Физичке особине водоника. Својства и употреба водоника

Водоник В - хемијски елемент, један је од најчешћих у нашем универзуму. маса водоника као елемента у саставу материје износи 75% од укупног садржаја атома другог типа. Он улази најважнијих и виталну везу са планете - воде. Специфичност водоника је и чињеница да је први елемент у периодном систему хемијских елемената Д. И. Менделеева.

Откривање и истраживање

Први помен водоника у списима Парацелсус потичу из КСВИ века. Али њена изолација од гасне смеше ваздуха и запаљивих особине истраживања је постигнут у научника КСВИИ веку Лемаире. Водоник темељно студирао енглески хемичар и физичар научник Хенри Цавендисх, што емпиријски доказао да је маса водоника најнижа у поређењу са другим гасовима. У каснијим фазама развоја науке, многи научници радили с њим, као што је Лавоисиер, који је под називом "генерише воду."

Карактеристика на ситуације ПСКХЕ

Елемент, отварајући периодни систем Д. И. Менделеева - водоник. Физичке и хемијске особине атома показују одређени дуалност зато Водоник истовремено припадају првој групи, главног подгрупи, ако се понаша као метал и даје јединствену електрон у процесу хемијске реакције и седма - у случају потпуно попуњене валентног љуске, тј пријем негативне честице, које га карактерише као сличан халоген.

Карактеристике електронске структуре елемента

Особине атома водоника сложених супстанци којима је укључено и простог супстанца _Н2 је првенствено одређује електронским конфигурацијом водоника. Честица има електрон са З = (-1), која се ротира у својој орбити око језгра садржи један протон са јединици масе и позитивно наелектрисање (+1). Њени Електронска конфигурација 1с бележи као ^{1, што} указује на присуство негативне честице по себи за први и једини водоника С-орбитала.

Када изолација или трзаја електрон и атом елемента има својство да уједињује са металима добијеним катјона. У суштини водоничних јона - позитивна основна честица. Стога, електрон лишена водоника се зове једноставно протона.

физичке особине

Када описује физичке особине водоника укратко то је безбојна, слабо растворљива гас са релативном атомске масе од 2, 14.5 пута лакши од ваздуха, са ликвефакције температуре -252.8 степени.

У експерименту, можете лако видети да је Х ₂ је најлакше. Довољно је да попуни три кугле разних супстанци - водоника, угљен диоксида, типично ваздух - и истовремено их пустиле из руке. Најбржи која стиже на земљу, која је испуњен са ЦО ₂ у капима дувани ваздуха смеше која садржи Х ₂ и све доводе до плафона.

Мали тежина и величина честица водоника оправдавају своју способност пенетрације кроз различите материјале. На пример исте лопте у ово лако направити неколико дана након што је себе издувава као једноставно гас ће проћи кроз гуму. Такођер, водоник може акумулирати у структури појединих метала (паладијума или платине), а када се подиже температура да испари из њега.

Проперти водоник штедљиво користе у лабораторији за методу изолација дисплаце воде. Физичке особине водоника (табела доле илустровано садржи основне параметре) дефинише обим примене и методе припреме.

Изотопски састав

Као и многи други чланови периодног система хемијских елемената, Водоник има неколико природних изотопа, тј угљеника са истим бројем протона у језгру, али различите бројеве неутрона - честице нула и јединица пуњења масе. Примери атома имају сличну имовину - кисеоник, угљеник, хлор, бром и слично, укључујући радиоактивни.

Физичке особине водоника ¹ Х, најраспрострањеније представника ове групе значајно се разликују од оних карактеристика својих момака. Посебно, различите карактеристике супстанци у којима припадају. Стога, постоји редовна и деутерисани вода која садржи у свом саставу уместо атома водоника са само једном протон деутеријум ² Х - изотоп са два елементарних честица: Позитивне и неоптуженим. Овај изотоп је два пута тежи од уобичајеног водоника, који објашњава фундаменталну разлику у особина једињења које су формирају. Природа деутеријума пронађена 3200 пута ређим од водоника. Тхирд Репресентативе - Тритиум, ³ Х, у језгру има два протона и један неутрон.

Поступци за добијање и изоловање

Лабораторијске и индустријске методе за производњу водоника су сасвим другачији. Према томе, мале количине гаса настаје првенствено реакцијама укључују минерале и масовну производњу од више користе органске синтезе.

Следеће хемијске реакције се користе у лабораторији:

1. Реакције алкалних и земноалкалних метала са водом да формира алкалије и жељени гас.
2. Електролиза воденог раствора електролита на аноди ослобађа Х ₂ ↑, и катоду - кисеоник.
3. Распадања хидриди алкалних метала водом, алкални и производи су, респективно, гас Х ₂ ↑.
4. Реагујући разблаженом киселином са металима и формирати соли и Х ₂ ↑.
5. Деловање алкалних он силицијума, алуминијума и цинк доприноси ослобађање водоника у паралелно да формирају комплексне соли.

