Hidrogen - šta je to? Kemijskih i fizičkih svojstava vodika

Svaki hemijski element ima svoje mjesto mjesto u periodnom sistemu, što odražava karakteristike izlagali ih i govori o svojim elektronske strukture. Međutim, postoji jedan poseban svih atoma, koji se samo dva ćelija. Nalazi se u dva potpuno suprotna u svojstva ispoljavaju grupe elemenata. Je vodik. Ove karakteristike čine ga jedinstvenim.

Vodonik - nije samo element, ali jednostavan supstance, kao i sastavni dio mnogih kompleksnih jedinjenja, biogeni i organogenosti elementa. Stoga, smatramo da njegove karakteristike i svojstva detaljno.

Vodik je kemijski element

Hidrogen - element prve grupe glavne grupe, kao i sedmu grupu glavne grupe u prvom malom periodu. Ovaj period se sastoji od samo dva atoma: Helium i kontakt element. Mi opisuju glavne karakteristike položaja vodika u periodnom sistemu.

1. Redni broj vodika - 1, broj elektrona je isti, odnosno, protoni toliko. Atomska masa - 1,00795. Postoje tri izotopa elementa sa masovnim brojevima 1, 2, 3. Međutim, svojstva svakog se uvelike razlikuju, jer je porast mase po jedinici čak i samo jednom za vodonik je dvostruko.
2. Činjenica da je vanjski nivo energije sadrži samo jedan elektron, to može uspješno biti i oksidirajuće i smanjenje svojstva. Osim toga, nakon povratne elektron on i dalje na slobodi orbitalne, koji je uključen u formiranju hemijskih veza mehanizma donatora akceptor.
3. Vodonik - je jak smanjenje agent. Zbog toga se smatra da je glavno mjesto prve grupe glavne grupe, gdje je vodio najaktivniji metali - alkalne.
4. Međutim, u reakciji sa jakim smanjenjem agensi kao što su, na primjer, metala, i to može biti oksidansa, primanje elektrona. Ovi spojevi se nazivaju hidridi. Na osnovu toga on vodi podgrupa halogena, što je slično.
5. Zbog vrlo male atomske mase vodonika se smatra najlakši element. Osim toga, gustoća je vrlo mala, tako da je i reper za jednostavnost.

Dakle, evidentno je da je atom vodonika - je potpuno jedinstven, za razliku od svih drugih elemenata. Shodno tome, svojstva je i poseban, i formirao jednostavnih i složenih supstanci su veoma važni. Hajde da ih dalje razmatrati.

jednostavna supstanca

Ako govorimo o ovaj element kao molekulu, mora se reći da je diatomski. To je, vodik (jednostavna supstanca), - gas. Njegova empirijska formula je napisano kao H _{2 i} grafika - kroz jedan sigma-obveznica H-H. Mehanizam formiranja veza između atoma - ne-polarne kovalentne.

Čak i Henry Cavendish 1766. bio u stanju da otvori supstancu. Da je on dokazao da hidrogen - gas, onaj koji je u stanju da eksplodira u zraku. Kasnije, osobine su dobro studirao, postalo je jasno da je supstanca - najlakši među poznatim.

Još kasnije Lavoisier je dao ime (kao element, i supstance na osnovu njega) na latinskom - ". Rađanje vode" hydrogenium, što znači Otkrivač 1781 godu ovaj element Henry Cavendish je dokazao da voda - kombinacija vodika i kisika, i.e. je reakcija proizvod istog. I to je lagana plin veoma zapaljiv, već je poznat u XVI stoljeću, to se odrazilo u evidenciji Paracelsus.

Dakle, molekularni vodik - vrlo je čest u prirodi i prirodno plinovitih smjesa koja se sastoji od dva atoma koji je u stanju da eksplodira u zraku. Nadalje, molekula se može rastaviti na atome, koji učestvuju u nuklearne reakcije, pretvara u helijum jezgru. Ovi procesi neprekidno se javljaju na suncu i u prostoru, koji su glavni dobavljači baze.

Hidrogen - supstanca koja je u stanju da se izraze, a kao oksidirajuće sredstvo, i kao redukcijsko sredstvo. Također, to je vrlo široko koristi u ljudskim aktivnostima.

fizičke osobine

Fizičkih parametara vodika ima sljedeće:

1. Tačka - (-252,76 ⁰ C).
2. Tališta - (-259,2 ⁰ C).
3. U temperaturnom naznačeno da je bezbojna tečnost, koji nemaju miris.
4. Na vrlo visokim pritiscima postoje snowlike kristala čvrstih vodika.
5. U određenim uvjetima (visokog pritiska i niske temperature) je konvertibilna u metalik državu.
6. Praktično ne rastvara u vodi, tako da je punjenje moguće je raseljavanje vode u pripremi u laboratoriji.
7. U normalnim uvjetima vodika - gas, bez mirisa, bezbojan i bez ukusa.
8. Zapaljivih i eksplozivnih materija.
9. To dobro rastvara u metalima, kao što je to u stanju da difuzne kroz svoje debljine.
10. Približno 14,5 puta je plin lakši od zraka.

