Hidrojen - bu şeyler ne? Kimya ve hidrojen fiziksel özellikleri

Her kimyasal element onlar tarafından sergilenen özelliklerini yansıtan ve elektronik yapısı hakkında konuşuyor periyodik sistemde, kendi yer konuma sahiptir. Ancak, sadece iki hücre gereken tüm atomu, özellikle bir tane bulunur. Bu element grupları tarafından sergilenen özellikleri tamamen zıt iki yer almaktadır. hidrojendir. Bu özellikler bu eşsiz kılıyor.

Hidrojen - sadece bir eleman, ancak basit bir madde, hem de bir çok kompleks bileşikleri, biyojenik ve organojenik elemanın bir parçası değildir. Bu nedenle, biz onun özelliklerini ve detaylı özelliklerini düşünün.

Hidrojen elementtir

Hidrojen - ana grubun birinci grubun bir elemanı, aynı zamanda birinci küçük bir süre içinde esas grubunun yedinci grubudur. Helyum ve elemanın temas: Bu dönem iki atomundan oluşur. Biz periyodik sistemde bir hidrojen pozisyonunun ana özellikleri açıklanmaktadır.

1. hidrojen Sıra sayısı - 1, elektron sayısı çok benzer şekilde, sırasıyla proton olduğu. Atomik kütle - 1,00795. hidrojen bile sadece bir kez birim kütlesindeki artış, çift, çünkü kütle içindeki 1, 2, 3. Bununla birlikte, her özellikleri önemli ölçüde farklıdır ile elemanın üç izotop mevcuttur.
2. Dış olması enerji düzeyi de tek bir elektron içeren, başarılı bir şekilde oksitleyici ve özelliklerini azaltmak ikisi de olabilir. Buna ek olarak, geri tepme elektron sonra da verici-alıcı mekanizmasının kimyasal bağların oluşumunda dahil olan orbital serbest kalmaktadır.
3. Hidrojen - kuvvetli bir indirgeyici maddedir. alkalin - nedenle, o en aktif metaller açan temel grubun, ilk grubun ana yer olarak kabul edilir.
4. Bununla birlikte, örneğin aşağıdakiler gibi kuvvetli bir indirgeyici maddeler ile reaksiyona sokmak suretiyle, metaller, ve elektron kabul eden, bir oksitleyici olabilir. Bu bileşikler, adı hidrid 'lerdir. Buna dayanarak o benzer halojenler bir alt grubu, yol açar.
5. Hidrojenin çok küçük bir atom kütlesine en hafif olarak kabul edilir. Buna ek olarak, yoğunluk da çok azdır, bu nedenle de kolaylığı için bir ölçüttür.

Tüm diğer eleman farklı olarak, tamamen benzersiz - Bu durumda, bir hidrojen atomu olduğu açıktır. Sonuç olarak, aynı zamanda, özel özellikleri ve oluşan basit ve karmaşık maddeler çok önemlidir. öyleyse bunları düşünelim.

basit madde

Biz molekül olarak bu elementin konuşursak, bunun iki atomlu olduğunu söyledi gerekir. Yani, hidrojen (basit madde) - bir gaz. Deneysel formülü _{H2 ve} grafik olarak yazılır - tek bir sigma bağı, H-H ile. atomlar arasındaki bağ oluşturan bir mekanizma - polar olmayan bir kovalent.

Hatta Henry Cavendish 1766 yılında maddeyi açmak başardı. Bir gaz, havada uçurmak mümkün olanı - o hidrojeni kanıtladı. Daha sonra, özellikleri iyi çalışılmış, bu netleşti madde olduğunu - ünlülerinden en hafif.

Hala daha sonra Lavoisier ismini verdi Latince (Bir elemanın ve buna dayalı bir madde gibi) - "Suya doğurma" Hydrogenium demektir Hidrojen ve oksijenin bir arada, yani, bunun bir tepkime ürünü olan - keşfeden 1781 Henry Cavendish su kanıtladı bu eleman GODU. Ve ışık gaz da çok yanıcı olduğundan, zaten bu Paracelsus kayıtlarına yansıdı, XVI yüzyılda biliniyordu.

