prodaja@kockaikugla.com hr@kockaikugla.com vjeko.kovacicek@kockaikugla.com info@kockaikugla.com mail@kockaikugla.com webmaster@kockaikugla.com admin@kockaikugla.com kockaikugla.com web.kockaikugla.com www.kockaikugla.com

Bug Online

Znanost i tehnologija

Je li konačno napravljen metalni vodik?

U 19. stoljeću znanstvenici su vjerovali da u morskim dubinama nema života ne samo zato što tamo ne dopire svjetlost nego i zato što vladaju tako visoki tlakovi da voda prestaje biti vodom. Na najvećoj morskoj dubini, u 11 kilometara dubokoj Marijanskoj Brazdi u Tihom oceanu hidrostatski tlak vode dostiže vrijednost od 1100 bara (110 MPa), a njezina gustoća  poraste za šest posto.

No to je zabluda: na  „dnu svijeta“ Piccardov batiskaf Trieste otkrio je plosnatu ribu. (Riba nije bila plosnata zbog visokog tlaka, nego zato što živi na dnu!) No to ne znači da navedena promjena gustoće „nestlačive tekućine“ ne stoji. Tvari izložene visokim tlakovima doista drastično mijenjaju svoja stvojstva. Pri normalnom tlaku dijamant grijanjem prelazi u grafit, no pri visokom se tlaku grafit pretvara u dijamant. Još se više (i neobičnije) mijenjaju svojstva krute vode, tj. leda. Ne postoji samo jedan led, led I., kojeg vidimo u našem hladnjaku i zimi na cestama, nego još devet vrsta leda koji nastaju tlačenjem običnoga leda. Jedan od njih, led VII. ne može ni postojati pri tlaku manjem od 2100 MPa (210 kbar) i temperaturi manjoj od pet stupnjeva – iznad ništice! Taj se „vrući  led“ tali pri navedenom tlaku  na 82 oC, a ima gustoću 1,56 g cm-3– što znači da je gotovo dvostruko teži od običnoga leda (0,93 g cm-3).


Slično je dakako i za druge tvari, pa i za najlakši od svih elemenata i svih plinova - vodik. Molekula vodika ima dva atoma, te je 16 puta lakša od molekule kisika ili čak 22 puta lakša od molekule ugljikova dioksida. Vodik je nemetal, znamo iz kemije, što nam otkriva između ostalog i dvoatomnost njegove molekule, H2. No nije sve tako jednostavno kako se u školi uči!

Kao prvo vodik nalazimo u prvoj skupini periodnog sustava, odmah iznad litija. Kako se on našao među alkalijskim metalima? Litij stvara ione Li+, natrij stvara ione Na+, a vodik ione H+. No ne stvara zapravo ione H+, nego se ti ioni odmah vežu za neku molekulu, recimo za molekulu vode. Nema buhe, jer buha skače sa psa na psa. Pa sad…

Kada sam pisao knjigu „Metali života – metali smrti“, dvoumio sam se bi li među „metale smrti“ stavio i arsen, jer je on nemetal. No dilema nije dugo trajala, jer sam se odmah sjetio kako arsen uz nemetalnu ima i metalnu alotropsku modifikaciju. - „Podjela na metale i nemetale je pučka (i školska) izmišljotina”, napisao sam u odgovoru uredniku ove rubrike kada me je zamolio da komentiram otkriće metalnog vodika, koje je nekidan (7. siječnja ove godine) objavljeno u Nature, valjda najboljem znanstvenom časopisu na svijetu. “Postoji i nemetalno željezo”, nadodao sam, jer i željezo s kisikom gradi anion, posve nalik anionu sumporne kiseline. Elementi imaju više ili manje izražena metalna i nemetalna svojstva – to je sve. No vratimo se vodiku.

Metalni je vodik sveti gral kemije visokih tlakova. Njegovo je postojanje predviđeno još prije 80 godina, točnije 1935. godine znanstvenici su izračunali da pri visokim tlakovima može doći do pucanja veze koja drži atome vodika u njihovoj molekuli. Da pravo kažem ništa čudnoga, jer to se zbiva i pri običnom tlaku kada platina i paladij upijaju  plinoviti vodik, paladij i 900 puta više od svoga volumena. Vodik se pritom naime raspada na atome i ispunjava prazninu između atoma platine ili paladija praveći s njima neku vrstu legure. Ta je pojava bila poznata kemičarima još u 19. stoljeću, no nisu – razumije se – znali što iza nje leži. Danas znaju.

