هيدروجين فلزي

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
اذهب إلى: تصفح، ‏ ابحث

الهيدروجين الفلزّي (أو الهيدروجين المعدني) هي حالة للهيدروجين تنتج عندم يخضع لضغط عالي و تحول طوري. ويعتقد أن الهيدروجين الفلزي يحتوي على بنية بلورية ضمن نواته (بشكل رئيسي بنية بين البروتونات) وتكون الفراغات صغيرة وأصغر من نصف قطر بور. بالإضافة إلى ذلك فإن الفراغ يكون شبيه طول دي بروي الموجي للالكترونات. وتكون الإلكترونات غير متراكبة وتسلك سلوك كإلكترونات التوصيل في المعادن. في حالة الهيدروجين الفلزي السائل لا يوجد للبروتونات بنية شبكية.

تعدين الهيدروجين تحت الضغط[عدل]

يعتقد أن الهيدروجين ينتمي إلى الفلزات القلوية ضمن عموده الخاص في الجدول الدوري لكنه يخضع لظروف غير عادية. وقد تنبأ كل من الفيزيائيين يوجين ويغنر وهيلارد بيل هونتينجون بأن ذرات الهيدروجين تحت ضغط عالي جداً قريب من 25 جيجاباسكال ستظهر خصائص فلزية وتفقد الترابط مع إلكتروناتها.[1]

في نهاية المطاف أن الضغط المقترح لتحول الهيدروجين إلى هيدروجين فلزي قليل جداً.[2] وتوجد حالياً بحوث وتقنيات تحاول الوصول إلى ضغط 500 جيجا باسكال، لتشكيل الهيدروجين الفلزي مخبرياً.[3]

الهيدروجين الفلزي السائل[عدل]

يكون الهيليوم-4 سائل في الضغط النظامي وعند درجة حرارة قريبة من الصفر المطلق كنتيجة لطاقة النقطة-صفر العالية. وكذلك تكون طاقة نقطة الصفر للبروتونات في الحالات ذات الكثافة، عالية جداً. ويعتقد أن طاقة نقطة الصفر تتناقص مع زيادة الضغط. وقد قام نيل أسكروفت بتقديم البراهين على أن هناك نقطة أنصهار عظمى للهيدروجين المضغوط لكن يوجد أيضاً مجالات للكثافات عند الضغط 400 جيجا باسكال بحيث يكون الهيدروجين الفلزي سائل.[4][5]

الموصلية الفائقة[عدل]

اقترح نيل سنة 1968 بأن الهيدروجين الفلزي قد يكون موصل فائق للكهرباء حتى في حالة وجوده في درجة حرارة الغرفة 290 كلفن وستكون موصليته أكثر من أي مادة أخرى معروفة.[6]

المراجع[عدل]

  1. ^ Wigner، E.؛ Huntington، H.B. (1935). "On the possibility of a metallic modification of hydrogen". Journal of Chemical Physics 3 (12): 764. Bibcode:1935JChPh...3..764W. doi:10.1063/1.1749590. 
  2. ^ Loubeyre، P.؛ et al. (1996). "X-ray diffraction and equation of state of hydrogen at megabar pressures". Nature 383 (6602): 702. Bibcode:1996Natur.383..702L. doi:10.1038/383702a0. 
  3. ^ "Peanut butter diamonds on display". BBC News. 27 June 2007. اطلع عليه بتاريخ 2010-01-02. 
  4. ^ Ashcroft، N.W. (2000). "The hydrogen liquids". Journal of Physics: Condensed Matter 12 (8A): A129. Bibcode:2000JPCM...12..129A. doi:10.1088/0953-8984/12/8A/314. 
  5. ^ Bonev، S.A.؛ et al. (2004). "A quantum fluid of metallic hydrogen suggested by first-principles calculations". Nature 431 (7009): 669. arXiv:cond-mat/0410425. Bibcode:2004Natur.431..669B. doi:10.1038/nature02968. 
  6. ^ Ashcroft، N.W. (1968). "Metallic Hydrogen: A High-Temperature Superconductor?". Physical Review Letters 21 (26): 1748. Bibcode:1968PhRvL..21.1748A. doi:10.1103/PhysRevLett.21.1748.