Το υδρογόνο - τι είναι αυτά τα πράγματα; Χημικές και φυσικές ιδιότητες του υδρογόνου

Κάθε χημικό στοιχείο έχει τη δική της θέση θέση του περιοδικού συστήματος, το οποίο αντανακλά τα χαρακτηριστικά παρουσιάζονται από αυτούς και μιλάει για ηλεκτρονική δομή του. Ωστόσο, υπάρχει ένα συγκεκριμένο όλων των ατόμων, η οποία λαμβάνει μόνο δύο κυττάρων. Βρίσκεται σε δύο εντελώς αντίθετο στις ιδιότητες παρουσιάζονται από τις ομάδες στοιχείων. Είναι υδρογόνου. Αυτά τα χαρακτηριστικά καθιστούν μοναδικό.

Το υδρογόνο - δεν είναι μόνο ένα στοιχείο, αλλά μια απλή ουσία, καθώς και ένα αναπόσπαστο μέρος πολλών πολύπλοκων ενώσεων, βιογενείς και οργανογενετικά στοιχείο. Ως εκ τούτου, θεωρούμε ότι τα χαρακτηριστικά και τις ιδιότητες στην λεπτομέρεια.

Το υδρογόνο είναι το χημικό στοιχείο

Υδρογόνο - ένα στοιχείο της πρώτης ομάδας της κύριας ομάδας, καθώς και η έβδομη ομάδα της κύριας ομάδας στο πρώτο μικρό χρονικό διάστημα. Αυτή η περίοδος αποτελείται από μόνο δύο άτομα: Ήλιο και της επαφής στοιχείου. Περιγράφουμε τα κύρια χαρακτηριστικά της θέσης του υδρογόνου του περιοδικού συστήματος.

1. Τακτικός αριθμός υδρογόνου - 1, ο αριθμός των ηλεκτρονίων είναι οι ίδιες, αντιστοίχως, πρωτόνια τόσο πολύ. Ατομική μάζα - 1,00795. Υπάρχουν τρεις ισότοπο του στοιχείου με μαζικούς αριθμούς 1, 2, 3. Ωστόσο, οι ιδιότητες του καθενός διαφέρουν σε μεγάλο βαθμό, επειδή η αύξηση της μάζας ανά μονάδα ακόμα και μόνο μια φορά για υδρογόνο είναι διπλή.
2. Το γεγονός ότι η εξωτερική επίπεδο ενέργειας περιέχει μόνο ένα ηλεκτρόνιο, μπορεί με επιτυχία να είναι τόσο οξειδωτικά και αναγωγικά ιδιότητες. Επιπλέον, μετά την ηλεκτρονίων ανάκρουσης που παραμένει ελεύθερη τροχιακή, η οποία εμπλέκεται στο σχηματισμό χημικών δεσμών του μηχανισμού δότη-δέκτη.
3. Το υδρογόνο - είναι ένας ισχυρός αναγωγικός παράγοντας. Ως εκ τούτου, θεωρείται ότι είναι ο κύριος τόπος της πρώτης ομάδας της κύριας ομάδας, όπου οδήγησε τα πιο ενεργά μέταλλα - αλκαλικό.
4. Ωστόσο, με αντίδραση με ισχυρά αναγωγικά μέσα όπως, για παράδειγμα, τα μέταλλα, και μπορεί να είναι ένα οξειδωτικό, για την αποδοχή ηλεκτρονίων. Αυτές οι ενώσεις είναι ονομάζονται υδρίδια. Σε αυτή τη βάση ηγείται μια υποομάδα των αλογόνων, η οποία είναι παρόμοια.
5. Λόγω του πολύ μικρού ατομική μάζα του υδρογόνου θεωρείται ότι είναι το ελαφρύτερο στοιχείο. Επιπλέον, η πυκνότητα είναι επίσης πολύ μικρός, γι 'αυτό είναι επίσης ένα σημείο αναφοράς για ευκολία.