Kristalne rešetke jednostavnog molekularne materije, komunikacija slaba, tako lako uništiti.

kemijska svojstva

Kao što je već spomenuto, vodik mogu izlagati i smanjenje i oksidujućih svojstva. Mogući oksidirajuće moć elementa 1; -1. Zbog toga se često koristi u industriji za razne sinteza i reakcije.

Oksidacija svojstva vodika

1. Interakciji sa aktivnim metalima (alkalne i zemnoalkalijski) pod konvencionalnim uvjetima dovodi do stvaranja jedinjenja soli kao što se zove hidrida. Na primjer: lih, CaH _2, KH, MGH _2, i drugi.
2. Spojevi s manje aktivni metala na visokim temperaturama ili jakim osvjetljenje (fotohemijska pokretanje reakcije) i formiraju hidridi.

Hidrogen smanjenje svojstva

1. Interakcija pod normalnim uvjetima samo sa fluorom (kao jakim sredstvima agenta). Kao rezultat toga, fluorovodonik ili fluorovodična kiselina HF.
2. Interakcija sa gotovo svim nemetala, ali pod određenim prilično stroge uvjete. Primjeri jedinjenja: H ₂ S, NH _3, H ₂ O, PH _3, SiH ₄ i drugi.
3. Oporavlja metala iz njihovog oksida na jednostavne supstance. Ovo je jedan od industrijskih metoda za proizvodnju metalnih -called vodorodotermiey.

Takođe, treba naglasiti reakcije koje se koriste u organskoj sintezi. Nazivaju se hidrogenacije - dehidratacija i vodonik zasićenja, odnosno njen dekolte iz molekula. na ovim metodama, pluralitet transformacije ugljikovodika i drugih organskih spojeva na bazi.

Biti u prirodi

Vodonik - je najčešći supstanca na našoj planeti i šire. Uostalom, gotovo sve međuzvjezdanog prostora i zvezde su izrađeni od ovog konkretnog spoj. U svemiru, ona može postojati u obliku:

• plazme;
• plina;
• ioni;
• atoma;
• molekula.

Postoji nekoliko vrsta različitih oblaka gustoće, koji se sastoji upravo ove supstance.

Govoreći konkretno prostiranja u Zemljinoj kori, hidrogen je na drugom mjestu o broju atoma kisika nakon oko 17%. Slobodan oblik je rijedak, samo u manjim količinama kao dio suvog vazduha. Najčešći spoj ovog elementa - voda. To je u svojoj strukturi i utvrđeno je na planeti.

Također, vodik je sastavni dio svakog živog organizma. Osim toga, 63% ljudskog tijela na djelić atoma. Hidrogen - element je organogenosti stoga stvara molekule proteina, masti, ugljikohidrata i nukleinskih kiselina, kao i mnoge druge vitalne jedinjenja.

prijem

Postoje različiti načini dobivanja plina ispod nas. To uključuje nekoliko industrijskih i laboratorijskih sintezu varijante.

Komercijalnih procesa za proizvodnju vodika :

1. Pare metana konverzije.
2. Gasifikacije uglja - proces uključuje grijanje ugljen do 1000 ⁰ C, čime se formira vodonika i ugljen-intenzivna.
3. Elektrolize. Ova metoda se može koristiti samo za vodene otopine raznih soli, kao topljenje ne vodi do ispražnjene vode na katodi.

Laboratorijske metode za proizvodnju vodika:

1. Hidrolize metalnih hidrida.
2. Djelovanjem razrijeđene kiseline na aktivne metale i sekundarna djelatnost.
3. Interakcija alkalnih i zemnoalkalni metali vodom.

Za prikupljanje vodonik, potrebno je držati cijev naopako. Na kraju krajeva, plin ne može biti prikupljeni kao, na primjer, ugljen-dioksid. Je vodik, mnogo je lakši od zraka. Brzo nestaje, i u velikim količinama kada miješa sa zrakom eksplodira. Stoga, ukoliko se cijev okrene. Nakon njegovog završetka treba biti zatvorena s gumenim čepom.

Da biste provjerili čistoću prikupljenih vodika treba da donese u vrat upaljene utakmice. Ako pamuk dosadan i tiho - tako da je plin je čist, sa minimalnim zraka nečistoća. Ako je glasno zviždanje - prljav, sa velikim udio stranih komponenti.

Područja primjene

Prilikom sagorijevanja vodika pušten je tako velika količina energije (topline) koji je najpovoljnije gorivo plin. Osim toga, ne zagađuje. Danas, međutim, njegova upotreba je ograničena u ovoj oblasti. To je zbog nepromišljeni nije u potpunosti riješen problem sinteze čistog vodika, koji bi bio pogodan za upotrebu kao gorivo u reaktorima motora i prijenosnim uređajima, kao i kotlova kuće.

Zaista, metode za pripremu plina su prilično skupo, tako da prije nego što je potrebno razviti poseban način sinteze. Jedan koji će omogućiti da se dobije proizvod na velikih razmjera i uz minimalan napor.

