مادة

جزيء الهيدروجين

جزيء يتكون من ذرتي هيدروجين مرتبطتين معًا، وهو الشكل الشائع لغاز الهيدروجين.

الوصف

جزيء الهيدروجين (H₂) هو أبسط جزيء متعادل، ويتكون من ذرتي هيدروجين مرتبطتين برابطة تساهمية. وهو الجزيء الأكثر وفرة في الكون، حيث يشكل جزءًا كبيرًا من الغاز في السحب بين النجمية وأغلفة الكواكب الغازية العملاقة. وبساطته تجعله نموذجًا أساسيًا لدراسة ميكانيكا الكم الجزيئية والتحليل الطيفي.

التاريخ

أُجريت المعالجة الكمومية لجزيء الهيدروجين لأول مرة بواسطة والتر هايتلر وفريتز لندن في عام 1927، مما يمثل بداية الكيمياء الكمومية.

كيف يعمل

تتقاسم ذرتا الهيدروجين زوجًا من الإلكترونات، مما يشكل رابطة تنشأ من التداخل البناء للدوال الموجية الذرية. وتُحدد مستويات طاقة الجزيء بدرجات الحرية الإلكترونية والاهتزازية والدورانية، وكل منها مكمم. وتبلغ طاقة الارتباط للحالة الإلكترونية الأرضية حوالي 4.5 إلكترون فولت، وتنتج التحولات بين المستويات الدورانية والاهتزازية أطيافًا مميزة في مناطق الأشعة تحت الحمراء والميكروويف.

في التطبيق

تُستخدم جزيئات الهيدروجين في خلايا الوقود، وكوقود للصواريخ، وفي العمليات الصناعية مثل تخليق الأمونيا؛ وتُستخدم خطوطها الطيفية لدراسة الغاز بين النجمي.

حقيقة طريفة

لجزيء الهيدروجين شكلان متميزان — أورثو-هيدروجين وبارا-هيدروجين — يختلفان في الاتجاه النسبي لدوران البروتونين ولهما خصائص حرارية مختلفة قليلاً.

Concept graph →

مقالات ذات صلة · 0

لا مقالات بعد