Έτσι, είναι προφανές ότι ένα άτομο υδρογόνου - είναι μια εντελώς μοναδική, σε αντίθεση με όλα τα άλλα στοιχείο. Κατά συνέπεια, οι ιδιότητες είναι επίσης ιδιαίτερη, και σχηματίζεται απλές και σύνθετες ουσίες είναι πολύ σημαντικές. Ας τα εξετάσουμε περαιτέρω.

απλή ουσία

Αν μιλάμε για αυτό το στοιχείο ως ένα μόριο, πρέπει να πούμε ότι είναι διατομικό. Δηλαδή, το υδρογόνο (απλή ουσία) - είναι αέριο. εμπειρικό τύπο του γράφεται ως _Η2, και γραφικά - μέσω ενός ενιαίου σίγμα-δεσμός Η-Η. Ο μηχανισμός σχηματισμού ενός δεσμού μεταξύ των ατόμων - ένα μη-πολικό ομοιοπολικό.

Ακόμη και Henry Cavendish το 1766 ήταν σε θέση να ανοίξει την ουσία. Αυτό απέδειξε ότι το υδρογόνο - ένα αέριο, το ένα που είναι σε θέση να φυσήξει στον αέρα. Αργότερα, οι ιδιότητες έχουν μελετηθεί καλά, έγινε σαφές ότι η ουσία - το ελαφρύτερο από τα διάσημα.

Ακόμα αργότερα Lavoisier έδωσε το όνομα (ως στοιχείο, και μια ουσία που βασίζονται σε αυτό) στα λατινικά - «τοκετό στο νερό» Hydrogenium, πράγμα που σημαίνει Το ανακάλυψε 1781 godu αυτό το στοιχείο Henry Cavendish απέδειξε ότι το νερό - ένα συνδυασμό υδρογόνου και οξυγόνου, δηλαδή είναι ένα προϊόν αντίδρασης αυτών. Και αυτό το φως του φυσικού αερίου είναι επίσης πολύ εύφλεκτο, ήταν ήδη γνωστή στο XVI αιώνα, αυτό αντικατοπτρίζεται στα αρχεία του ο Παράκελσος.

Έτσι, το μοριακό υδρογόνο - είναι πολύ κοινό στη φύση και φυσικώς απαντώμενα αέρια ένωση που αποτελείται από δύο άτομα που είναι σε θέση να φυσήξει στον αέρα. Επιπλέον, το μόριο μπορεί να αναλυθεί σε άτομα, τα οποία συμμετέχουν σε πυρηνικές αντιδράσεις, να μετατραπεί σε ένα πυρήνα ηλίου. Αυτές οι διαδικασίες συμβαίνουν συνεχώς στον Ήλιο και στο διάστημα, τα οποία είναι οι κύριοι προμηθευτές της ένωσης.

Υδρογόνο - μια ουσία που είναι σε θέση να εκφραστούν, και ως οξειδωτικό μέσο, και ως αναγωγικό μέσο. Επίσης, είναι μια πολύ διαδεδομένη στις ανθρώπινες δραστηριότητες.

φυσικές ιδιότητες

Φυσικές παράμετροι του υδρογόνου έχει την ακόλουθη:

1. Σημείο ζέσης - (-252,76 ⁰ C).
2. Σημείο τήξεως - (-259.2 ⁰ C).
3. Στο εύρος θερμοκρασίας υποδεικνύεται ότι είναι ένα άχρωμο υγρό, που δεν έχουν οσμή.
4. Σε πολύ υψηλές πιέσεις υφίστανται snowlike κρύσταλλοι του στερεού υδρογόνου.
5. Σε ορισμένες συνθήκες (υψηλή πίεση και χαμηλή θερμοκρασία) είναι μετατρέψιμο σε μια μεταλλική κατάσταση.
6. Πρακτικά αδιάλυτη στο νερό, έτσι ώστε η επιβάρυνση είναι δυνατή με εκτόπιση νερού στην παρασκευή τους στο εργαστήριο.
7. Υπό συνήθεις συνθήκες υδρογόνου - ένα αέριο, ένα άοσμο, άχρωμο και άγευστο.
8. Εύφλεκτες και εκρηκτικές ουσίες.
9. Διαλύεται καλά σε μέταλλα, όπως είναι σε θέση να διαχέονται μέσω του πάχους του.
10. Περίπου 14,5 φορές το αέριο είναι ελαφρύτερο από τον αέρα.

