Hydrogen teori

 

Vannfordeling i solsystemet

Vannet i solsystemet har en tendens til å være konsentrert i solen. Dette kan virke paradoksalt fordi planeter, med mindre tyngdekraften, har de tyngre elementene. Men dette paradokset oppstår ved å anta at heliumet ikke tiltrukket seg i utgangspunktet, i motsetning til å vurdere dens preeksistanse og påfølgende utgivelse over tid. Solsystemet pleide å være mer homogent, men over tid hadde planene ikke tyngdekraften til å holde hydrogenet, spesielt når solen varmet opp, og solvinden begynte å banke hydrogen ut av planetene 'øvre atmosfærer.

Vanngass

Hydrogen, når den er alene, virker generelt som en diatomisk gass. Dette skyldes at et komplett ytre elektronskall er en stabil konfigurasjon. Det minste skalet mulig tar maksimalt to elektroner, så et hydrogenatom deler sin elektron med et annet hydrogenatom, og fyller hverandres skall.

Roundabout Route to Helium

I stjerner smelter hydrogenkjerne for å produsere heliumkjerner. Prosessen er imidlertid ferdig i en rundkjøring, med fem fusjoner i det hele tatt før det endelige heliumet er opprettet. For det første smelter to protoner og sender ut en neutrino og en positron. Denne første fusjonen produserer en proton-nøytonkombinasjon, dvs. en kjernen av deuterium (fortsatt en hydrogenisotop, ingen helium ennå). Deretter smelter en proton med deuteriumkjernen, og sender ut en gammastråle. Nå er det produsert en heliumisotop, men med bare en nøytron. Deretter finner denne isotopen av helium en annen slik isotop (med to fusjoner i sin fortid også), og de smelter inn i en to-nøytronheliumkjerne, som utsender to protoner i prosessen.

Isotopfordeling

Deuterium og tritium, de to vanligste isotoper av hydrogen, er relativt sjeldne. 99,98 prosent av hydrogen har ingen nøytroner. Hvorfor? Fordi i en stjerne, hvis det er nok varme og trykk for å overvinne den elektriske ladningsavstøtningen mellom to protoner for å skape en fusjonsreaksjon, er det nok varme og trykk for å smelte to deuteriumkjerner for å produsere helium. Dette skyldes at nukleoner (protoner og nøytroner) tiltrekker seg, noe som bidrar til å overvinne den repulsive protonladningskraften. Så hvis det er nok varme og trykk for det første trinnet i heliumproduksjonen, er det nok å fullføre jobben og ikke la noen mellomliggende deuterium ligge rundt.

Heliumkjernen veier mindre

En heliumkjerne veier mindre enn to deuteriumkjerner, selv om de har samme antall protoner og nøytroner. Faktisk produserer fire hydrogenkjerne en heliumkjerne inne i solen. Hvordan kan dette være når en nøytron veier mer enn en proton? Betyr dette at en proton i et heliumatom har mindre masse enn en proton i et hydrogenatom? Nei. Massedifferansen er i bindingsenergien. Vannkjernen er mer tett bundet. Dette reduserer heliumkjernens energi og, ved E = mc-kvadrat, massen av kjernekonfigurasjonen. Et hydrogenatom (vanligvis) består av en proton bundet av en elektron. Noen ganger er protonen festet til et nøytron eller to. Å være så enkelt er hydrogen det mest store atom i universet. Det er av spesiell interesse fordi det er det ene atom som Schr u0026 # xF6; dinger equation av kvantemekanikk kan løses nøyaktig. Alle andre atomer må løses ved hjelp av tilnærminger.