Böylece, moleküler hidrojen - doğada çok yaygın olduğunu ve doğal olarak hava darbe edebilir iki atomlarından oluşan gaz halindeki bileşikten oluşan. Ayrıca, molekül, bir helyum çekirdeği haline, nükleer reaksiyonlar katılmak atomu, ayrılacak olabilir. Bu süreçleri, bileşiğin ana tedarikçileri olan, güneş ve uzayda meydana gelir.

Hidrojen - kendini ifade edebilir ve bir oksitleme maddesi olarak, ve bir indirgeme maddesi olarak bir madde. Ayrıca, çok yaygın insan faaliyetlerinde kullanılan bir olduğunu.

fiziksel özellikler

hidrojenin fiziksel parametreleri aşağıdaki vardır:

1. Kaynama noktası - (-252,76 ⁰ ° C).
2. Erime noktası - (-259,2 ⁰ ° C).
3. sıcaklık aralığında hiçbir kokuya sahip, renksiz bir sıvı olan işaret etmiştir.
4. Çok yüksek basınçlarda katı hidrojen kristaller katarak kar mevcuttur.
5. Belirli koşullar altında (yüksek basınç ve düşük sıcaklık) bir metalik hale dönüştürülebilir.
6. Pratik olarak suda çözünmeyen, çok yük laboratuarda hazırlanmasında su yer değiştirmesi mümkündür.
7. Bir gaz, bir renksiz, kokusuz ve tatsız - hidrojen koşulları altında.
8. Yanıcı veya patlayıcı madde.
9. kalınlığı boyunca nüfuz etme yeteneğine sahip olduğu gibi, metal de erir.
10. Yaklaşık 14.5 kat gaz havadan daha hafif.

basit moleküler maddelerin kristal kafes, zayıf iletişim, kolayca yok.

kimyasal özellikleri

Yukarıda sözü edildiği gibi, hidrojen azaltma ve oksitleyici özellikleri de sergileyebilir. elemanın 1 olası oksitleme gücü; -1. Bu nedenle, sık sık çeşitli sentezler ve reaksiyonları için sanayide kullanılmaktadır.

hidrojen oksidasyon özelliklerinin

1. aktif madde ile etkileşim metaller (alkalin geleneksel şartlar altında ve alkali toprak) hidrürler isimli tuz benzeri bileşiklerin oluşumuna yol açmaktadır. Örneğin: LiH, _CaH2, KH, MGH _{2 ve} diğerleri.
2. Yüksek sıcaklıklarda veya güçlü aydınlatma (fotokimyasal başlatma reaksiyonu) daha az aktif metaller olan bileşikler, aynı zamanda hidritler oluşturur.

Hidrojen düşürme özelliklerinde

1. (Kuvvetli bir oksitleme maddesi olarak) Sadece flor ile, normal koşullar altında etkileşimi. Sonuç olarak, bir hidrojen florid veya hidroflorik asit, HF olarak.
2. Etkileşim hemen hemen tüm sigara metaller ile, ancak belirli oldukça zor koşullar altında. bileşiklerin örnekleri: _{H2S, NH3, H2} O, pH _3, Si-H ₄ ve diğerleri.
3. basit maddelere kendilerine ait oksitlere metallerin kurtarır. Bu da sanayi biri metal üretmek için yöntem -bunlara vodorodotermiey.

Ayrıca organik sentezde kullanılan reaksiyonlar vurgulamak gerekir. Bu hidrojenasyon denir - hidrojen giderme ve hidrojen doygunluğu, yani, molekül onun bölünmesi. Bu yöntemler, hidrokarbonlar ve diğer organik bileşikler dönüşümleri bir çok temel alınmıştır.

Doğada olmak

Hidrojen - En yaygın madde gezegenimizde ve ötesinde. Sonuçta, hemen hemen tüm yıldızlararası uzay ve yıldızlar bu özel bileşikten yapılır. Uzayda, bu formunda bulunabilir:

• plazma;
• gaz;
• iyonlar;
• atomlar;
• moleküller.

Bu maddenin tam oluşan farklı yoğunluk bulutların çeşitli türleri vardır.

somut yer kabuğundaki yayılma konuşan hidrojen onun yaklaşık% 17 sonra oksijen atomlarının sayısına ikinci sırada yer alır. serbest form sadece kuru havanın bir parçası olarak küçük miktarlarda, nadirdir. Bu elemanın en yaygın bir bileşik - su. Yapısında olduğunu ve gezegende bulunur.

