Interested Article - Твёрдый водород

Твёрдый водоро́д — 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 P 6/ mmc , параметры ячейки a = 0,378 нм , c = 0,6167 нм . При высоком давлении водород предположительно переходит в твёрдое металлическое состояние (см. Металлический водород ).

История

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

Свойства

Твёрдый водород обладает минимальной плотностью 0,08667 г/см³ (при 14,16 К) среди твёрдых простых веществ .

При 14 К твёрдый водород — молекулярный кристалл , в узлах кристаллической решетки которого находятся молекулы Н ₂ .

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 фаза с гранецентрированной кубической кристаллической решёткой .

В фазах I и II твёрдый водород является диэлектриком .

При давлениях более 300 ГПа водород переходит в металлическое состояние .