Hidrojen fiziksel özellikleri. Özellikleri ve hidrojen kullanımı

Hidrojen H - kimyasal element, Evrenimizde en yaygın olanlarından biri. maddenin bileşimi bir öğe olarak hidrojen kütlesi başka tipte atomların toplam içeriğinin% 75 olduğu. Su - O gezegene en önemli ve hayati bir bağlantı girer. hidrojen bir ayırt edici özelliği ayrıca kimyasal elementler D.I. Mendeleeva periyodik tablodaki ilk bir unsur olduğu bir gerçektir.

Keşif ve araştırma

geri onaltıncı yüzyıla kadar Paracelsus tarih yazılarında hidrojenin ilk söz. Ama hava ve yanıcı özellikler araştırmanın bir gaz karışımından onun izolasyon on yedinci yüzyılda bilim adamları Lemaire içinde yapılmıştır. Hidrojen iyice ampirik kanıtladı İngiliz kimyager ve fizikçi bilim adamı Henry Cavendish, incelenen diğer gazlarla karşılaştırıldığında düşük Hidrojen kütlesi. bilimin gelişiminin sonraki aşamalarında, birçok bilim adamı bu tür denir Lavoisier gibi, onunla birlikte çalışmış "üretilen su."

durum PSKHE üzerinde Özelliği

Element Periyodik tablo D.I. Mendeleeva açma - hidrojendir. Yani alımı tamamen doldurulmuş valans kabuk durumunda - Hidrojen aynı anda birinci grup, ana alt gruba ait olduğu bir metal gibi davranır ve kimyasal reaksiyon ve yedinci sürecinde tek elektron verir, eğer atomu fiziksel ve kimyasal özellikleri, belirli bir ikilik sergileyen bir halojen benzer olarak karakterize negatif parçacıklar.

elemanın elektronik yapısının özellikleri

özellikleri , hidrojen atomu kompleks maddelerin bu da dahil olduğu, ve _N2 basit bir madde, esas olarak Hidrojen elektronik konfigürasyonu ile tespit edilir. parçacık Z elektron sahip = (1), bir birim kütle ve pozitif yük (1) ile bir proton ihtiva eden çekirdeğin etrafında yörüngede hareket ettiği. Bu elektronik konfigürasyonu 1s ve sadece hidrojen s-orbitalleri ilk için kendi içinde negatif bir parçacığın mevcudiyetini işaret ^{eden, 1} olarak kaydedildi.

izolasyon veya geri tepme elektron ve elemanın bir atomu ile metallerin elde katyon ile birleştiren özelliği olduğunda. Temel olarak hidrojen iyonu - pozitif temel parçacıktır. Bu nedenle, Hidrojen yoksun elektron bir proton olarak da adlandırılan.

fiziksel özellikler

tanımlarken fiziksel özellikleri kısaca, hidrojen, havadan daha 14.5 kat daha hafif 2'nin nispi atomik kütle, santigrat -252,8 ° sıvılaşma sıcaklığına sahip, renksiz, zor çözünür bir gazdır.

deneyde, kolayca _H2 kolay olduğunu görebilirsiniz. hidrojen, karbon dioksit, tipik haliyle hava - - ve aynı zamanda elle onları serbest üç topları çeşitli maddeler doldurmak için yeterlidir. _H2 ve tavan tüm yol içeren hava karışımı şişirilmiş damla sonra _CO2 ile doldurulur zemin erişmemesini hızlı.

Küçük bir ağırlık ve partiküller hidrojen boyutu çeşitli malzemelerden nüfuz kabiliyetini haklı. basitçe gaz kauçuk geçecek şekilde o kendini deflates sonra bu kolay aynı topun örnek üzerinde birkaç gün yapmak. Aynı zamanda, hidrojen bazı metaller (palladyum veya platin) yapısında birikebilecek ve sıcaklık yükseltildiğinde bu buharlaşmasına.

