Твёрдый водород

Твёрдый водород — твёрдое агрегатное состояние водорода с температурой плавления −259,2 °C (14,16 К), плотностью 0,08667 г/см³ (при −262 °C). Белая снегоподобная масса, кристаллы гексагональной сингонии, пространственная группа P6/mmc, параметры ячейки a = 0,378 нм и c = 0,6167 нм. При высоком давлении водород переходит в металлическое состояние.

История

Шотландский химик Д. Дьюар в 1899 году впервые получил водород в твёрдом состоянии. Для этого он использовал регенеративную охлаждающую машину основанную на эффекте Джоуля-Томсона.

Свойства

Фазовая диаграмма водорода

Твёрдый водород обладает минимальной плотностью 0,08667 г/см³ (при 14,16 К) среди твёрдых тел. При 14 К — твёрдый водород это молекулярный кристалл, в узлах кристаллической решетки которого находятся молекулы Н₂. При обычных давлениях молекулы водорода в кристалле свободно вращаются (фаза I). При повышенном давлении (≈75 ÷ 150 ГПа) происходит фазовый переход в состояние с заторможенным вращением молекул водорода (фаза II). Структура фазы III до конца не выяснена, высказываются предположения, что это гцк-фаза ^{[1] [2]}.

В фазах I и II твёрдый водород является диэлектриком.

При давлениях более 300 ГПа водород переходит в металлическое состояние ^[3].

См. также

• Водород
• Жидкий водород

Примечания

1. ↑ Edwards B., Ashcroft N. W., Order in dense hydrogen at low temperatures
2. ↑ PHASE DIAGRAM OF HIGH PRESSURE HYDROGEN
3. ↑ Металлический водород