Aynı zamanda, hidrojen, ilgili canlı organizmanın bir parçasıdır. Ayrıca, atomlarının bir kısmı insan vücudunun% 63. Hidrojen - elemanı, organojenik olan proteinler, yağlar, karbonhidratlar ve nükleik asitlerin molekülleri, aynı zamanda pek çok diğer hayati bileşikleri oluşturur.

resepsiyon

Altımızda gaz almanın farklı yolları vardır. Bunlar çeşitli sanayi ve laboratuvar sentez varyantları içerir.

için ticari işlemler hidrojen üretme :

1. Buhar metan dönüşümü.
2. Kömür gazlaştırılması - işlemi böylece hidrojen ve karbon-yoğun oluşturan ^0, 1000 ° C'ye karbon ısıtılmasını içerir.
3. Elektroliz. erime katotta deşarj suya yol açmaması Bu yöntem, yalnızca çeşitli tuzların sulu çözeltileri için kullanılabilir.

hidrojen üretmek için laboratuvar yöntemleri:

1. metal hidrürler hidrolizi.
2. aktif metaller ve ikincil aktivitesine seyreltik asitler aksiyon.
3. su ile, alkali ve alkalin toprak metallerin etkileşimi.

Hidrojen üretilen toplamak için, baş aşağı tüp tutmak için gereklidir. Sonuçta, gaz, örneğin, karbon dioksit, olarak toplanır edilemez. havadan daha hafiftir, hidrojen mı. Çabuk kaybolur ve büyük miktarlarda hava patlar ile karıştırıldığında. Bu nedenle, boru dönmelidir. onun tamamlanmasından sonra bir lastik tıpa ile kapatılmalıdır.

yanan maçın boynuna getirmelidir toplanan hidrojen saflığını kontrol etmek. Gaz temiz böylece minimum hava kirlilik ile, - pamuk donuk ve sessiz edin. yabancı bileşenleri çok payıyla kirli - bir sesli ıslık edin.

Kullanım Alanları

serbest hidrojenin yanması sırasında gaz yakıt en avantajlı olduğu enerji (ısı) kadar büyük bir miktardır. Buna ek olarak, çevreyi kirletmeyen. Bugün ise, kullanımı bu alanda sınırlıdır. Bunun nedeni tam olarak değil mahsurlu reaktörler motorları ve taşınabilir cihazlar yakıt olarak kullanım için uygun olacaktır, saf hidrojen sentezi sorunlarının yanı sıra kazanlar evler çözüldü.

özel bir sentez yöntemi geliştirmek için gerekli olan daha önce bu nedenle Gerçekten de, gaz hazırlanması için yöntemler, oldukça pahalıdır. büyük ölçekte ve minimum çabayla bir ürünü elde etmek için izin verecektir biri.

Gaz tarafımızdan göz altında kullanıldığı birden fazla nokta vardır.

1. Kimyasal sentezi. Elde edilen hidrojenasyon sabun, margarin, plastik dayanmaktadır. hidrojen katılım metanol ve amonyak, ve diğer bileşikleri sentezlendi zaman.
2. katkı E949 olarak - Gıda endüstrisinde.
3. havacılık endüstrisi (roket, uçak).
4. Elektrik gücü.
5. Meteoroloji.
6. temizleyici görünüm Yakıt.

Açıktır ki, hidrojen doğada dağıtılmış kadar önemlidir. Yine farklı bileşikler oluşturulmuş önemli bir rol oynamaktadır.

bileşikler, hidrojen

hidrojen atomları ihtiva eden bu kompleks bir. Bu tür maddelerin birkaç temel tipi tespit edilebilir.

