מימן - Wikiwand
For faster navigation, this Iframe is preloading the Wikiwand page for מימן.

מימן

מימן
הליום - מימן -

H
Li
   
 
1
H
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
   
                                           
נתונים בסיסיים
מספר אטומי 1
סמל כימי H
סדרה כימית אל-מתכות
מראה
חסר צבע
תכונות אטומיות
משקל אטומי 1.00794 u
רדיוס ואן דר ואלס 120 pm
סידור אלקטרונים ברמות אנרגיה 1
קונפיגורציה אלקטרונית 1s¹ עריכת הנתון בוויקינתונים
דרגות חמצון −1 עריכת הנתון בוויקינתונים
תכונות פיזיקליות
צפיפות 0.00009 kg/m3
מצב צבירה בטמפ' החדר גז
נקודת רתיחה 20.268K (-252.87°C)
נקודת התכה 14.025K (-259.14°C)
לחץ אדים 209Pa ב-23K
מהירות הקול 1,270 מטר לשנייה ב-298.15K
שונות
אלקטרושליליות 2.2
קיבול חום סגולי 14,304 J/(kg·K)
מוליכות חום 0.1815 W/(m·K)
אנרגיית יינון ראשונה 1,312 kJ/mol
היסטוריה
מגלה הנרי קוונדיש עריכת הנתון בוויקינתונים
תאריך גילוי 1766 עריכת הנתון בוויקינתונים
נקרא על שם מים עריכת הנתון בוויקינתונים
לעריכה בוויקינתונים שמשמש מקור לחלק מהמידע בתבנית OOjs UI icon info big.svg
בדיקת ספקטרום מימן
בדיקת ספקטרום מימן

מימן (Hydrogenium; מיוונית: ὕδωρ = מים, γίγνομαι = יוצר) הוא יסוד כימי גזי שסמלו הכימי H ומספרו האטומי 1. מולקולת המימן מורכבת משני אטומי מימן הקשורים ביניהם בקשר קוולנטי יחיד (H-H) ומסומלת כ-H2.

תכונות

בטמפרטורת החדר ובלחץ של אטמוספירה 1 המימן הוא גז חסר צבע, אל-מתכתי ודליק מאוד. המימן יכול להגיב כמעט עם כל היסודות. מימן הוא היסוד הקל ביותר. בתנאי טמפרטורה ולחץ רגילים למימן טמפרטורת היתוך של 259.2°C- וטמפרטורת רתיחה של 252.77°C-. בלחץ כבד ביותר, כמו הלחץ המצוי בענק גז, מולקולת המימן מאבדת את זהותה והמימן הופך למתכת נוזלית.

המימן הוא גז דליק ביותר. המימן מגיב באלימות עם כלור ועם פלואור.

שימושים

מבנה

מבנה אטומי

אטום המימן שונה משאר האטומים בטבלה המחזורית בכך שבאיזוטופ הנפוץ שלו הגרעין שלו אינו מכיל נייטרון, אלא פרוטון בלבד. אטום מימן נייטרלי (שאינו מיונן) מכיל, על כן, פרוטון ואלקטרון - ותו לא.

נוסף ל־1H, קיימים שני איזוטופים נפוצים פחות של מימן: דאוטריום (מסומן 2H, או D) וטריטיום (מסומן 3H, או T), בעלי נייטרון אחד ושני נייטרונים בהתאמה.

איזוטופים של מימן

סמל (p)‏Z (n)‏N מסה איזוטופית (u) זמן מחצית חיים ספין גרעיני שכיחות האיזוטופ
שבר מולרי מהיסוד)
טווח השינוי הטבעי
(כשבר מולרי מהיסוד)
התרגשות אנרגטית
הערות
1H (פרוטיום) ‏1 0 1.00782503207(10) יציב [>a‏ 1023‏×2.8] 1/2+ 0.999885(70) 0.999816-0.999974
2H 1 2.0141017778(4) יציב 1+ 0.000115(70) 0.000026-0.000184
3H 2 3.0160492777(25) a‏ (2)12.32 1/2+
דועך ל-3H באמצעות קרינת בטא.
4H 3 4.02781(11) [MeV‏ (9)4.6] s‏ 10-22‏×(10)1.39 2-
מאוד לא יציב, דועך באמצעות פליטת נייטרון.
5H 4 5.03531(11) ? s‏ 10-22‏×9.1< (1/2+)
מאוד לא יציב, דועך באמצעות פליטת נייטרון.
6H 5 6.04494(28) [MeV‏ (4)1.6] s‏ 10-22‏×(70)2.90 2-#
דועך באמצעות פליטת נייטרון משולשת.
7H 6 7.05275(108)# [MeV‏ #(5)20] s‏ 10-23#‏×(6)2.3 1/2+#

מבנה מולקולרי

מולקולת המימן מורכבת באופן רגיל משני אטומי מימן הקשורים ביניהם בקשר שתופי יחיד (H-H) ומסומלת כ-H2. בלחץ נמוך ביותר, כמו הלחץ הנמצא בחלל, המימן נוטה להתקיים כמולקולה בעלת אטום בודד.