Danas ne samo da znamo što leži iza platine koja je upila vodik, nego znamo tu pojavu i te kako iskoristiti, od vodikove elektrode do gorivnih ćelija u svemiru i na Zemlji. No jedno je legura, a drugo čist metal. Kako dobiti metalni vodik u čistom stanju?

Da bi se to postiglo treba, jasno je, molekulu vodika razbiti na atome. Drugim riječima treba vezu vodikovih atoma  produžiti (od normalne dužine 74 pm) te uložiti energiju od 4,52 eV po molekuli. To se može postići zagrijavanjem vodika na nekih 3000 oC.  Pritom se svaka deseta molekula raspada na atome – no ne nastaje metalni vodik.

Druga je metoda ona o kojoj se govori već osamdeset godina: veza među atomima može puknuti ako se vodik izloži tlaku višem od  250 tisuća bara (25 GPa), pri čemu bi trebala nastati čvrsta, atomska i nadasve metalna modifikacija najlakšeg kemijskog elementa. No kako postići taj tlak i kako se uvjeriti da je vodik doista prešao u stanje metala?

To su upavo, čini se, postigala ekipa tri znanstvenika koji su radili u  Ujedinjenom Kraljevstvu i Kini (P. Dalladay-Simpson, R. T. Howie i E. Gregoryanz). Oni su pri sobnoj temperaturi podvrgli vodik tlaku od 325 GPa (3,25 milijuna bara), a potom Ramanovom spektroskopijom utvrdili da je došlo do slabljenja veze između vodikovih atoma. Tako je nastala nova faza vodika, označena kao faza V., koja bi mogla značiti početak stvaranja metalnog vodika. No jesu li ga doista dobili?

Teško je reći. „U posljednjih trideset godina istraživanja visokih tlakova mnogi su tvrdili kako su u laboratoriju dobili metalni vodik, no sve su se te tvrdnje poslije  pokazale neistinitima“, izjavio je profesor Eugene Gregoryanz, jedan od autora spomentog članka. Jedino što je sigurno je da su pronašli novi oblik krutog vodika te da se njihov „vodik V.“ ponaša upravo onako kako teorija predviđa.

Jedna druga rečenica profesora Gregoryanza, ona u kojoj kaže kako će njihovo otkriće „imati važnost u temeljnim istraživanjima te u  istraživanju  planeta“ kazuje nešto drugo: već da se dugo pretpostavlja da se jezgre najvećih planeta Sunčeva sustava, Jupitera i Saturna, sastoje od metalnog vodika. Ti se planeti naime poglavito sastoje od vodika, pa on pri visokom tlaku kakav vlada u jezgri planeta – logično -  prelazi u čudesno metalno stanje.

Dr. Nenad Raos, po struci kemičar,  znanstveni je savjetnik u trajnome zvanju na zagrebačkom Institutu za medicinska istraživanja i medicinu rada. Intenzivno se bavi popularizacijom znanosti: autor je 13 znanstveno-popularnih knjiga, 7 izložbi u zagrebačkom Tehničkom muzeju te mnogo stotina članaka po časopisima.  Dobitnik je Nagrade za znanstveni rad u području prirodnih znanosti HAZU-a (1996.) i Državne godišnje nagrade za promidžbu i popularizaciju znanosti (2003.).

dodaj komentar

zadnji komentari na forumu (18)

win32 ned 24.1.2016 11:30

Re: Je li konačno napravljen metalni vodik?

Bilo bi predivno jedan dan otvoriti BOL, procitati jos ovakvih uistinu kvalitetnih materijala i na kraju doci do nekih konstruktivnih i kvalitetnih rasprava, bez trolova koji se taloze na sve moguce teme pa i one o kojima nemaju blage veze. Nemam nista protiv odredenih ljudi, ali uistinu nemam vo...

rimohit uto 19.1.2016 03:55

Je li konačno napravljen metalni vodik?

Naravno da je članalk odličan (super) ali za širenje popularnosti nema "biti" stvari. Zašto nema komentara što to znači u stvarnosti i koje i kakve mogučnosti od svega toga može biti za ljudski rod?...

Ivan(4) pon 18.1.2016 15:48

Je li konačno napravljen metalni vodik?

Sve sam shvatio, osim toga koji je značaj metalnog vodonika (osim kao naučnog kurioziteta), koji bi morao biti posebno veliki, ako ga je autor nazvao svetim kralom hemije? Dobro, ni onaj deo o tome kako su neki elementi ponekad metali, a ponekad nemetali mi takođe nije skroz jasan, šta je tačno...

tnakir pon 18.1.2016 14:52

Je li konačno napravljen metalni vodik?