Postoji nekoliko ključnih područja u kojima se plin koristi u razmatranju od strane nas.

1. Kemijske sinteze. Na osnovu dobijenih hidrogenacije sapun, margarin, plastike na bazi. Kada učešće vodonik sintetiziran metanol i amonijak, i drugih jedinjenja.
2. U prehrambenoj industriji - kao aditiv E949.
3. Vazduhoplovne industrije (raketa, aviona).
4. Električne energije.
5. Meteorologija.
6. Goriva za čišćenje izgled.

Očigledno, vodonik je jednako važno kao i distribuiran u prirodi. I dalje igraju važnu ulogu su formirali različite jedinjenja.

jedinjenja vodonika

Ovaj kompleks supstanca koja sadrži atome vodika. nekoliko osnovnih tipova takvih supstanci se mogu prepoznati.

1. Halogenida. Opšta formula - HHal. Od posebnog značaja među njima je hlorovodonika. Ovaj plin, koji se rastvara u vodi da se formira klorovodične kiseline. Ova kiselina se često koristi u gotovo svim kemijske sinteze. Osim toga, i organskog i anorganskog. Hlorovodonik - jedinjenja imaju empirijske formule HCL i jedna je od najvećih u smislu proizvodnje godišnje u ovoj zemlji. Tu je i vodik halogena uključuju vodik jodid, hidrogen fluorid i bromovodonik. Svi oni čine odgovarajuće kiseline.
2. Volatile vodik nemetalnih jedinjenja. Gotovo svi od njih vrlo otrovnih plinova. Na primjer, sumporovodik, metan, silan, fosfin, i drugi. To je vrlo zapaljiv.
3. Hidridi - spojevi s metalima. Se odnose na soli klase.
4. Hidroksidi: baze, kiseline, i amfoterni jedinjenja. Njihov sastav je potrebno uključiti atoma vodika, jedan ili više. Primjer: NaOH, K ₂ [AL (OH) _4], H ₂ SO ₄ i drugi.
5. Hidroksid vodik. Ovaj spoj je poznatiji kao voda. Drugo ime vodonik oksida. Njegova empirijska formula je - H ₂ O.
6. Hidrogen peroksid. Ovaj jak oksidant, koji formula ima oblik H ₂ O _2.
7. Brojni organski spojevi: ugljikovodici, proteini, masti, masti, vitamina, hormona i drugih eteričnih ulja.

Jasno je da je raznolikost veze koje su s obzirom na element je vrlo velik. Ovo još jednom potvrđuje visoku vrijednost prirode i čovjeka, kao i za sve živa bića.

Oksid vodonik - je najbolji otapala

Kao što je već spomenuto, plebejac ime supstance - vodu. Sastoji se od dva atoma vodonika i jednog kisika međusobno polarne kovalentne veze. Molekula vode je dipol, što objašnjava mnoge od osobina ispoljava to. Posebno na činjenicu da je to univerzalno otapalo.

To je bilo u vodenoj sredini javljaju gotovo sve kemijske procese. Unutrašnje plastike reakcije i metabolizam energije u živim organizmima se vrši sa vodonik oksida.

Voda se smatra najvažnijim supstanca na planeti. Poznato je da bez toga ne mogu živjeti jedan živi organizam. Na Zemlji, ona može postojati u tri agregatna stanja:

• tečnost;
• Gas (para);
• solidan (led).

U zavisnosti od vodika izotopa u molekulu, postoje tri vrste vode.

1. Lako ili Protium. Izotop s masom broj 1. konfiguracija - H ₂ O. To je poznata forma koja koristi sve organizme.
2. Deuterij ili teška, to formula - D ₂ O. sadrži izotop ² H.
3. Superteške ili tricij. Formula je kao T ₃ O izotopa - ³ N.

Vrlo važni rezerve pitke vode na planeti Protium. Već, u mnogim zemljama postoji nedostatak to. Razvijene metode za tretman slane vode za proizvodnju pitke vode.

Vodikov peroksid - je univerzalni način

Ovaj spoj, kao što je gore spomenuto, odličan oksidans. Međutim, sa snažnim predstavnici mogu djelovati i kao redukcijsko sredstvo previše. Osim toga, ima jak baktericidno dejstvo.

Drugo ime za ovaj spoj - peroksid. U ovom obliku se koristi u medicini. 3% rastvor kristalne spojeva u razmatranju - Ovaj medicinski lijek koji se koristi za liječenje male rane u cilju njihove dekontaminacije. Međutim, dokazano je da u isto vrijeme zarastanje rana povećava.

Također vodikov peroksid se koristi u raketnog goriva u industriji za dezinfekciju i bijeljenje, kao pjenjenja agent za dobijanje odgovarajuće materijale (pjene, na primjer). Osim toga, peroksid pomaže da se očisti akvarija, promeni boju kose i izbeljuje zuba. Međutim, šteta tkiva, pa su stručnjaci za tu svrhu se ne preporučuje.