Vandenilis, pats lengviausias elementas, egzistuojantis kaip dviatominės molekulės. Kietoje būsenoje elementas turi heksagoninę - kompaktiškai supakuotą struktūrą..
1766 m. vandenilį išskyrė Kavendišas. Vėliau 1783 m. Lavuazjė įrodė kad vandenilis yra savita medžiaga.
Pavadinimas kilęs iš graikų kalbos žodžių hydro ir genes - "gimdantis vandenį"; simbolius H yra šio pavadinimo atspindys.
Vandenilis plačiausiai paplitęs elementas visatoje.
Elementas turi tris izotopus:
H = vandenilis (H, protis), 1.0078 a.m.v.
D = deuteris, D, 2.0141 a.m.v.
T = tritis, T, 3.0160 a.m.v.
(radioaktyvus)
Vandenilis - plačiausiai paplitęs elementas visatoje. Vandenilio atomai sudaro daugiau nei 90 % visų visatos atomų, t.y. daugiau kaip tris ketvirtadalius visatos masės. Jis aptinkamas Saulėje ir daugelyje žvaigždžių ir vaidina labai svarbų vaidmenį protono-protono reakcijoje ir anglies - azoto cikle, kurie paaiškina Saulės ir žvaigždžių energiją.
Vandenilis - pagrindinė daugelio planetų, pavyzdžiui, tokios kaip Jupiteris, sudedamoji dalis; šios planetos branduolys gali būti sudarytas iš kieto vandenilio, o skystas vandenilis gali būti kitose planetos vietose.
Žemėje vandenilis sutinkamas labiausiai paplitusiame junginyje su deguonimi, t.y. vandenyje, bet jo taip pat yra organinėse medžiagose, pvz., augaluose, naftoje, akmens anglyje ir t.t. Jis yra pats lengviausias iš visų dujų, reaguojantis su kitais elementais, kartais ir su sprogiaisiais, sudarant junginius (vandenilio ir deguonies reakcija).
Vandenilis gaunamas leidžiant vandens garus virš įkaitintos anglies,
C (k) + H2O (d) → H2 (d) + CO(d)
skylant tam tikriems angliavandeniliams reakcijoje su vandens garais,
CH4 (d) + H2O (d) → 3 H2 (d) + CO (d)
vandens elektrolizės metu,
2 H2O (s) + elektros energija → 2 H2( d) + O2 (d)
pakeitimo reakcijoje tarp rūgščių ir tam tikrų metalų,
Zn (k)+ 2 HCl (aq) → H2(d.) + ZnCl2 (aq)
reakcijose tarp natrio arba kalio hidroksidų ir aliuminio:
2Al (k) +2NaOH (aq) +10H2O (s) → 2Na[Al(H2O)2(OH)4](aq) + 3H2(d)
H2 dujos dažniausiai sintezuojamos angliavandenilių skilimo reakcijoje su vandens garais.
Skystas H2 naudojamas kaip kosminių skraidymo aparatų kuras.
Skystas vandenilis yra labai svarbus šaldymo skysčių ir superlaidininkų tyrimuose, nes jo virimo temperatūra yra arti absoliutaus nulio.
Dideliais kiekiais vandenilis naudojamas komerciniais tikslais surišant ore esantį azotą Haberio amonio gavimo procese ir hidrogenizuojant taukus ir aliejus. Taip pat didelis jo kiekis yra naudojamas metanolio gamyboje ir hidrodealkinime, hidrokrekinge ir hidrodesulfinime.
Jis naudojamas kaip raketų kuras suvirinant, gaminant vandenilio chlorido rūgštį, redukuojant metalų rūdas ir oro balionams pripildyti. Vienu metu vandenilis buvo naudojamas dirižabliams pripildyti, bet jis yra labai sprogus, todėl čia pirmenybę turi inertinis dujos - helis. Šiuo metu JAV yra gaminama šimtais milijonų kubinių metrų per dieną.
Stabilus izotopas - deuteris, turintis atominę masę 2, atrado Jurėjus ir G. M. Murphy 1932 metais, nors apie jo egzistavimą buvo žinoma daugelių metų anksčiau. Dviem metais vėliau buvo atrastas nestabilus izotopas - tritis, turintis atominę masę 3.
Tritis radioaktyvus, jo skilimo pusėjimo trukmė 12.33 metų. Vienam deuterio atomui atitinka apie 6000 įprastų vandenilio atomų. Tritis taip pat sutinkamas gamtoje, bet labai mažais kiekiais. Tritis yra gaminamas branduoliniuose reaktoriuose ir naudojamas vandenilinės bombos gamyboje. Jis taip pat naudojamas kaip radioaktyvus agentas liuminescencinių dažų gamyboje.
Vanduo, kurio molekulę sudaryta iš dviejų deuterio atomų ir vieno deguonies atomų, yra žinomas kaip sunkusis vanduo; jį taip pat atrado Jurėjus ir buvo pirmą kartą gautas beveik grynas Liuisas. Sunkusis vanduo, kuris naudojamas branduoliniuose reaktoriuose greitiesiems neutronams lėtinti, yra laisvai prieinamas be jokio leidimo, jo kaina nuo 6 centų iki 1 doleris/gm, atsižvelgiant į kiekį ir kokybę.