Το κρυσταλλικό πλέγμα ενός απλού μοριακών ουσιών, επικοινωνία αδύναμη, τόσο εύκολα καταστρέφεται.

χημικές ιδιότητες

Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, το υδρογόνο μπορεί να εμφανίζουν τόσο μείωση και οξειδωτικές ιδιότητες. Πιθανές οξειδωτική ισχύ του στοιχείου 1? -1. Ως εκ τούτου, είναι συχνά χρησιμοποιείται στη βιομηχανία για διάφορες συνθέσεις και αντιδράσεις.

ιδιότητες Οξείδωση του υδρογόνου

1. Αλληλεπίδραση με ενεργό μέταλλα (αλκαλίων και αλκαλικών γαιών), υπό κανονικές συνθήκες οδηγεί στον σχηματισμό ενώσεων που ομοιάζουν με άλας ονομάζεται υδρίδια. Για παράδειγμα: LiH, _{από CaH2,} KH, MGH _2, και άλλοι.
2. Ενώσεις με λιγότερο δραστικά μέταλλα σε υψηλές θερμοκρασίες ή ισχυρός φωτισμός (η φωτοχημική αντίδραση έναρξη) σχηματίζουν επίσης υδρίδια.

μειώνοντας Υδρογόνο ιδιότητες

1. Αλληλεπίδραση υπό κανονικές συνθήκες μόνο με φθόριο (όπως ένα ισχυρό οξειδωτικό παράγοντα). Ως αποτέλεσμα, ένα υδροφθόριο ή HF υδροφθορικό οξύ.
2. Αλληλεπίδραση με όλα σχεδόν τα μη μέταλλα, αλλά υπό ορισμένες μάλλον αυστηρές προϋποθέσεις. Παραδείγματα ενώσεων: H ₂ S, ΝΗ _{3, Η2Ο,} ρΗ _3, SiH ₄ και άλλα.
3. Ανακτεί μετάλλων από τα οξείδια τους σε απλές ουσίες. Αυτή είναι μία από τις βιομηχανικές μεθόδους για την παραγωγή μετάλλου -που ονομάζεται vodorodotermiey.

Θα πρέπει επίσης να επισημάνω αντιδράσεις που χρησιμοποιούνται σε οργανικές συνθέσεις. Καλούνται υδρογόνωσης - αφυδρογόνωσης και ο κορεσμός του υδρογόνου, δηλαδή, η διάσπαση του από το μόριο. Με βάση αυτές τις μεθόδους, μία πλειάδα μετασχηματισμών των υδρογονανθράκων και άλλων οργανικών ενώσεων.

Όντας στη φύση

Υδρογόνου - είναι η πιο κοινή ουσία στον πλανήτη μας και όχι μόνο. Μετά από όλα, σχεδόν όλα του διαστρικού διαστήματος και τα αστέρια είναι κατασκευασμένα από αυτή την συγκεκριμένη ένωση. Στο διάστημα, μπορεί να υπάρχει με τη μορφή:

• πλάσματος?
• φυσικού αερίου?
• ιόντα?
• άτομα?
• μόρια.

Υπάρχουν διάφοροι τύποι διαφορετικών σύννεφα πυκνότητας, που αποτελείται ακριβώς αυτής της ουσίας.

Μιλώντας συγκεκριμένα της διάδοσης στο φλοιό της Γης, το υδρογόνο είναι στη δεύτερη θέση σχετικά με τον αριθμό των ατόμων του οξυγόνου μετά από περίπου 17% της. Η ελεύθερη μορφή είναι σπάνια, μόνο σε μικρές ποσότητες ως μέρος του ξηρού αέρα. Η πιο κοινή ένωση αυτού του στοιχείου - νερό. Είναι στη δομή του και βρίσκεται στον πλανήτη.