Drago mi je sto je Bug odlucio uvesti ovakve tekstove na svoj web.  Bilo da pisete o nekakvoj "novoj fizici" ili nekim zbilja cool stvarima u astronomiji, tekstovi su napisani zanimljivo i jednostavno tako da ih mogu razumijeti i oni koji do sada nisu imali nikakvog dodira sa istima.&...

Byron pon 18.1.2016 14:19

Je li konačno napravljen metalni vodik?

još da su mu izmjerili vodljivost i feromagnetska svojstva, to bi još više objasnilo neke pojave oko jupitera......

Iako nas odmalena uče da kemijske elemente možemo podijeliti u dvije osnovne grupe, stvarnost je malo složenija od toga, što govori i vjerojatna potvrda postojanja takozvanog metalnog vodika...

pon 18.1.2016

Vodeći razvijatelj napušta Bitcoin

Jedan od vodećih razvijatljena softvera za Bitcoin napustio je projekt uz opširno obrazloženje zašto ga smatra propalim 23:28

ZTE Nubia Prague S donosi Super AMOLED zaslon, Snapdragon 615 SoC i metalno kućište

ZTE je predstavio novi pametni telefon iz svoje Nubia linije, Nubia Prague S, koji donosi kućište od anodiziranog aluminija, Super AMOLED zaslon, Snapdragon 615 SoC i dedicirani audio čip 21:11

Mogućnost prodaje aplikacija preko online trgovine Azure Marketplace dostupna i u Hrvatskoj

Softverske tvrtke iz Hrvatske od sada mogu prodavati aplikacije na platformi Azure širom svijeta 17:17

Comping osvojio Hewlett Packard Enterprise i Microsoft nagradu

Nagradu je Comping osvojio zahvaljujući poslovnom rješenju implementiranom kod korisnika iz financijskog sektora 15:27

WhatsApp od sada besplatan za sve

Direktor WhatsAppa danas je objavio kako će njihova aplikacija postati besplatna, ali i da neće zbog toga uvoditi reklame 14:46

Pregled hrvatskog crowdfundinga za 2015. godinu

Skupnim financiranjem u Hrvatskoj je do sada prikupljeno 10 milijuna kuna, a 2015. godina bila je rekordna 12:57

Je li konačno napravljen metalni vodik?

Iako nas odmalena uče da kemijske elemente možemo podijeliti u dvije osnovne grupe, stvarnost je malo složenija od toga, što govori i vjerojatna potvrda postojanja takozvanog metalnog vodika... 12:19

Lumia 650 bit će zadnja Lumia ove godine?

Prema najnovijim šuškanjima Lumia 650 koja tek treba stići na tržište bit će prva, ali ujedno i posljednja Lumia koju će Microsoft predstaviti ove godine 12:07

Ovo su keynote govornici na Bug Future Showu 2016

Iz SAD-a nam stiže autor New York Timesovog bestselera Shawn G. DuBravac, a predavanja su pripremili i poduzetnik Goranko Fižulić te najomiljeniji profesor matematike u regiji, čuveni Toni Milun... 11:20

Canon unaprijedio liniju skenera za čekove

Canon dodaje nove i unaprijeđene skenere za čekove u svoju seriju proizvoda imageFORMULA 11:16

Patriot Gauntlet 4, kućište za prijenosne diskove s USB-C portom

Patriot je nedavno predstavio nasljednika svog 2,5-inčnog Gauntlet 3 kućišta za čvrste diskove i SSD-ove, novi model dolazi pod nazivom Gauntlet 4 i donosi USB-C port 08:10

Tvrtki za računalnu sigurnost tužba zbog loše obavljanog posla

Američki lanac kockarnica Affinity Gaming pokrenuo je tužbu protiv tvrtke Trustwave koja se specijalizirala za računalnu sigurnost jer nije uspjela spriječiti napad na njihove računalne sustave 07:36

Qualcomm s kineskom pokrajinom Guizhou radi na ARM procesorima za podatkovne centre

Qualcomm je objavio kako je sklopio ugovor o suradnji s kineskom pokrajinom Guizhou koja uključuje razvoj procesora baziranih na ARM arhitekturi za potrebe podatkovnih centara 06:52

Huawei uskoro ulazi na tržište računala

Prema pisanju kineskog tiska, tvrtka Huawei se sprema na ulazak na tržište računala, a službena objava ulaska bi se trebala dogoditi u veljači tijekom Mobile World Congress 2016 konferencije 05:33

tjedni pregled

znanost i tehnologija

komentari dana

najkomentiranije na forumu