Ջուր

Ջուր, անօրգանական միացություն, ջրածնի օքսիդ, քիմիական բանաձևը՝ Н₂O։ Ջուրը բնության ամենատարածված նյութն է, բնության մեջ հանդիպում է պինդ, հեղուկ, գազային վիճակներում։ Կազմում է կենդանի օրգանիզմների բաղադրության 2/3 մասը։

Ջրի մոլեկուլն ունի անկյունային կառուցվածք՝ HOH անկյունը կազմում է 104.5°, բևեռային մոլեկուլ է։ OH կապը խիստ բևեռային կապ է, որի հետևանքով ջրի մոլեկուլների միջև առաջանում է ջրածնական կապ։ Ջուրը լավ լուծիչ է՝ բևեռայնության շնորհիվ։ 

Ջուրը ծածկում է Երկրի մակերևույթի 2/3-ը և կենսականորեն անհրաժեշտ է կյանքի բոլոր ձևերի համար։ Երկիր մոլորակի ջրի 96.5%-ը պատկանում է օվկիանոսներին։ Երկրի ջրի միայն 2.5%-ն է քաղցրահամ, որի 98.8%-ը սառույցներ և գրունտային ջրեր են։ Ամբողջ քաղցրահամ ջրերի 0.3%-ից պակաս մասը գտնվում է գետերում, լճերում և մթնոլորտում, իսկ ավելի քիչ՝ 0,003 % քանակությունը գտնվում է կենդանի օրգանիզմներում։

Սովորական պայմաններում ջուրն անգույն, անհամ, անհոտ հեղուկ է:  Ջուրն ունի ամենամեծ ջերմունակությունը, այդ պատճառով դանդաղ տաքանում է, դանդաղ սառչում։ Դրա միջոցով ջրավազանները կարգավորում են մեր մոլորակի ջերմաստիճանը։

Ջրի ագրեգատային վիճակներ

·         պինդ՝ սառույց,

·         հեղուկ՝ ջուր,

·         գազային՝ գոլորշի:

Ջուրը ամֆոտեր միացություն է:

Փոխազդում է մետաղների հետ:

Փոխազդում է ակտիվ մետաղների օքսիդների հետ:

Փոխազդում է թթվային օքսիդների հետ, բացի SiO₂:

Հաստատուն հոսանքի ազդեցությամբ քայքայվում է:

Առաջացնում է բյուրեղահիդրատներ:

Ուժեղ տաքացնելիս փոխազդում է ոչմետաղների հետ:

Որոշ աղեր ջրային միջավայրում հիդրոլիզվում են:

Կյանք գոյություն ունի միայն այնեղ, որտեղ ջուր կա։ Բույսերը հողից յուրացնում են ջուրը և նրա մեջ լուծված նյութերը։ Ջրի միջոցով կենդանի օրգանիզմներից հեռանում են ոչ պիտանի նյութերը։ Ջրային կենդանիները ջրի միջոցով ստանում են նաև ցամաքում գտնվող իրենց անհրաժեշտ նյութերը։ Աղբյուրների, գետերի և լճերի քաղցրահամ ջրերի պաշարը կազմում է ջրոլորտի սոսկ 1/10000 մասը։

 Հասկանալով ջրի կարևորությունը, յուրաքանչյուր մարդ պետք է խնայողաբար օգտագործի այն, հասկանալով որ հետագա սերունդները նույնպես կարողեն գոյատևել միայն ջրի առկայության պայմաններում:

Ջրածին:

Ջրածինը (H) պարբերական համակարգի առաջին տարրն է։ Առաջին անգամ մաքուր վիճակում ստացել է Հենրի Կավենդիշը 1766 թվականին։ Այն տիեզերքում ամենատարածված տարրն է։ Երկրի վրա այն գտնվում է հիմնականում միացությունների ձևով։ Ջրածինը միացություններում միավալենտ է։

Ջրածնի ատոմը կազմված է մեկ պրոտոն ունեցող միջուկից և մեկ էլեկտրոնից։ Հանդես է գալիս H₂ պարզ նյութի ձևով։

Ջրածինը ամենատարածված տարրն է տիեզերքում․ կազմում է աստղերի և արևի զանգվածի մոտ կեսը (պլազմայի ձևով), արեգակի մթնոլորտի 84 %-ը, միջաստղային միջավայրի և միգամածությունների հիմնական մասը։ Աստղերի ընդերքում՝ ջրածնի ատոմների միջուկներից՝ պրոտոններից սինթեզվում են հելիումի ատոմի միջուկներ (ջերմամիջուկային սինթեզ), անջատվում է ահռելի քանակներով էներգիա։

Զրածնի պարունակությունը երկրակեղևում ըստ զանգվածի 0,15% է, ընդհանուր պարունակությունը երկրի վրա՝ 1% ։ Ազատ վիճակում հանդիպում է հազվադեպ՝ որոշ հրաբխային և այլ բնական գազերում, օդում ։ Մթնոլորտի վերին շերտերում ջրածնի պարունակությունը շատ ավելի մեծ է, մերձերկրյա տարածությունում առաջացնում է երկրի պրոտոնային ռադիացիոն գոտին։