Επίσης, το υδρογόνο αποτελεί αναπόσπαστο μέρος οποιουδήποτε ζωντανού οργανισμού. Επιπλέον, το 63% του ανθρώπινου σώματος σε ένα κλάσμα από τα άτομα. Το υδρογόνο - το στοιχείο είναι οργανογενετικά ως εκ τούτου δημιουργεί μόρια των πρωτεϊνών, λιπών, υδατανθράκων και νουκλεϊκά οξέα, καθώς και πολλές άλλες ζωτικές ενώσεις.

υποδοχή

Υπάρχουν διάφοροι τρόποι για να πάρει το φυσικό αέριο κάτω από εμάς. Αυτά περιλαμβάνουν αρκετές παραλλαγές βιομηχανικές και εργαστηριακές σύνθεσης.

Εμπορική διαδικασίες για την παραγωγή υδρογόνου :

1. μετατροπής μεθανίου με ατμό.
2. Αεριοποίηση άνθρακα - διαδικασία περιλαμβάνει θέρμανση του άνθρακα έως 1000 ⁰ C, σχηματίζοντας έτσι το υδρογόνο και έντασης άνθρακα.
3. Ηλεκτρόλυση. Αυτή η μέθοδος μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο για υδατικά διαλύματα διαφόρων αλάτων, όπως το τήγμα δεν οδηγεί στην εκφορτισμένη νερό στην κάθοδο.

Εργαστηριακές μέθοδοι για την παραγωγή υδρογόνου:

1. Η υδρόλυση των μεταλλικών υδριδίων.
2. Η δράση των αραιών οξέων σε ενεργά μέταλλα και δευτερεύουσα δραστηριότητα.
3. Αλληλεπίδραση των αλκαλίων και αλκαλικών γαιών με νερό.

Για τη συλλογή του υδρογόνου που παράγεται, είναι απαραίτητο να κρατήσει το σωλήνα ανάποδα. Μετά από όλα, το αέριο δεν μπορεί να συλλεχθεί ως, για παράδειγμα, διοξείδιο του άνθρακα. Είναι υδρογόνου, είναι πολύ ελαφρύτερο από τον αέρα. Γρήγορα εξαφανίζεται, και σε μεγάλες ποσότητες όταν αναμιχθεί με εκρήγνυται αέρα. Ως εκ τούτου, πρέπει να γυρίσει ο σωλήνας. Μετά την ολοκλήρωσή του, θα πρέπει να κλείνει με ένα ελαστικό πώμα.

Για να ελέγξετε την καθαρότητα των συλλεγόμενων υδρογόνου θα πρέπει να φέρει στο λαιμό του ένα αναμμένο σπίρτο. Αν το βαμβάκι θαμπό και ήσυχο - τόσο το φυσικό αέριο είναι καθαρό, με ελάχιστες προσμίξεις αέρα. Αν ένα δυνατό σφύριγμα - βρώμικο, με ένα μεγάλο μερίδιο των ξένων συστατικών.

Τομείς χρήσης

Κατά τη διάρκεια της καύσης του υδρογόνου που απελευθερώνεται είναι τόσο μεγάλη ποσότητα ενέργειας (θερμότητας), ότι το καύσιμο αέριο είναι η πλέον συμφέρουσα. Επιπλέον, μη ρυπογόνα. Σήμερα, όμως, η χρήση της περιορίζεται σε αυτόν τον τομέα. Αυτό οφείλεται στην απερίσκεπτη όχι απόλυτα έλυσε τα προβλήματα της συνθέσεως καθαρού υδρογόνου, το οποίο θα ήταν κατάλληλο για χρήση ως καύσιμο σε αντιδραστήρες μηχανές και φορητές συσκευές, καθώς και λέβητες θέρμανσης σπίτια.

Πράγματι, μέθοδοι για την παρασκευή του φυσικού αερίου είναι μάλλον ακριβά, τόσο πριν να είναι απαραίτητο να αναπτυχθεί μια ειδική μέθοδο σύνθεσης. Ένας που θα επιτρέψει να ληφθεί ένα προϊόν σε μεγάλη κλίμακα και με ελάχιστη προσπάθεια.

