hydrogen Theory

hydrogen Theory


En hydrogenatom (vanligvis) består av et proton i bane av et elektron. Noen ganger proton er festet til et nøytron eller to. Å være så enkelt, er hydrogen den mest tallrike atom i universet. Det er av spesiell interesse fordi det er ett atom som Schrödingerligningen kvantemekanikk kan løses nøyaktig. Alle andre atomer må løses ved hjelp av approksimasjoner.

Hydrogen Distribusjon i solsystemet

Hydrogenet i solsystemet har en tendens til å være konsentrert i solen. Dette kan virke paradoksalt fordi planetene, med mindre tyngdekraft, har de tyngre grunnstoffer. Men dette paradoks oppstår fra forut helium ble ikke tiltrukket i den første plass, i motsetning til å vurdere sin pre-eksistens og påfølgende frigjøring over tid. Solsystemet pleide å være mer homogen, men over tid, gjorde planetene ikke har tyngdekraften til å holde sin hydrogen, spesielt når solen varmet opp, og solvinden begynte å banke hydrogen ut av planetenes øvre atmosfærer.

hydrogen Gas

Hydrogen, når alene, vises vanligvis som en diatomic gass. Dette er fordi en fullstendig ytre elektronskall er en stabil konfigurasjon. Den minste skallet mulig tar maksimalt to elektroner, så et hydrogenatom vil dele sin elektron med en annen hydrogenatom, fullfører hverandres skjell.

Rundkjøring rute til Helium

I stjerner, hydrogenkjerner smelter sammen for å produsere heliumkjerner. Fremgangsmåten utføres i en meget rundkjøring måte men med fem fusjoner i det hele tatt før den endelige helium er opprettet. Først to protoner sikring og avgir et nøytrino og et positron. Denne første fusjon gir et proton-nøytron kombinasjon, dvs. en kjerne av deuterium (fortsatt en hydrogen isotop, ingen helium ennå). Deretter et proton sikringer med deuterium kjernen, sender ut en gammastråle. Nå en helium isotop er blitt fremstilt, men med bare en nøytron. Deretter finner denne isotop av helium annen slik isotop (med to fusjoner i sin forbi såvel), og de smelter sammen i en to-nøytron helium kjernen, å sende to protoner i prosessen.

isotope Distribusjon

Deuterium og tritium, de to mest vanlige isotoper av hydrogen, er forholdsvis sjeldne. 99,98 prosent av hydrogen har ingen nøytroner. Hvorfor? Fordi i en stjerne, hvis det ikke er nok varme og trykk til å overvinne den elektriske ladning frastøting mellom to protoner for å skape en fusjonsreaksjon, er det nok varme og trykk for å feste to deuterium-kjerner for å produsere helium. Dette er fordi nukleoner (protoner og nøytroner) tiltrekke, noe som bidrar til å overvinne den frastøtende proton kostnad kraft. Slik at hvis det ikke er tilstrekkelig varme og trykk for det første trinn i fremstillingen av helium, er det nok å fullføre jobben og ikke gitt noen mellomliggende deuterium liggende rundt.

Helium Nucleus veier mindre

En heliumkjerne veier mindre enn to deuterium-kjerner, selv om de har samme antall protoner og nøytroner. I realiteten fire hydrogenkjerner produsere en heliumkjerne inne i solen. Hvordan kan dette være, når et nøytron veier mer enn et proton? Betyr dette at et proton i en heliumatom har mindre masse enn et proton i en hydrogenatom? No. Massen forskjellen er i bindingsenergi. Hydrogen kjernen er tettere bundet. Dette reduserer energien av helium kjernen og, ved E = mc-kvadrerte, massen av kjernen konfigurasjon.