БСЭ БСЭ - Большая Советская Энциклопедия (ВО)

М. В. Водопьянов.

Водоразде'л,линия, разделяющая сток атмосферных вод по двум склонам, направленным в разные стороны. На равнинах В. нередко превращается в плоское водораздельное пространство, на котором направление стока может иметь переменный характер. Линию, разграничивающую бассейн тихоокеанского (рек, впадающих в Тихий и Индийский океаны) и атлантического (рек, впадающих в Атлантический и Северный Ледовитый океаны) склонов, называют главным В. Земли.

Водоре'зы(Rhynchopidae), семейство птиц отряда ржанкообразных. Один род (Rhynchops), включающий три вида. Длина тела до 45 см . Окраска чёрная с белым. Крылья очень длинные и острые, хвост с выемкой. Клюв большой, сжатый с боков, нижняя челюсть (подклювье) длиннее верхней, снабжена осязательными тельцами. Кормятся В. мелкими рыбами и водными насекомыми, летая в сумерках или ночью низко над водой и погрузив конец подклювья в воду (отсюда название). Обитают на морских побережьях, в устьях крупных рек субтропических и тропических зон Африки, Азии и Америки. Гнездятся небольшими группами на песчаных отмелях и островах после наступления сухого сезона и спада воды в реках. Яйца (2—4) откладывают в ямку в песке. Птенцы сразу после вылупления могут бегать и плавать, но их ещё долго кормят родители.

Водорез Rhynchops albicollis.

Водоро'д(лат. Hydrogenium), Н, химический элемент, первый по порядковому номеру в периодической системе Менделеева; атомная масса 1,00797. При обычных условиях В. — газ; не имеет цвета, запаха и вкуса.

Историческая справка. В трудах химиков 16 и 17 вв. неоднократно упоминалось о выделении горючего газа при действии кислот на металлы. В 1766 Г. Кавендиш собрал и исследовал выделяющийся газ, назвав его «горючий воздух». Будучи сторонником теории флогистона , Кавендиш полагал, что этот газ и есть чистый флогистон. В 1783 А. Лавуазье путём анализа и синтеза воды доказал сложность её состава, а в 1787 определил «горючий воздух» как новый химический элемент (В.) и дал ему современное название hydrogène (от греч. hýdōr — вода и gennáō — рождаю), что означает «рождающий воду»; этот корень употребляется в названиях соединений В. и процессов с его участием (например, гидриды, гидрогенизация). Современное русское наименование «В.» было предложено М. Ф. Соловьёвым в 1824.

Распространённость в природе. В. широко распространён в природе, его содержание в земной коре (литосфера и гидросфера) составляет по массе 1%, а по числу атомов 16%. В. входит в состав самого распространённого вещества на Земле — воды (11,19% В. по массе), в состав соединений, слагающих угли, нефть, природные газы, глины, а также организмы животных и растений (т. е. в состав белков, нуклеиновых кислот, жиров, углеводов и др.). В свободном состоянии В. встречается крайне редко, в небольших количествах он содержится в вулканических и других природных газах. Ничтожные количества свободного В. (0,0001% по числу атомов) присутствуют в атмосфере. В околоземном пространстве В. в виде потока протонов образует внутренний («протонный») радиационный пояс Земли . В космосе В. является самым распространённым элементом. В виде плазмы он составляет около половины массы Солнца и большинства звёзд, основную часть газов межзвёздной среды и газовых туманностей. В. присутствует в атмосфере ряда планет и в кометах в виде свободного H 2, метана CH 4, аммиака NH 3, воды H 2O, радикалов типа CH, NH, OH, SiH, PH и т.д. В виде потока протонов В. входит в состав корпускулярного излучения Солнца и космических лучей.

Изотопы, атом и молекула. Обыкновенный В. состоит из смеси 2 устойчивых изотопов: лёгкого В., или протия ( 1H), и тяжёлого В., или дейтерия ( 2H, или D). В природных соединениях В. на 1 атом 2H приходится в среднем 6800 атомов 1H. Искусственно получен радиоактивный изотоп — сверхтяжёлый В., или тритий ( 3H, или Т), с мягким β-излучением и периодом полураспада T 1/2 = 12,262 года. В природе тритий образуется, например, из атмосферного азота под действием нейтронов космических лучей; в атмосфере его ничтожно мало (4·10 -15% от общего числа атомов В.). Получен крайне неустойчивый изотоп 4H. Массовые числа изотопов 1H, 2H, 3H и 4H, соответственно 1,2, 3 и 4, указывают на то, что ядро атома протия содержит только 1 протон, дейтерия — 1 протон и 1 нейтрон, трития — 1 протон и 2 нейтрона, 4H — 1 протон и 3 нейтрона. Большое различие масс изотопов В. обусловливает более заметное различие их физических и химических свойств, чем в случае изотопов других элементов.

Атом В. имеет наиболее простое строение среди атомов всех других элементов: он состоит из ядра и одного электрона. Энергия связи электрона с ядром (потенциал ионизации) составляет 13,595 эв . Нейтральный атом В. может присоединять и второй электрон, образуя отрицательный ион Н -; при этом энергия связи второго электрона с нейтральным атомом (сродство к электрону) составляет 0,78 эв . Квантовая механика позволяет рассчитать все возможные энергетические уровни атома В., а следовательно, дать полную интерпретацию его атомного спектра . Атом В. используется как модельный в квантовомеханических расчётах энергетических уровней других, более сложных атомов. Молекула В. H 2состоит из двух атомов, соединённых ковалентной химической связью. Энергия диссоциации (т. е. распада на атомы) составляет 4,776 эв (1 эв = 1,60210·10 -19 дж ). Межатомное расстояние при равновесном положении ядер равно 0,7414·Å. При высоких температурах молекулярный В. диссоциирует на атомы (степень диссоциации при 2000°С 0,0013, при 5000°С 0,95). Атомарный В. образуется также в различных химических реакциях (например, действием Zn на соляную кислоту). Однако существование В. в атомарном состоянии длится лишь короткое время, атомы рекомбинируют в молекулы H 2.

Физические и химические свойства. В. — легчайшее из всех известных веществ (в 14,4 раза легче воздуха), плотность 0,0899 г/л при 0°С и 1 атм . В. кипит (сжижается) и плавится (затвердевает) соответственно при —252,6°С и —259,1°С (только гелий имеет более низкие температуры плавления и кипения). Критическая температура В. очень низка (—240°С), поэтому его сжижение сопряжено с большими трудностями; критическое давление 12,8 кгс/см 2(12,8 атм ), критическая плотность 0,0312 г/см 3. Из всех газов В. обладает наибольшей теплопроводностью, равной при 0°С и 1 атм 0,174 вт/ ( м · К ), т. е. 4,16·0 -4 кал/ ( с · см · °С ). Удельная теплоёмкость В. при 0°С и 1 атм С р 14,208·10 3 дж/ ( кг · К ), т. е. 3,394 кал/ ( г · °С ). В. мало растворим в воде (0,0182 мл/г при 20°С и 1 атм ), но хорошо — во многих металлах (Ni, Pt, Pd и др.), особенно в палладии (850 объёмов на 1 объём Pd). С растворимостью В. в металлах связана его способность диффундировать через них; диффузия через углеродистый сплав (например, сталь) иногда сопровождается разрушением сплава вследствие взаимодействия В. с углеродом (так называемая декарбонизация). Жидкий В. очень лёгок (плотность при —253°С 0,0708 г/см 3) и текуч (вязкость при — 253°С 13,8 спуаз ).