1. Halojenürler. genel formül - HHal. Aralarında özellikle önemli olan hidrojen klorürdür. suda çözünen bu gaz, hidroklorik asit çözeltisi oluşturmak için. Bu asit yaygın olarak hemen hemen tüm kimyasal sentezlerde kullanılır. Ayrıca, hem organik hem de inorganik. Hidrojen klorür - deneysel formülüne HCL ve sahip bileşik, bu ülkede, yılda üretimi açısından büyük biridir. bir hidrojen halid bulunmaktadır hidrojen iyodür, hidrojen florür ve hidrojen bromür bulunmaktadır. Hepsi karşılık gelen asidi oluşturmak.
2. Uçucu hidrojen metal olmayan bileşiklerdir. Hemen hepsi oldukça zehirli gazlar. Örneğin, hidrojen sülfid, metan, silan, fosfin, ve diğerleri için. Çok yanıcıdır.
3. Hidritler - metallerle bileşikler yer alır. sınıfın tuzları bakınız.
4. Hidroksitler: bazlar, asitler ve amfoterik bileşikler. Bunların bileşim içinde bulunan hidrojen atomu, bir ya da daha fazlasını içerir için gereklidir. Örnek: NaOH, _K2 [AI (OH) _{4], H2 SO4} ve diğerleri.
5. Hidroksit hidrojendir. Bu bileşik, su gibi iyi tanınmaktadır. Diğer adı hidrojen oksit. Bu deneysel formül - _H2O
6. Hidrojen peroksit. Formül şekilde _{H2O 2} vardır bu güçlü bir _{oksitleyicidir.}
7. Çeşitli organik bileşiklerin: hidrokarbonlar, proteinler, yağlar, yağlar, vitaminler, hormonlar ve diğer uçucu yağlar.

Biz elemanı düşünen bağlantıların çeşitliliği çok büyük olduğu açıktır. Bu bir kez daha, hem de tüm canlıların doğa ve insanın yüksek değerini teyit etmektedir.

Oksit hidrojen - iyi bir çözücüdür

Yukarıda belirtildiği gibi, maddenin plebyen adı - Su. Bu iki hidrojen atomu ve bir oksijen birbirine polar kovalent bağlar oluşur. su molekülü bunun tarafından sergilenen özellikler birçok açıklayan bir dipol vardır. Özellikle, evrensel bir çözücü olması.

Bu su ortamında neredeyse bütün kimyasal süreçler meydana gelir. İç plastik reaksiyonları ve canlı organizmalarda enerji metabolizması, aynı zamanda, hidrojen oksit ile gerçekleştirilir.

Su gezegendeki en önemli madde olarak kabul edilir. O tek bir canlı organizma yaşayamaz olmadan bilinmektedir. Dünyada, bu toplama üç eyalette bulunabilir:

• sıvı;
• Gaz (buhar);
• katı (buz).

moleküldeki hidrojen izotop bağlı olarak, su, üç türü vardır.

1. Kolay ya da bayağı hidrojen. 1 bir kütle numarasından formülü ile İzotop - _H2O Bu, tüm organizmaların kullanılmasıyla bilinen bir şeklidir.
2. Döteryum veya ağır olup, formül - D ₂ O izotop ² H içerir
3. Superheavy veya trityum. ³ N - formülüne _T3 O izotop gibi olduğu

Gezegen Protium üzerinde tatlı su çok önemli rezervleri. Zaten, birçok ülkede bunun bir eksiklik vardır. tuzlu su tedavisi için yöntemler geliştirmek içme suyu üretmek için.

Hidrojen peroksit - evrensel bir araçtır

Bu bileşik, yukarıda belirtildiği gibi, mükemmel bir oksitleyici. Bununla birlikte, kuvvetli temsilcileri olarak hareket edebilirler ve çok bir indirgeme maddesi olarak kullanılabilir. Ayrıca, güçlü bir bakterisidal etkiye sahiptir.

Bu bileşik için bir başka isim - peroksit. Bu formda o tıpta kullanılmaktadır. söz konusu kristalli bileşikler% 3 solüsyonu - kendi dekontaminasyon amacıyla küçük yaraların tedavisi için kullanılan bu tıbbi ilaç. Ancak, aynı zamanda yaralar artar şifa olduğu kanıtlanmıştır.

Ayrıca, hidrojen peroksit, karşılık gelen malzeme (örneğin, köpük,) elde etmek üzere, bir köpük maddesi olarak, dezenfeksiyon ve ağartma sanayide roket yakıt olarak kullanılır. Buna ek olarak, peroksit, akvaryumlar temizlemek saçları ve bembeyaz dişler rengini yardımcı olur. Ancak, zarar dokular, bu nedenle bu amaçla uzmanlar tavsiye edilmez.