Ջրածինը մտնում է ամենատարածված նյութի՝ ջրի (11, 19% ըստ զանգվածի), նաև քարածխի, նավթի, բնական գազերի, կավերի, կենդանական և բուսական օրգանիզմների բաղադրության մեջ։

Ջրածինը սովորական պայմաններում անգույն, անհամ, անհոտ գազ է։ 14,5 անգամ թեթև է օդից ։ Ջրում քիչ է լուծվում՝ 1 լ ջրում 20°С-ում լուծվում է 18 մլ ջրածին։-252,8°С-ում 1 մթնոլորտային ճնշման տակ ջրածինը դառնում է շարժուն հեղուկ, որը ևս անգույն է։

Ջրածնի ատոմը խիստ ռեակցիոունակ է և շատ արագ առաջացնում է H₂ մոլեկուլը։

Տաքացնելիս ջրածինը միանում է ոչ մետաղների մեծ մասի (օքսիդանում է) և ակտիվ մետաղների (վերականգնվում է) հետ, առաջացնում հիդրիդներ։ Ոչ մետաղների հիդրիդներն անգույն, սովորաբար տհաճ հոտով, թունավոր գազեր են, մետաղներինը՝ սպիտակ, բյուրեղական (իոնական) նյութեր։

Ջրածնի և հալոգենների խառնուրդները պայթուցիկ են ։

Սովորական պայմաններում թթվածնի հետ ջրածինը միանում է դանդաղ, տաքացնելիս՝ պայթյունով։ Պայթուցիկ են 4-94 ծավավալ % H₂ պարունակող խառնուրդները՝ թթվածնի և 4-74% Н₂ պարունակող խառնուրդները օդի հետ։

Ջրածինը թթվածնի հետ առաջացնում է նաև ջրածնի պերօքսիդ՝ H₂0₂։ Տաքացնելիս ջրածինը ծծմբի հետ միանում է հեշտությամբ, սելենի և տելուրի հետ՝ դժվարությամբ։ Առաջանում են ծծմբաջրածին՝ H₂S, սելենաջրածին՝ H₂Se, և տելուրաջրածին՝ H₂Te, որոնք տհաճ հոտով ջրում լուծելի գազեր են։

Ջրածինը ազոտի հետ միանում է կատալիզատորի առկայությամբ՝ տաքացնելիս։ Ստացվում է ամոնիակ, NH₃, որի ելքը մեծանում է ճնշումը բարձրացնելիս։

Ատոմական ջրածինը միանում է ֆոսֆորի, արսենի և անտիմոնի հետ։ Առաջանում են ֆոսֆին՝ PH₃, արսին՝ AsH₃, և ստիբին՝ SbH₃, որոնք տհաճ հոտով, խիստ թունավոր գազեր են։

Ածխածինը ջրածնի հետ միանում է բարձր ջերմաստիճաններում՝ առաջացնելով (կատալիզատորի բացակայությամբ) մեթան՝ CH₄, որը ածխաջրածինների պարզագույն ներկայացուցիչն է։

Ջրածինը լավ է լուծվում բազմաթիվ մետաղներում (Pd, Pt, Ni և այլն)՝ առաջացնելով ներդրման պինդ լուծույթներ։ Մետաղներում լուծվելու ունակության շնորհիվ ջրածինը․ թափանցում է մետաղների միջով (դիֆուզիա), կոռոզիայի է ենթարկում պողպատը (դեկարբոնացում)։

Ջրածինը որպեսզ ապագա վառելիք:

XIX դարի սկզբին,  գյուտարար Ռիվազը կառուցեց առաջին  ջրածնային շարժիչը: Սակայն, այս տեխնոլոգիայի մասին մոռացել էին, և հիշեցին միայն այն ժամանակ, երբ ակտիվորեն սկսեցին զբաղվել  այլընտրանքային էներգիայի աղբյուրների որոնմանբ:

Գիտնականները փնտրում են յուրօրինակ լուծումներ, որպեսզի նվազեցնեն մարդկության կախվածությունը հանածո վառելիքից:

Ջրածինը, որպես վառելիք, կարելի է օգտագործել գրեթե ցանկացած տեսակի տրանսպորտում, և այժմ ամենամեծ ջանքերը կենտրոնացած են խթանելու,  ջրածինը որպես վառելիք ավտոմոբիլային արդյունաբերության մեջ կիրառելու համար:

 Հետաքրքրությունը ջրածնի նկատմամբ վերջին տասնամյակների ընթացքում պայմանավորված է երկու գործոններով. նախ, շրջակա միջավայրի աղտոտմամբ, երկրորդը՝ այն փաստը, որ հանածո վառելիքի պաշարները սահմանափակ են: Ջրածինը լուծում է այդ խնդիրները: Բացի այդ, ջրածնի պաշարները շատ մեծ են: Նրա օգտագործումը չի աղտոտում միջավայրը:

Բացի դրանից, ջրածինը օգտագործում են բարձր ջերմաստիճան ստանալու համար (3000-4000°С)։ Սակայն ջրածնի ամենալուրջ խնդիրը՝ միջուկային այս ռեակցիան է  ²₁H+³₁H=⁴₂He+n+17,6 կՋ

Այս ռեակցիան ընթանում է 10 միլիոն աստիճանում, եթե հնարավոր լիներ կառավարել այս ռեակցիան, մարդկությունը կլուծեր էներգիայի պրոբլեմը։