اتم هیدروژن یک تک اتم عنصر شیمیایی هیدروژن است. از نظر الکتریکی خنثی است و دارای یک بار مثبت یا پروتون و یک بار منفی یا الکترون است که با کمک نیروی کولن به هسته پیوند خورده است. هیدروژن اتمی سازندهٔ جرم ۷۵٪ عنصرهای جهان است. [ ۱] ( بیشتر جرم جهان به صورت عنصرهای شیمیایی نیست - به صورت مادهٔ باریونی است - که از مادهٔ تاریک و انرژی تاریک ساخته شده است. )
در زندگی روزانه در زمین اتم هیدروژن یا هیدروژن تک اتمی به سختی پیدا می شود ولی برخلاف آن هیدروژن دوست دارد با دیگر عنصرها یا با خودش آمیخته شود و گاز هیدروژن ( مولکول دواتمی ) را بسازد.
پیوند H - H یکی از قوی ترین پیوندهای شیمیایی است و آنتالپی گسستگی آن در ۲۹۸ کلوین، ۴۳۵٫۸۸ kJ/mol می باشد. از آنجایی که پیوند H - H بسیار قوی است، جداسازی هیدروژن بسیار دشوار است مگر در دماهای بالا. برای نمونه در دمای ۳۰۰۰ کلوین درجهٔ جداسازی هیدروژن تنها ۷٫۸۵٪ است. [ ۲]
فراوان ترین ایزوتوپ این عنصر، هیدروژن - ۱ یا پروتیم یا هیدروژن سبک است. این ایزوتوپ هیچ نوترونی ندارد. ( تنها اتم بدون نوترون و پایدار ) دیگر ایزوتوپ های هیدروژن مانند دوتریوم، نوترون بیشتری دارد. رابطه هایی که در پایین آورده شده است برای هر سه ایزوتوپ هیدروژن کار می کند. تنها مقدار ثابت ریدبرگ گوناگون است و برای هر ایزوتوپ باید اصلاح شود.
اتم هیدروژن در مکانیک کوانتوم و نظریهٔ میدان های کوانتومی از اهمیت ویژه ای برخوردار است.
در ۱۹۱۴ نیلز بور با در نظر گرفتن چند فرض ساده کننده توانست بسامدهای طیفی هیدروژن را بدست آورد. فرض هایی که بور کرد پایهٔ مدل بور بود. همهٔ این فرض ها درست نبود اما در نهایت بور را به مقدار انرژی درستی رساند. در سال های ۱۹۲۵ تا ۱۹۲۶ درستی نتایج بور در بسامدها و ترازهای انرژی، توسط مکانیک کوانتوم و با بهره گیری از معادلهٔ شرودینگر نشان داده شد. معادلهٔ شرودینگر تراز انرژی هیدروژن و از آن بسامدهای خط های طیفی هیدروژن را محاسبه می کرد. همچنین با کمک این معادله می شد تابع موج الکترون ها ( ابر الکترونی ) را هم برای چندین حالت کوانتومی به دست آورد و در نتیجهٔ آن برای ویژگی ناهمسانگردی پیوندهای اتمی توضیحی پیدا کرد، چیزی که مدل بور در آن ناتوان بود.
معادلهٔ شرودینگر را می توان برای اتم ها و مولکول های پیچیده تر هم به کار بُرد.
حل معادلهٔ شرودینگر ( معادلات موج ) برای اتم هیدروژن با بهره گیری از این واقعیت است که نیروی کولن پدید آمده توسط هسته، همسانگرد است ( از نظر شعاعی در فضا متقارن است و تنها به فاصله از هسته بستگی دارد ) .
این نوشته برگرفته از سایت ویکی پدیا می باشد، اگر نادرست یا توهین آمیز است، لطفا گزارش دهید: گزارش تخلفدر زندگی روزانه در زمین اتم هیدروژن یا هیدروژن تک اتمی به سختی پیدا می شود ولی برخلاف آن هیدروژن دوست دارد با دیگر عنصرها یا با خودش آمیخته شود و گاز هیدروژن ( مولکول دواتمی ) را بسازد.
پیوند H - H یکی از قوی ترین پیوندهای شیمیایی است و آنتالپی گسستگی آن در ۲۹۸ کلوین، ۴۳۵٫۸۸ kJ/mol می باشد. از آنجایی که پیوند H - H بسیار قوی است، جداسازی هیدروژن بسیار دشوار است مگر در دماهای بالا. برای نمونه در دمای ۳۰۰۰ کلوین درجهٔ جداسازی هیدروژن تنها ۷٫۸۵٪ است. [ ۲]
فراوان ترین ایزوتوپ این عنصر، هیدروژن - ۱ یا پروتیم یا هیدروژن سبک است. این ایزوتوپ هیچ نوترونی ندارد. ( تنها اتم بدون نوترون و پایدار ) دیگر ایزوتوپ های هیدروژن مانند دوتریوم، نوترون بیشتری دارد. رابطه هایی که در پایین آورده شده است برای هر سه ایزوتوپ هیدروژن کار می کند. تنها مقدار ثابت ریدبرگ گوناگون است و برای هر ایزوتوپ باید اصلاح شود.
اتم هیدروژن در مکانیک کوانتوم و نظریهٔ میدان های کوانتومی از اهمیت ویژه ای برخوردار است.
در ۱۹۱۴ نیلز بور با در نظر گرفتن چند فرض ساده کننده توانست بسامدهای طیفی هیدروژن را بدست آورد. فرض هایی که بور کرد پایهٔ مدل بور بود. همهٔ این فرض ها درست نبود اما در نهایت بور را به مقدار انرژی درستی رساند. در سال های ۱۹۲۵ تا ۱۹۲۶ درستی نتایج بور در بسامدها و ترازهای انرژی، توسط مکانیک کوانتوم و با بهره گیری از معادلهٔ شرودینگر نشان داده شد. معادلهٔ شرودینگر تراز انرژی هیدروژن و از آن بسامدهای خط های طیفی هیدروژن را محاسبه می کرد. همچنین با کمک این معادله می شد تابع موج الکترون ها ( ابر الکترونی ) را هم برای چندین حالت کوانتومی به دست آورد و در نتیجهٔ آن برای ویژگی ناهمسانگردی پیوندهای اتمی توضیحی پیدا کرد، چیزی که مدل بور در آن ناتوان بود.
معادلهٔ شرودینگر را می توان برای اتم ها و مولکول های پیچیده تر هم به کار بُرد.
حل معادلهٔ شرودینگر ( معادلات موج ) برای اتم هیدروژن با بهره گیری از این واقعیت است که نیروی کولن پدید آمده توسط هسته، همسانگرد است ( از نظر شعاعی در فضا متقارن است و تنها به فاصله از هسته بستگی دارد ) .
wiki: اتم هیدروژن