Физички својства на водород. Својства и употреба на водород

Водород H - хемиски елемент, една од најчестите во нашиот универзум. маса на водород како елемент во составот на предметот е 75% од вкупната содржина на атоми од друг вид. Тој влегува во најважните и витална врска на планетата - вода. А карактеристична црта на водород е исто така факт е дека тој е првиот елемент во периодниот систем на хемиските елементи Г. I. Mendeleeva.

Откривање и истражување

На првото спомнување на водород во делата на Парацелзус датираат од XVI век. Но, нивната изолација од гас смеса од воздух и запаливи својства истражувања се направени во XVII век научниците Лемер. Водород проучи темелно англиски хемичар и физичар научник Хенри Кавендиш, кој емпириски докажано дека на масата на водород најниска во споредба со други гасови. Во подоцнежните фази на развојот на науката, многу научници работеле со него, како што Lavoisier, кој го нарече "генерирани вода."

Функција на PSKHE ситуацијата

Елемент, за отворање на периодична табела D. I. Mendeleeva - е водород. Физички и хемиски својства на атомот покажуваат одредена двојност бидејќи Водород истовремено припаѓа на првата група, главната подгрупа, ако тоа се однесува како метал и дава еден електрон во процесот на хемиска реакција и седмиот - во случај на целосно исполнет валентна обвивка, односно приемот негативни честички, кои го карактеризира како сличен на халоген.

Карактеристики на електронската структура на елементот

На својства на атом на водород на комплексни супстанции на која што е вклучена, и едноставен супстанција на N ₂ се утврдува првенствено од страна на електронска конфигурација на водород. Честичката има еден електрон со Z = (-1), која ротира во својата орбита околу јадрото содржи еден протон со единицата за маса и позитивно полнење (+1). Својата електронска конфигурација 1s евидентираат како ^1, што укажува на присуство на негативни честички во себе за прв и единствен од Водород s-орбитали.

Кога изолација или одвратна електрони и еден атом на елементот има имот што се соединува со метали добиени катјони. Во суштина водороден јон - е позитивен елементарна честичка. Затоа, електронот лишен од Водород наречен едноставно протон.

физички својства

Во описот на физички својства на водород кратко, тоа е безбоен, умерено растворливи гас со релативната атомска маса од 2, 14,5 пати полесни од воздухот, температурата на топење на -252,8 степени Целзиусови.

Во експериментот, можете лесно може да се види дека H ₂ е најлесно. Тоа е доволно за да се пополни три топчиња со различни супстанции - атом на водород, јаглерод диоксид, обично воздух - и истовремено да ги ослободи од рака. Најбрзиот која достигнува на земјата, кој е исполнет со CO ₂ по капки разнесени воздух мешавина која содржи H ₂ и сите пораст на таванот.

Мала тежина и големина на водород честичките оправда неговата способност да навлезат преку разни материјали. На пример на истата топка во оваа лесно да се направат неколку дена откако тој самиот deflates како едноставно гас ќе поминат низ гума. Исто така, на водород може да се акумулира во структурата на одредени метали (паладиум или платина), и кога температурата е покачена да испарува од него.

водород имот повремено се користат во лабораторијата за својот метод изолација менува вода. Физички својства на водород (табела е прикажано подолу содржи основните параметри) се дефинира својот делокруг на примена и методи на подготовка.

Изотопски состав

Како и многу други членови на периодниот систем на хемиските елементи, водород има неколку природни изотопи, односно атоми со ист број на протони во јадрото, но различни броеви на неутрони - честички со нула и единица задолжен маса. Примери на атоми кои имаат сличен имот - кислород, јаглерод, хлор, бром и слично, вклучувајќи и радиоактивен.

Физички својства на водород ¹ час, најзастапен на претставниците на оваа група се значително различни од оние на карактеристиките на своите соработници. Особено, различните функции на супстанции во која тие припаѓаат. Така, таму е редовен и deuterated вода која содржи во својот состав, наместо на атом на водород со само еден протон деутериум ² H - изотоп со две основни честички: позитивни и празен. Овој изотоп е два пати потешка од вообичаено на водород, што го објаснува фундаментална разлика во својствата на соединенија кои тие формираат. Природата на деутериум пронајден во 3200 пати поретко од водород. Трет претставник - тритиум, ³ H, во јадрото тоа што има две протон и еден неутрон.

Методи за добивање и изолирање

Лабораториски и индустриски методи на производство на водород , се сосема различни. Така, мали количини на гас се произведува првенствено од страна на реакции на минерали и голем обем на производството на повеќе користат органски синтеза.

Следните хемиски реакции се користат во лабораторијата:

1. Реакции на алкално и земноалкални метали со вода за да формираат алкално и саканата гас.
2. Електролиза на воден раствор на електролити во анодата е ослободен H ₂ ↑, на напон и катодата - кислород.
3. хидриди распаѓање на алкални метали со вода, алкално и производи се, соодветно, гас H ₂ ↑.
4. Реагирајќи разредена киселина со метали за да формираат соли и H ₂ ↑.
5. На дејството на алкално на силициум, алуминиум и цинк, исто така, придонесува за ослободување на водород во паралела да се формираат комплексни соли.

