Põhierinevus molekulaarse ja metallilise vesiniku vahel on see, et molekulaarsel vesinikul on gaasilised omadused, samas kui metallilisel vesinikul on leelismetallide omadega sarnased metallilised omadused.
Vesinik on elementide perioodilisuse tabeli esimene keemiline element. Tavaliselt esineb see gaasilises olekus divesiniku molekulina. Selles olekus nimetatakse vesinikku molekulaarseks vesinikuks, kuna see on molekulaarses vormis. Lisaks gaasilisele olekule võib vesinik esineda vedelas, tahkes olekus, lörtsis ja metallilises olekus.
Mis on molekulaarne vesinik?
Molekulaarne vesinik viitab gaasilise divesiniku olekule. See on vesiniku looduslikult esinev olek. Molekulaarse vesiniku keemiline valem on H2ja kaks vesinikuaatomit on omavahel seotud ühe kovalentse sidemega. Selle keemilise liigi molekulmass on 2,01 g/mol.
Molekulaarse vesiniku omadusi arvestades on see värvitu, lõhnatu, maitsetu, mittetoksiline ja väga süttiv. Samuti on see vesiniku mittemetalliline vorm. Lisaks moodustab gaas vesinik kergesti kovalentseid sidemeid teiste mittemetalliliste keemiliste elementidega ja nad võivad reageerida ka metalliliste elementidega. Seetõttu võib vesinikku mis tahes molekulis nimetada molekulaarseks vesinikuks.
Joonis 01: Molekulaarse vesiniku oksüdatsioon
Gaasi vesinikku leidub meie atmosfääris looduslikult (peamiselt atmosfääri ülakihtides), kuid väga väikestes kogustes. Siiski saame vesinikgaasi toota kunstlikult hapete ja metallide vahelise reaktsiooni kaudu, mille kõrvalproduktina tekib vesinikgaas. Tööstusliku mastaabiga tootmises toodetakse vesinikgaasi aga peamiselt maagaasist. Harvem toodetakse seda ka vee elektrolüüsil.
Vesinikgaas on väga tuleohtlik. See võib reageerida gaasilise hapnikuga, tekitades vett ja soojust. Puhas hapniku-vesiniku leek kiirgab UV-valgust. Lisaks võib gaas vesinik reageerida peaaegu kõigi oksüdeerivate materjalidega. Näiteks võib see toatemperatuuril spontaanselt ja äged alt reageerida gaasilise klooriga, moodustades vesinikkloriidi.
Mis on metalliline vesinik?
Metalliline vesinik on vesiniku faas, millel on tüüpilise metalli omadused. Seetõttu võib seda tüüpi vesinik toimida elektrijuhina. Metallilise vesiniku kontseptsioon tuli esmakordselt lavale 1935. aastal pärast Eugene Wignerit ja Hillard Bell Huntingtoni, kes ennustasid metallilise vesiniku kontseptsiooni teoreetilisel taustal.
Joonis 02: Metalliline vesinik Jupiteris
Metallilise vesiniku omadusi silmas pidades võib see eksisteerida vedelikuna kõrge rõhu ja temperatuuri tingimustes. Siin peab rõhk olema üle 25 Gpa, kus on põhifaas, mis sisaldab prootonite võre ja delokaliseeritud elektrone. Teadlaste oletuste kohaselt esineb metallilist vesinikku selliste planeetide nagu Jupiter ja Saturn sisemuses. Pealegi on teooriate kohaselt võimalik olek ka vedel metalliline vesinik. Peale selle eeldatakse, et metallilisel vesinikul on ülijuhtivusomadused.
Mis vahe on molekulaarsel ja metallilisel vesinikul?
Molekulaarse ja metallilise vesiniku peamine erinevus seisneb selles, et molekulaarsel vesinikul on gaasilised omadused, samas kui metallilisel vesinikul on leelismetallide omadega sarnased metallilised omadused. Lisaks koosneb molekulaarne vesinik divesinikmolekulidest, metalliline vesinik aga prootonivõrest ja delokaliseeritud elektronidest.
Lisaks on teine erinevus molekulaarse ja metallilise vesiniku vahel see, et molekulaarne vesinik esineb gaasilises olekus, metalliline vesinik aga metallis.
Kokkuvõte – molekulaarne vs metalliline vesinik
Molekulaarne vesinik esineb tavaliselt gaasilises olekus. Lisaks gaasilisele olekule võib vesinik esineda vedelas, tahkes olekus, lörtsis ja metallilises olekus. Peamine erinevus molekulaarse ja metallilise vesiniku vahel on see, et molekulaarsel vesinikul on gaasilised omadused, samas kui metallilisel vesinikul on leelismetallidega sarnased metallilised omadused.
