Takaisin alkuaineiden luetteloon

Vedyn tunnisti erilliseksi aineeksi Henry Cavendish vuonna 1776. Kaavio yksinkertaisesta vetyatomista.

Vety

Atominumero:	1	Atomisäde:	120 pm (Van der Waals)
Atominimi:	H	Sulamispiste:	-259.16 °C
Atomipaino:	1.008	Kiehumispiste:	-252.879 °C
Elektronikonfiguraatio:	1s1	Hapetustilat:	-1, +1 (amfoteerinen oksidi)

Historia

Kreikankielisestä sanasta hydro (vesi), ja genes (muodostava). Hydrogen was recognized as a distinct substance by Henry Cavendish in 1776. Kaavio yksinkertaisesta vetyatomista.

Vety on maailmankaikkeuden alkuaineista runsain. Raskaammat alkuaineet ovat alunperin syntyneet vetyatomeista tai muista alkuaineista, jotka ovat alunperin syntyneet vetyatomeista.

Lähteet

Vedyn arvioidaan muodostavan yli 90 % kaikista atomeista – kolme neljäsosaa maailmankaikkeuden massasta! Tämä alkuaine esiintyy tähdissä, ja sillä on tärkeä rooli maailmankaikkeuden voimanlähteenä sekä protoni-protonireaktion että hiili-typpikierron kautta. Tähtien vetyfuusioprosessit vapauttavat valtavia määriä energiaa yhdistämällä vetyjä heliumiksi.

Vetyä tuotetaan pelkästään Yhdysvalloissa noin 3 miljardia kuutiometriä vuodessa. Vetyä valmistetaan

• höyryllä kuumennetun hiilen päällä,
• eräiden hiilivetyjen hajoamisella lämmön avulla,
• natrium- tai kaliumhydroksidin reaktiolla alumiinin päällä
• veden elektrolyysillä tai
• hapoista syrjäyttämällä tietyt metallit.

Nesteytetty vety on tärkeää kryogeniikassa ja suprajohtavuuden tutkimuksessa, sillä sen sulamispiste on vain 20 astetta absoluuttisen nollapisteen yläpuolella.

Tritiumia tuotetaan helposti ydinreaktoreissa ja sitä käytetään vetypommin valmistuksessa.

Vety on Jupiterin ja muiden kaasujättiläisplaneettojen pääkomponentti. Jossain syvyydessä planeetan sisällä paine on niin suuri, että kiinteämolekulaarinen vety muuttuu kiinteäksi metalliseksi vedyksi.

Vuonna 1973 ryhmä venäläisiä kokeilijoita on saattanut tuottaa metallista vetyä 2,8 Mbarin paineessa. Siirtymässä tiheys muuttui 1,08:sta 1,3 g/cm3:een. Aikaisemmin, vuonna 1972, Kalifornian Livermoressa eräs ryhmä raportoi myös samankaltaisesta kokeesta, jossa he havaitsivat paine-tilavuuspisteen, jonka keskipiste oli 2 Mbar:ssa. Ennusteiden mukaan metallinen vety voi olla metastabiili; toiset ovat ennustaneet sen olevan suprajohde huoneenlämmössä.

Yhdisteet

Vaikka puhdas vety on kaasu, sitä on hyvin vähän ilmakehässämme. Vetykaasu on niin kevyttä, että yhdistymättömänä vety saa muiden kaasujen kanssa törmätessään niin suuren nopeuden, että ne lentävät nopeasti pois ilmakehästä. Maapallolla vetyä esiintyy pääasiassa vedessä yhdessä hapen kanssa, mutta sitä on myös orgaanisessa aineessa, kuten elävissä kasveissa, öljyssä, kivihiilessä jne. Vetyä esiintyy ilmakehässä vapaana alkuaineena, mutta vain alle 1 tilavuusprosenttiosuuden. Vety on kaasuista kevyin, ja se yhdistyy muiden alkuaineiden kanssa – joskus räjähdysmäisesti – muodostaen yhdisteitä.

Käyttökohteet

Vetyä tarvitaan kaupallisesti suuria määriä typen sitomiseen Haberin ammoniakkiprosessilla sekä rasvojen ja öljyjen vetykäsittelyyn. Vetyä käytetään myös suuria määriä metanolin tuotannossa, hydrodealkyloinnissa, vetykrakkauksessa ja hydrodesulfuroinnissa. Muita käyttötarkoituksia ovat rakettipolttoaine, hitsaus, suolahapon valmistus, metallimalmien pelkistäminen ja ilmapallojen täyttäminen.

Vetykaasun nostovoima 1 kuutiometriä on noin 0,07 lb °C:ssa, 760 mm:n paineessa.

Vetypolttokenno on kehittyvä tekniikka, jonka avulla vetykaasulähteestä saadaan suuria määriä sähköenergiaa.

Harkinnassa on kokonainen aurinko- ja ydinvoimalla tuotettuun vetyyn perustuva talous. Yleinen hyväksyntä, suuret pääomasijoitukset ja vedyn kalleus nykyisiin polttoaineisiin verrattuna ovat vain muutamia tällaisen talouden ongelmista. Syrjäisillä alueilla sijaitsevat voimalat elektrolysoivat merivettä, ja tuotettu vety kuljetettaisiin kaukaisiin kaupunkeihin putkistoja pitkin. Saasteeton vety voisi korvata maakaasun, bensiinin jne., ja sitä voitaisiin käyttää pelkistävänä aineena metallurgiassa, kemiallisessa käsittelyssä, jalostuksessa jne. Sitä voitaisiin käyttää myös roskien muuntamiseen metaaniksi ja eteeniksi.

Muodot

Isotooppien lisäksi on osoitettu, että tavanomaisissa olosuhteissa vetykaasu on kahdenlaisten molekyylien, orto- ja paravetyjen, seos, jotka eroavat toisistaan elektroniensa ja ytimiensä spinien perusteella.

Normaali vety huoneenlämmössä sisältää 25 % para-muotoa ja 75 % ortomuotoa. Orto-muotoa ei voida valmistaa puhtaana. Koska nämä kaksi muotoa eroavat toisistaan energialtaan, myös fysikaaliset ominaisuudet eroavat toisistaan. Paravetyjen sulamis- ja kiehumispisteet ovat noin 0,1 °C alhaisemmat kuin normaalivetyjen.

Isotoopit

Vedyn tavallinen isotooppi H tunnetaan nimellä Protium, kaksi muuta isotooppia ovatDeuterium (yksi protoni ja yksi neutroni) ja Tritium (yksi protoni ja kaksi neutronia). Vety on ainoa alkuaine, jonka isotoopeille on annettu eri nimiä. Deuteriumia ja tritiumia käytetään polttoaineena ydinfuusioreaktoreissa. Yksi deuteriumatomi on noin 6000 tavallisessa vetyatomissa.

Deuteriumia käytetään moderaattorina neutronien hidastamiseen. Myös tritiumatomeja esiintyy, mutta paljon pienemmässä määrin. Tritiumia tuotetaan helposti ydinreaktoreissa, ja sitä käytetään vety(fuusio)pommin valmistuksessa. Sitä käytetään myös radioaktiivisena aineena valovärien valmistuksessa ja merkkiaineena.

Tritiumia käytetään myös merkkiaineena.