Во индустриски корист гас добиен од страна на техники како што се:

1. Термички распаѓање на метан во присуство на катализатор за да нејзините составни основното супстанции (350 степени достигнува вредноста на таквите параметар како температура) - атом на водород и јаглерод H ₂ C. ↑
2. Пренос на водена пареа преку кокс во 1000 ° C за да се формира јаглерод диоксид CO ₂ и H ₂ ↑ (најчест метод).
3. Конверзија на метан гас на никел катализатор на температура до 800 степени.
4. Водород е спореден производ во текот на електролиза на воден раствор на калиум хлорид или натриум.

Хемиски интеракции: Општи одредби

Физички својства на водород во голема мера се објасни своето однесување во процесот на одговор со посебен соединение. Валентноста на водород е 1, со оглед на тоа што се наоѓа во периодични табелата во првата група, а покажува различни оксидација состојба. Во сите соединенија, освен хидриди, водород SD = (1+) во молекули од типот на ЦНС, CN _2, CN ₃ - (1).

А молекула на водороден гас, која е формирана од страна на обезбедување на генерализирана електронски пар, кој е составен од два атоми и стабилен енергично, поради оваа причина под нормални услови повеќе инертни во реакцијата и влегува во нормални услови се промени. Во зависност од степенот на оксидација на водород и други супстанции, тоа може да послужи и како антиоксидант и редуцирачки агенс.

Супстанции кои реагираат за да формираат водород и

Елементарен интеракција за да формираат комплексни супстанции (често на покачени температури):

1. алкално и алкален земјен метал + H = хидрид.
2. Халогенски + H ₂ = водород-халид.
3. Сулфур + = водород сулфид.
4. Кислород + _H2O = вода.
5. Јаглерод + H = метан.
6. Азот + H ₂ = амонијак.

Интеракција со комплексни супстанции:

1. Подготовка на синтезата на гас од јаглерод моноксид и водород.
2. Обнова на метали од нивните оксиди со H _2.
3. Водород заситување на незаситени алифатични јаглеводороди.

водородната врска

Физички својства на водород се такви што го дозволи тоа, што е во врска со електронегативен елемент, за да се формира посебен вид на врска со истиот атом на соседните молекули кои имаат отсподелена електрони парови (на пример, кислород, азот и флуор). Најочигледен пример за тоа е подобро да се разгледа овој феномен - тоа е вода. Може да се каже зашиени водородни врски се послаби од ковалентна или јонски, но поради фактот дека многу од нив имаат значајно влијание на својствата на супстанциите. Всушност, водородната врска - е електростатско интеракција, кое се врзува молекулите на водата во димери и полимери, докажување на неговата висока температура на вриење.

Водород во составот на минерални соединенија

Составот на неоргански киселини вклучуваат на протонска - катјон атом како што се водород. Супстанција остаток киселина која има степен на оксидација поголема од (-1) се вели дека повеќебазната соединение. Во моментов постојат неколку атоми на водород, што ја прави повеќестепена дисоцијација во водени раствори. Секој следен остаток на протонска киселина одделува од потешко. Да се измери содржината на водород во животната средина е определено од нејзините киселост.

Водород содржат хидроксилни групи и бази. Тие се поврзани со водороден атом на кислород, што резултира во степенот на оксидација на алкално остаток секогаш еднаква на (-1). За содржината на хидроксил групи во средина што е дефинирано од страна на неговиот алкалност.

Употребата на човечка активност

Цилиндри со супстанција, како и контејнери со други течни гасови како што се кислород, имаат специфичен изглед. Тие се насликани со darkish-зелена боја со светло црвена "Водород" букви. Гас се инјектира во балон на притисок од околу 150 атмосфери. Физички својства на водород, особено леснотијата на гасна агрегатна состојба и се користи за пополнување нив со мешавина на хелиум балони, балони труба, итн

Водород, на физички и хемиски својства кои луѓето ги научиле да ги користат пред многу години, во моментов се вклучени во многу индустрии. Нејзината главна маса оди во производство на амонијак. Исто така на водород е вклучен во производството на метали (хафниум, германиум, галиум, силициум, молибден, волфрам, циркониум, и други) на оксиди, говорејќи во реакција, како средство за редукција и сол на hydrocyanic киселина, метил алкохол, и, исто така, синтетички течно гориво. Прехранбената индустрија ги користи за да конвертирате растителни масла во цврсти масти.

Дефинирани хемиски својства и употребата на водород во различни процеси хидрогенација и хидрогенизација на масти, јаглен, јаглеводороди, масла и мазут. Со него се произведуваат камења, блескаво, поминуваат фалсификување и заварување на метални производи под влијание на пламен кислород водород.