İşletme hidrojen idareli olarak izolasyon yöntemi yer değiştirmiş olduğu için laboratuarda kullanılan su. Fiziksel özellikler , hidrojen (Aşağıdaki tabloda gösterilen temel parametreleri içerir) uygulama ve hazırlanma yöntemlerinin kapsamını tanımlar.

izotopik kompozisyon

Sıfır ve birim yük kütle ile - kimyasal elementlerin periyodik sistemin bir çok diğer üyeleri gibi, hidrojen birçok doğal izotoplar, çekirdekteki proton aynı sayıda, yani atomu, ancak farklı nötronların numaraları vardır. radyoaktif de dahil olmak üzere oksijen, karbon, klor, brom ve benzerleri gibi, - benzer özelliği olan atomlarının örnekleri arasında.

hidrojen, ¹ H, bu grubun temsilcileri en yaygın fiziksel özellikleri olan arkadaşlarının özelliklerinin önemli ölçüde farklı olan. Özel olarak, maddeler, farklı özellikleri olan de aittir. Bu nedenle, tek bir protonu döteryum ² H, bir hidrojen atomunun yerine Bileşiminde içeren normal, döteryumlanmış su - iki elementer parçacıkları ile izotop: pozitif ve yüksüz. Bu izotop oluştuklarında bileşiklerin özellikleri temel farkı açıklar Hidrojen, normalden iki kat daha ağırdır. döteryum doğası hidrojenden nadir 3200 kez bulunabilir. Üçüncü Örnek - trityum, ^3H, çekirdek iki proton ve bir nötron vardır.

hazırlanması ve izole edilmesi için yöntemler

Laboratuar ve endüstriyel yöntemler hidrojen üretme oldukça farklıdır. Bu nedenle, gazın küçük miktarlarda mineral ve artan organik sentez kullanılarak büyük ölçekli üretimini kapsayan reaksiyonlar tarafından üretilir.

Aşağıdaki kimyasal reaksiyonlar laboratuvarda kullanılır:

1. su ile, alkali ve toprak alkali metallerin tepkimeleri alkali ve istenen gaz meydana getirmek üzere.
2. oksijen - anotta bir sulu elektrolit çözeltisinin elektrolizi _H2 ↑ ve katot serbest bırakılır.
3. Ayrışma hidritler , alkali metallerin su, alkali ve ürünler, sırasıyla, gaz _H2 ↑ bulunmaktadır.
4. metallerle seyreltik asit tepki tuzları ve _H2 ↑ oluşturulur.
5. silikon, alüminyum ve çinko ile, alkali etkisi ayrıca kompleks tuzlar oluşturmak için paralel olarak hidrojen salınmasına katkıda bulunur.

gibi tekniklerle elde edilen endüstriyel gaz yarar olarak:

1. hidrojen _H2 ve karbon C ↑ - oluşturucu temel madde bir katalizörün mevcudiyetinde metan Termal bozunma (350 derece sıcaklık gibi parametresinin değerine ulaştığında)
2. 1000 ° C'de kola boyunca su buharı iletim karbondioksit _CO2 ve _H2 ↑ (en yaygın yöntem) oluşturur.
3. 800 ° C'ye kadar ısılarda, nikel katalizörü üzerinde metan gazı dönüştürülmesi.
4. Hidrojen potasyum klorid veya sodyum sulu çözeltilerinin elektrolizi sırasında bir yan ürünüdür.