Индустријске добробит гаса добијеног техникама као што су:

1. Термичко разлагање метана у присуству катализатора за његове саставне основним материјама (350 степени достиже вредност таквог параметра као температури) - водоник Х ₂ и угљеник Ц. ↑
2. Трансмисија водене паре кроз кокса на 1000 ° Ц да се формира угљен диоксид ЦО ₂ и Х ₂ ↑ (најчешћи метод).
3. Конверзија метана на никл катализатора на температурама до 800 степени.
4. Водоник је нуспродукт приликом електролизе водених раствора калијум хлорида или натријума.

Хемијских интеракција: опште одредбе

Физичке особине водоника углавном објашњавају његово понашање у процесима одговора са одређеним једињењем. Валенца водоник 1, јер се налази у периодном систему у првој групи, и показује другу оксидационог стања. У свим једињењима, изузев хидриди, водоник сд = (1+) у молекулима типа ЦНС, ЦН _{2, ЦН 3} - (1).

Молекул гасовитог водоника, формиран пружајући општу електронског пар, састоји од два атома и прилично стабилна енергично, из тог разлога, под нормалним условима више инертних у реакцији и улази у нормалним условима промене. У зависности од степена оксидације водоника и других материја, може послужити и као оксиданс и редукционо.

Супстанце које реагују да формирају водоник и

Елементал интеракције да формирају сложене супстанце (често повишеним температурама):

1. Алкалних и земноалкалних метала + Х = хидрид.
2. Халоген + Х ₂ = водоник халида.
3. Сумпора + = водоник сулфида.
4. Окиген + _Х2О = вода.
5. Царбон + Х = метан.
6. Нитроген + Х ₂ = амонијак.

Интеракција са комплексним материјама:

1. Припрема синтезе гаса из угљен моноксида и водоника.
2. Опоравак метала из њихових оксида са _Х2.
3. Водоник засићење незасићених алифатичних угљоводоника.

водоник бонд

Физичке особине водоника су такви да дозвољавају, бити у вези са електронегативним елемента да формира посебну врсту везе са истом атому суседних молекула који даљених електрон парова (нпр кисеоник, азот и флуор). Најјаснији пример за то је бољи поглед на ове појаве - то је вода. Може се рећи Прошивени водоничне везе су слабије од ковалентно или јонски, али због чињенице да многи од њих имају значајан утицај на својства супстанци. У ствари, водоничне везе - је електростатичко интеракција, које се везује молекуле воде у димера и полимера, доказује своју високу тачку кључања.

Водоник у саставу минералних једињења

Композиција неорганских киселина обухватају протон - атом катјона као што је водоник. Остатак супстанца киселина која има степен оксидације већи од (-1) је речено полибазним једињење. Тренутно постоји неколико атома водоника, што чини Вишестепене дисоцијације у воденим растворима. Сваки следећи остатак протон киселине одваја од теже. Да би се квантитативно садржај водоника у средини одређује киселост.

Водоник садрже хидроксилне групе и базе. Они су повезани са атом водоника кисеоника, што доводи у степену оксидације алкалија резидуа увек једнака (-1). О садржају хидроксилних група у окружењу дефинисан својом базности.

Употреба људске активности

Цилиндри са супстанцом, као и контејнера са другим течних гасова као што су кисеоник, имају специфичан изглед. Они насликао даркисх-зелене боје са светлим црвеним "Хидроген" словима. Гас се убризгава у балону под притиском од око 150 атмосфера. Физичке особине водоника, нарочито лакоћа гасовитом агрегатном стању и користи за њихово пуњење смешом хелијума балона, звучи балоне итд

Водоник, физичке и хемијске особине које су људи научили да користе пре много година, у овом тренутку учествује у многим индустријама. Његова главна маса иде у производњу амонијака. Такодје водоник се бави производњом метала (хафнијума, германијум, галијум, силицијума, молибден, волфрам, цирконијум, и други) на оксида, говорећи у реакцији као редукционим агенсом и соли цијанидне киселине, метил алкохол, а такође синтетичког течног горива. Прехрамбена индустрија га користи за претварање биљна уља у чврсте масти.

Дефинисани хемијска својства и коришћење водоника у разним процесима хидрогенације и хидрогенизацијом масти, угља, угљоводоника, уља и мазута. Са њим производе драгуље, обичне, троше фалсификовање и заваривање металних производа под утицајем кисеоника-водоника пламена.