Υπάρχουν αρκετοί βασικοί τομείς στους οποίους χρησιμοποιείται το αέριο υπό εξέταση από εμάς.

1. Η χημική σύνθεση. Με βάση το ληφθέν υδρογόνωσης σαπούνι, μαργαρίνη, πλαστικό. Όταν η συμμετοχή υδρογόνο συντίθεται μεθανόλη και αμμωνία, και άλλες ενώσεις.
2. Στη βιομηχανία τροφίμων - ως πρόσθετο E949.
3. Η αεροπορική βιομηχανία (ρόκα, τα αεροσκάφη).
4. Ηλεκτρική ενέργεια.
5. Μετεωρολογία.
6. Καύσιμα καθαρότερο εμφάνιση.

Προφανώς, το υδρογόνο είναι τόσο σημαντική όσο και διανέμονται στη φύση. Εξακολουθούν να διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο σχημάτισαν διαφορετικές ενώσεις.

ενώσεις του υδρογόνου

Αυτή η σύνθετη ουσία που περιέχει άτομα υδρογόνου. μπορούν να ταυτοποιηθούν αρκετές βασικοί τύποι τέτοιων ουσιών.

1. Αλογονίδια. Το γενικό τύπο - HHal. Ιδιαίτερης σημασίας μεταξύ αυτών είναι το υδροχλώριο. Αυτό το αέριο, το οποίο διαλύεται στο νερό για να μορφή διαλύματος υδροχλωρικού οξέος. Αυτό το οξύ χρησιμοποιείται ευρέως σε όλες σχεδόν τις χημικές συνθέσεις. Επιπλέον, τόσο οργανικών όσο και ανόργανων. υδροχλωρίου - η ένωση που έχει τον εμπειρικό τύπο HCL και είναι ένα από τα μεγαλύτερα σε όρους παραγωγής ανά έτος σε αυτή τη χώρα. Υπάρχει επίσης ένα αλογονίδιο υδρογόνου περιλαμβάνουν ιωδιούχο υδρογόνο, φθοριούχο υδρογόνο και βρωμιούχο υδρογόνο. Όλοι σχηματίσει το αντίστοιχο οξύ.
2. Πτητικές υδρογόνο Αμέταλλα ενώσεις. Σχεδόν όλοι τους πολύ τοξικά αέρια. Για παράδειγμα, υδρόθειο, μεθάνιο, σιλάνιο, φωσφίνη, και άλλοι. Είναι πολύ εύφλεκτο.
3. Υδρίδια - ενώσεις με μέταλλα. Ανατρέξτε στο άλατα της κλάσης.
4. Υδροξείδια: βάσεις, οξέα, και αμφολυτικών ενώσεων. Η σύνθεσή τους είναι απαραίτητη για να συμπεριλάβει τα άτομα υδρογόνου, ένα ή περισσότερα. Παράδειγμα: NaOH, Κ ₂ [ΑΙ (ΟΗ) _4], H ₂ SO ₄ και άλλα.
5. Υδροξείδιο του υδρογόνου. Αυτή η ένωση είναι περισσότερο γνωστή ως το νερό. Ένα άλλο οξείδιο όνομα υδρογόνο. εμπειρικός τύπος του είναι - _Η2Ο
6. Το υπεροξείδιο του υδρογόνου. Αυτό ισχυρό οξειδωτικό, το οποίο τύπου έχει τη μορφή _{Η2Ο 2.}
7. Πολυάριθμες οργανικές ενώσεις: υδρογονάνθρακες, πρωτεΐνες, λίπη, λιπίδια, βιταμίνες, ορμόνες, και άλλα αιθέρια έλαια.

Είναι σαφές ότι η ποικιλομορφία των συνδέσεων που εξετάζουμε το στοιχείο είναι πολύ μεγάλο. Αυτό επιβεβαιώνει για άλλη μια φορά την υψηλή αξία της φύσης και του ανθρώπου, καθώς και για όλα τα έμβια όντα.

