Het belangrijkste verschil tussen moleculaire en metallische waterstof is dat moleculaire waterstof gasvormige eigenschappen heeft, terwijl metallische waterstof metaalachtige eigenschappen heeft die vergelijkbaar zijn met die van alkalimetalen.
Waterstof is het eerste chemische element in het periodiek systeem der elementen. Het komt meestal voor in de gasvormige toestand als diwaterstofmolecuul. In deze toestand wordt waterstof moleculaire waterstof genoemd omdat het zich in de moleculaire vorm bevindt. Naast de gasvormige toestand kan waterstof voorkomen in de vloeibare toestand, vaste toestand, smeltende toestand en in de metallische toestand.
Wat is moleculaire waterstof?
De term moleculaire waterstof verwijst naar de toestand van diwaterstofgas. Het is de natuurlijk voorkomende toestand van waterstof. De chemische formule van moleculaire waterstof is H2en heeft twee waterstofatomen gebonden aan een enkele covalente binding ertussen. Het molecuulgewicht van deze chemische soort is 2,01 g/mol.
Als we kijken naar de eigenschappen van moleculaire waterstof, is het kleurloos, geurloos, smaakloos, niet-toxisch en zeer brandbaar. Het is ook een niet-metalen vorm van waterstof. Bovendien vormt waterstofgas gemakkelijk covalente bindingen met andere niet-metalen chemische elementen, en ze kunnen ook reageren met metalen elementen. Daarom kan waterstof in elk molecuul worden genoemd als moleculaire waterstof.
Figuur 01: Oxidatie van moleculaire waterstof
Waterstofgas komt van nature voor in onze atmosfeer (voornamelijk in de bovenste atmosfeer), maar in zeer kleine hoeveelheden. We kunnen echter kunstmatig waterstofgas produceren via de reactie tussen zuren en metalen, waarbij waterstofgas als bijproduct vrijkomt. Bij producties op industriële schaal wordt waterstofgas echter voornamelijk geproduceerd uit aardgas. Minder vaak wordt het ook geproduceerd door elektrolyse van water.
Waterstofgas is licht ontvlambaar. Het kan reageren met zuurstofgas en water en warmte produceren. Pure zuurstof-waterstofvlam stra alt UV-licht uit. Bovendien kan waterstofgas met bijna alle oxiderende stoffen reageren. Het kan bijvoorbeeld spontaan en heftig reageren met chloorgas bij kamertemperatuur en waterstofchloride vormen.
Wat is metaalwaterstof?
Metaalwaterstof is een waterstoffase die eigenschappen heeft van een typisch metaal. Daarom kan dit type waterstof fungeren als een elektrische geleider. Het concept over metallische waterstof kwam voor het eerst op de markt in 1935 nadat Eugene Wigner en Hillard Bell Huntington het concept van metallische waterstof op een theoretische achtergrond voorspelden.
Figuur 02: Metaalwaterstof in Jupiter
Als we kijken naar de eigenschappen van metallische waterstof, kan het onder hoge druk en temperatuur als een vloeistof bestaan. Hier moet de druk meer dan 25 Gpa zijn, waar er een bulkfase is met een rooster van protonen en gedelokaliseerde elektronen. Volgens de aannames van onderzoekers komt metallische waterstof voor in het binnenste van planeten zoals Jupiter en Saturnus. Bovendien is volgens de theorieën ook vloeibare metallische waterstof een mogelijke toestand. Afgezien daarvan wordt aangenomen dat metallische waterstof supergeleidende eigenschappen heeft.
Wat is het verschil tussen moleculaire en metallische waterstof?
Het belangrijkste verschil tussen moleculaire en metallische waterstof is dat moleculaire waterstof gasvormige eigenschappen heeft, terwijl metallische waterstof metaalachtige eigenschappen heeft die vergelijkbaar zijn met die van alkalimetalen. Bovendien bestaat moleculaire waterstof uit diwaterstofmoleculen, terwijl metallische waterstof bestaat uit protonenrooster en gedelokaliseerde elektronen.
Bovendien is een ander verschil tussen moleculaire en metallische waterstof dat moleculaire waterstof in gasvormige toestand voorkomt, terwijl metallische waterstof in metallische toestand voorkomt.
Samenvatting – Moleculair versus metaalwaterstof
Moleculaire waterstof komt meestal voor in gasvormige toestand. Anders dan de gasvormige toestand, kan waterstof voorkomen in de vloeibare toestand, vaste toestand, slush-toestand en in de metallische toestand. Het belangrijkste verschil tussen moleculaire en metallische waterstof is dat moleculaire waterstof gasvormige eigenschappen heeft, terwijl metallische waterstof metaalachtige eigenschappen heeft die vergelijkbaar zijn met die van alkalimetalen.
