液態金屬氫檢視原始碼討論檢視歷史

液態金屬氫

來自 網絡 的圖片

金屬氫是一種簡併態物質，是雙原子分子H2的同素異形體。當氫氣被充分壓縮，經過相變後便會產生金屬氫。 "固態"金屬氫是由原子核（即質子）組成的晶體結構，其原子間隔小於玻爾半徑，與電子波長長度相當（參見德布羅意波長）。電子脫離了分子軌道，表現為一般金屬中的傳導電子。而在液態氫中，質子沒有晶格次序，質子和電子組成液態的系統。

基本內容

中文名稱：液態金屬氫

組成元素：原子核（即質子）

外文名稱：liquid metallic hydrogen

結構：晶體

液態金屬氫

liquid metallic hydrogen

氫在高壓擠壓下，會變成有良好導電性質的液體。根據理論推測，土星和木星等類木行星的內部，就有液態金屬氫。

所需的壓力

雖然氫元素位於元素周期表鹼金屬列頭，但氫氣在常態下並不是鹼金屬。在1935年，物理學家尤金·維格納和Hillard Bell Huntington預測，在250,000個大氣壓（約25GPa）下，氫原子失去對電子的束縛能力，呈現出金屬性質。此後的實驗表明，對壓力的最初假設不足。理論計算表明使氫氧金屬化需要更高的壓力，但是仍然是可通過實驗可得到的。

愛丁堡大學極限和科學中心[7]教授Malcolm McMahon[8]指出，他們正在研究產生5,000,000大氣壓的技術（大於地球中心的壓力），希望能產生金屬氫。

壓縮得到

質子質量是He的四分之一大。在常壓下，由於高零點能，質子在絕對零點附近也呈現液態。同樣的，質子在密集的狀態下，零點能也很高，在高壓縮狀態下，有序能會降低。壓縮氫的最高熔點目前還處於爭論之中。

超導性

N. W. Ashcroft提出，金屬氫在常溫下（290K）也可能是超導體。

實驗進展

世界各國正通過多種途徑來產生超高壓製取金屬氫。比較成熟的有兩種方法，一種叫動態壓縮法，即是從強磁場中採用快速衝擊壓縮，獲取高壓來製取金屬氫。另一種叫靜態壓縮法，即產生100～200萬大氣壓的靜態高壓，壓縮液氫來製造金屬氫。

太空中金屬氫

金屬氫被認為會存在於一些大質量的行星內部，如木星，土星，和一些新發現的太陽系外行星等，由於行星內部實際溫度要高於以前的理論預測，因此，金屬氫可能比預計的更多和更靠近行星表面。

能源

有可能產生大量的金屬氫的實際用途。有理論稱亞穩態金屬氫（簡稱MSMH）在壓力釋放之後，可能不會立即恢復成普通氫氣。

MSMH是個有效而且乾淨的能源，最終產物只有水。MSMH燃燒時，會比普通氫氣更劇烈，將會釋放九倍於普通氫，五倍於目前航天飛機燃料（液態H2/O2）的效果。 但是，勞倫斯利弗莫爾的實驗過於簡單，還不能確定亞穩態的金屬氫是否存在。

特別註明

液態金屬氫是金屬氫在高壓環境下產生的。