המימן הוא מרכיב במולקולת המים ובכל תרכובת אורגנית.

יון מימן חיובי (הידרון) הוא בדרך כלל פרוטון בודד, למעט יונים של איזוטופים נדירים יותר של מימן. נוכחות של יוני מימן בתמיסה מימית נקראת חומציות; חומצה היא חומר הנוטה לתרום יוני מימן לחומרים אחרים. יון שלילי של מימן קרוי הידריד, והוא בסיס רב עוצמה.

היסטוריה

המימן זוהה במאה ה-17 על ידי רוברט בויל. הנרי קוונדיש זיהה אותו שוב ב-1766 וחקר את תכונותיו. את שמו המדעי "הידרוגניום" נתן לו לבואזיה ב-1783. פירוש השם הוא יוצר-מים ומכאן גם נגזר שמו העברי.

צורה בטבע

מימן הוא היסוד הנפוץ ביותר ביקום. מרבית החומר הקיים ביקום הוא מימן הנמצא במגוון כוכבים, בענקי גז ובריכוזים גדולים של גז בין כוכבי שמהווים את השלב הראשון בהתפתחות כוכבים. רוב המימן בגז הבין כוכבי הוא מולקולרי. מולקולות המימן נוצרות על גרגירי אבק בין-כוכבי.

באטמוספירת כדור הארץ נמצא מימן בריכוזים זעירים (חלקיק אחד מתוך מיליון). המקור הנפוץ ביותר למימן בכדור הארץ הוא מים (H2O). מקורות אחרים הם חומרים אורגניים כמו פחם, גז טבעי ודלקי מאובנים אחרים. מתאן (CH4) הוא מקור חשוב למימן.

תרכובות שכיחות של מימן הן:

מימן מגיב עם חמצן לקבלת מים בתגובה הבאה:

הפקת מימן

ישנן מספר דרכים להפקת מימן, בהן פירוק פחמימות בעזרת חום, אלקטרוליזה של מים, תגובה בין בסיס חזק בתמיסה מימית לבין אלומיניום ועוד.

ניתן להפיק מימן בצורה מסחרית ממתאן וקיטור בטמפרטורות גבוהות (700–1100 מעלות צלזיוס) כך:

ניתן להפיק מימן נוסף בעזרת הפחמן החד-חמצני שנוצר בעזרת קיטור כך:

מימן נוצר בתגובה של תמיסה חומצית עם מתכת, ולדוגמה, בתגובה בין תמיסה חומצית לבין מגנזיום:

מימן נוצר גם בתגובה בין מתכת אלקלית לבין מים (או כוהל), ולדוגמה, בתגובה בין נתרן למים:

מימן נוצר גם לאחר תגובת חיזור של פרוטונים, לדוגמה חיזור פרוטוני מימן:[4]

ניתן להפיק "מימן ירוק" על ידי שימוש באנרגיה מתחדשת כמו רוח או שמש להפרדה וזיקוק של אטומי המימן במים. זאת בניגוד לייצור מימן מדלקי מאובנים, המכונה "מימן אפור", או "מימן כחול", המיוצר כשהפליטות של דלקי המאובנים נאספות והמימן מחולצות מהן.[5]

ראו גם

קישורים חיצוניים

מיזמי קרן ויקימדיה ערך מילוני בוויקימילון: מימן תמונות ומדיה בוויקישיתוף: מימן

הערות שוליים

  1. ^ ד"ר ארז גרטי, תא דלק מימן, מכון דוידסון, ‏30 באפריל 2010
  2. ^ ולדי אומנסקי, אלה אלקלעי, שוק האנרגיה על סף מהפכה: המימן מתחיל להניע את העולם, באתר TheMarker‏, 20 בדצמבר 2020
  3. ^ ליאור שליין, טיסה נעימה, בטאון חיל האוויר, דצמבר 1999
  4. ^ U. Koelle, P. P. Infelta, and M. Grátzel, Kinetics and Mechanism of the Reduction of Protons to Hydrogen by Cobaltocene, Inorganic Chemistry
  5. ^ ג'ורנל, וול סטריט (2 בינואר 2022). "העולם רוצה מימן ירוק ונמיביה אומרת שהיא יכולה לספק אותו". Globes. בדיקה אחרונה ב-3 בינואר 2022. 
{{bottomLinkPreText}} {{bottomLinkText}}
מימן
Listen to this article