金属氢

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最轻的化学元素氢,当被压缩到很高的密度时,它像其他第1族元素一样表现出金属性质,被称为金属氢。这意味着质子以晶体结构的晶格形式存在,并束缚在电子具有自由电子的性质,因此固态氢具有金属性质,液态金属氢具有以晶格形式排列的质子,虽然未知,但它是由质子和电子组成的体系,在液体中具有金属性质状态。 1926年,J.D.维尔纳提出,如果施加足够高的压力,所有物质都必须具有金属性质。后来,1935年,尤金·维...

什么是金属氢

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最轻的化学元素氢,当被压缩到很高的密度时,它像其他第1族元素一样表现出金属性质,被称为金属氢。这意味着质子以晶体结构的晶格形式存在,并束缚在电子具有自由电子的性质,因此固态氢具有金属性质,液态金属氢具有以晶格形式排列的质子,虽然未知,但它是由质子和电子组成的体系,在液体中具有金属性质状态。

金属氢

金属氢理论和实验背景

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1926年,J.D.维尔纳提出,如果施加足够高的压力,所有物质都必须具有金属性质。后来,1935年,尤金·维格纳和H.B.亨廷顿对氢施加了约25 GPa的压力,分子间的距离逐渐减小。预计氢原子会失去电子并变成具有更简单晶格结构的金属。

此后,许多科学家尝试通过施加更高的压力(~320 GPa:接近金刚石砧的极限)来制造固态金属氢,但都失败了。1996年,劳伦斯利弗莫尔国家实验室的研究人员通过应用瞬时压力使用瞬时压力(93 GPa至180 GPa)时,在约100 ns的短时间内意外观察到液态金属氢。之所以难以制造,是因为施加足够的压力使氢金属化是非常困难的。事实上,据估计,金属氢存在于木星和土星的内部,氢在高压下聚集在一起。

2016年10月5日,宣布哈佛大学实验室成功生成金属氢,随着这项研究成果于2017年1月发表在《Science》杂志上并得到正式验证,80年后,金属氢的存在才被真正证明。

超导性

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1968年,N.W. Ashcroft在Eugene Wigner的思想基础上,通过BCS理论提出了金属氢在施加极高压力(~400 GPa)时可以在室温下成为超导体的理论,但由于高压的限制,金属氢可以在室温下成为超导体。 ,目前为止,氢的超导性还没有被发现。因此,科学家们对富氢化合物感兴趣,而不仅仅是氢。事实上,在2008年,一种叫做硅烷的SiH4材料在50 GPa的压力下就具有金属特性,当施加约100 GPa的压力时,17 K是由M.I. Hermet等人发现的。

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  1. 什么是金属氢
  2. 金属氢理论和实验背景
  3. 超导性

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