こんにちは。
ようやく、化学的なことを書こうと思います。
何がいいだろうと思ったのですが、とりあえず元素たちを最初から紹介するのがいいかなあと。
そこで、水素についてです。
それでは化学のお話です。
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水素は元素記号H、原子番号1の元素です。
ご存知のように、無色無臭の気体です。そして、その性質で特に知られているのは、燃える気体であるということです。
酸素と反応し、水ができるのは有名な話で、中学生くらいの時に、水素に火をつけてポンってやったって方も多いのではないでしょうか。しかし、水素の爆発はなま優しくありません。
水素爆発という言葉があるように、水素と酸素の混合気体に火をつけると、大きな爆発音が発生します。
実は恥ずかしいことに私はこれを聞いたことがありません。ですが、理科室で爆発させると他の教室でも聞こえるということですから結構なものなのでしょう。
この水素と酸素の混合ガスのことを水素爆鳴気といいますが、水素と塩素の混合気体のことを塩素爆鳴気といいます。不思議ですよね、なぜ酸素爆鳴気ではなく水素爆鳴気なのでしょうか。
とりあえず、水素と塩素の混合気体も爆発します。
ただ、水素爆鳴気が火をつけることで爆発するのに対し、塩素爆鳴気は太陽光などを当てただけで爆発します。これはなぜでしょうか。
これは、塩素の結合エネルギーの低さに由来します。
酸素の結合解離エネルギーが498kJ/molであるのに対して、塩素の結合解離エネルギーは243kJ/molです。つまり、太陽光に含まれる紫外線によってCl-Cl結合が切れ、塩素ラジカルが生じ、水素分子を攻撃するというわけです。この反応が連鎖的に起きるため、出発物質のどちらかが尽きるまでは反応し続けます。
そのため、水の生成熱の方が塩化水素の生成熱より大きいにもかかわらず、塩素による爆発の方が強くおもえるのです。
しかし、これらよりもより強烈なインパクトを与えるのは、水素とフッ素の混合気体、名付けてフッ素爆鳴気です。
これは、なんと混合しただけで爆発するというすさまじい反応性で、しかも反応熱によって温度は4000℃を超えるということです。しかも生成物はフッ化水素ですから扱いたくないですね。
水素の爆発に注目するだけでもこんなにいろいろなことが書けます。水素化物や金属水素の話なんかもしだすと止まらないかもしれません。さらに、水素の爆発について話すならば、かの有名なピンデンブルク号の話もしたくなりますね。
それに、水素の陽イオン、プロトンは、高校までは酸の主体であるとされますし、プロトン自体はルイスの定義において最強の酸ですよね(ただしプロトンとしては存在できず、もっぱらH3O+として存在するとしていますが)。
しかし、私はそろそろオベンキョウしないとまずいので、ここらでやめにします。
適当な頃合いを見計らって、水素の話を別にしようかなとかも考えています。
やはり水素は特別な元素ですしね。特に物理的な面では、唯一厳密な計算の対象にできる元素ですからね。
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といった感じでぐだぐだやらせていただきます。
間違いなどに気づかれましたらコメントでお教えくださると喜びますし、直します。ただ、ワケの分からない批判は困りますが…。
それではまた今度。