Οξείδιο του υδρογόνου - είναι η καλύτερη διαλύτη

Όπως προαναφέρθηκε, η πληβείος ονομασία της ουσίας - νερού. Αποτελείται από δύο άτομα υδρογόνου και ένα άτομο οξυγόνου διασυνδέονται πολικές ομοιοπολικούς δεσμούς. Το μόριο του νερού είναι ένα δίπολο, το οποίο εξηγεί πολλές από τις ιδιότητες παρουσιάζονται από αυτό. Ειδικότερα, το γεγονός ότι πρόκειται για μια καθολική διαλύτη.

Ήταν στο υδάτινο περιβάλλον συμβαίνουν σχεδόν σε όλα χημικές διεργασίες. Εσωτερική πλαστική αντιδράσεις και το μεταβολισμό της ενέργειας στους ζωντανούς οργανισμούς διεξάγεται επίσης με οξείδιο του υδρογόνου.

Το νερό θεωρείται ότι είναι η πιο σημαντική ουσία στον πλανήτη. Είναι γνωστό ότι χωρίς αυτήν δεν μπορεί να ζήσει ένα ενιαίο ζωντανό οργανισμό. Στη Γη, μπορεί να υπάρχουν σε τρία κράτη της συνάθροισης:

• υγρό?
• Gas (ατμός)?
• στερεό (πάγος).

Ανάλογα με το ισότοπο υδρογόνου στο μόριο, υπάρχουν τρία είδη νερού.

1. Εύκολο ή Protium. Ισότοπο με μαζικό αριθμό του 1. Ο τύπος - _Η2Ο Αυτή είναι μια γνωστή μορφή που χρησιμοποιεί όλους τους οργανισμούς.
2. Το δευτέριο ή βαρύ, τύπου - D ₂ O. περιέχει ισότοπο ² H.
3. Βαρέως ή τρίτιο. Ο τύπος έχει ως Τ ₃ O ισότοπο - ³ Ν

Πολύ σημαντικό αποθέματα του γλυκού νερού στην Protium πλανήτη. Ήδη, σε πολλές χώρες υπάρχει έλλειψη από αυτό. Αναπτύξει μεθόδους για τη θεραπεία του αλμυρού νερού για την παραγωγή πόσιμου νερού.

Υπεροξείδιο του υδρογόνου - είναι μια καθολική μέσο

Αυτή η ένωση, όπως αναφέρθηκε παραπάνω, ένα εξαιρετικό οξειδωτικό. Ωστόσο, με την ισχυρή τους εκπροσώπους μπορεί να λειτουργήσει και ως αναγωγικό μέσο πάρα πολύ. Επιπλέον, έχει μια ισχυρή βακτηριοκτόνο δράση.

Ένα άλλο όνομα για αυτή την ένωση - το υπεροξείδιο. Σε αυτή τη μορφή χρησιμοποιείται στην ιατρική. 3% διάλυμα κρυσταλλικών ενώσεων υπό εξέταση - αυτό χορηγήσεως φαρμάκων η οποία χρησιμοποιείται για τη θεραπεία των μικρών πληγών με σκοπό την απολύμανση τους. Ωστόσο, αποδεικνύεται ότι την ίδια στιγμή επούλωση πληγών αυξάνεται.

Επίσης το υπεροξείδιο του υδρογόνου χρησιμοποιείται σε καύσιμα πυραύλων στη βιομηχανία για την απολύμανση και λεύκανση, ως παράγοντας αφρισμού για να ληφθούν τα αντίστοιχα υλικά (αφρός, για παράδειγμα). Επιπλέον, το υπεροξείδιο βοηθά να καθαρίσει ενυδρεία, αποχρωματίζει τα μαλλιά και λευκαίνουν τα δόντια. Ωστόσο, οι βλάπτει τους ιστούς, έτσι ώστε οι εμπειρογνώμονες για το σκοπό αυτό δεν συνιστάται.