Kimyasal etkileşimler: genel hükümler

hidrojen fiziksel özellikleri büyük ölçüde özel bir bileşik ile yanıt işlemlerinde davranışını açıklar. Hidrojenin değerliği birinci gruptaki periyodik tablodaki bulunduğundan, 1 'dir ve, farklı bir oksidasyon durumu sergiler. Bütün bileşiklerde, hidrürler dışında hidrojen SD = (1 +) tipi CN, CN _2, CN ₃ moleküllerinde - (1).

hidrojen gazı bir molekül reaksiyonda daha fazla sayıda inert, normal koşullar altında, bu nedenle enerjik iki atomlu ve oldukça stabil oluşan genel bir elektron çifti, temin edilmesi ile oluşturulan ve normal koşullar değişiminde girer. diğer maddeler gibi hidrojen oksitlenme derecesine bağlı olarak, bir oksitleyici ve bir indirgeyici hem de hizmet edebilir.

hidrojen oluşturmak için reaksiyona maddeler ve

Element etkileşimi (genellikle yüksek sıcaklıklarda) bir kompleks maddeleri oluşturmak üzere

1. Alkali ve alkalin toprak metali + H = hidrid.
2. Halojen + _H2 = hidrojen halid.
3. Kükürt + = hidrojen sülfit.
4. Oksijen + _H2O = su.
5. Karbon + H = metan.
6. Azot + _H2 = amonyak.

kompleks maddeler ile etkileşim:

1. karbon monoksit ve hidrojen, sentez gazının hazırlanması.
2. _H2 ile, kendilerine ait oksitlere metallerin geri _kazanımı.
3. Doymamış alifatik hidrokarbonların hidrojen doygunluğu.

hidrojen bağı

hidrojen fiziksel özellikleri ortak olmayan elektron çifti (örneğin, oksijen, azot ve fluor) sahip bitişik molekülleri aynı atom ile bağlantılı özel bir türü oluşturmak üzere, bir elektronegatif elemanı ile bağlantılı olarak olmak izin şekildedir. Bunun en açık örneği bu olgunun daha iyi bir görünüm - bu sudur. Dikişli hidrojen bağları kovalent ya da iyonik daha zayıf söylenebilir, fakat aslında birçoğu maddelerin özellikleri üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğu. Aslında, hidrojen bağı - yüksek kaynama noktasına kanıtlayan, dimerler ve polimerlere su moleküllerini bağlayan elektrostatik etkileşim vardır.

Mineral bileşiklerin bileşiminde de hidrojen

İnorganik asitlerin bileşim proton içerir - katyon atomu, hidrojen gibi. (1) daha büyük bir oksidasyon derecesine sahip madde asit kalıntısı çok bazlı bileşik söylenir. Günümüzde, sulu çözeltiler içinde çok kademeli ayrışma yapan birkaç hidrojen atomu vardır. Birbirini takip eden her bir proton asit kalıntısı daha ayrılır. ortamda hidrojen içeriği, asidite belirlenir ölçmek için.

Hidrojen hidroksil grupları ve bazlar ihtiva ederler. Bunlar her zaman eşit tortu, alkali (-1) oksitlenme derecesi sağlayacak şekilde oksijen, hidrojen atomuna bağlanır. , o kimyasalın esasının tarafından tanımlanan bir çevre içinde hidroksil grupları içeriğine.

İnsan aktivitesinin kullanımı

ancak oksijen gibi diğer sıvılaştırılmış gazlar olan bir madde olan silindirler, aynı zamanda konteyner, özel bir görünüme sahiptir. Onlar parlak kırmızı "Hidrojen" yazısı ile siyahımsı-yeşil renge boyadı. Gaz, yaklaşık 150 atmosferlik bir basınç altında balon içine enjekte edilir. Fiziksel gaz biraraya toplanma durumuna, özellikle basit hidrojen özellikleri, vb, balonlar sondaj, helyum balon bir karışımı ile doldurulması için kullanılan

Hidrojen, insanlar birçok sanayi dahil şu anda, yıllar önce kullanmayı öğrenmişlerdir fiziksel ve kimyasal özellikleri. Başlıca kütle amonyak üretimi gider. Ayrıca hidrojen katılır metal üretiminde bir indirgeme maddesi ve hidrosiyanik asidin bir tuzu olarak, reaksiyonda olarak, oksitlerin (hafniyum, germanyum, galyum, silikon, molibden, tungsten, zirkonyum, ve diğerleri) metil alkol, ve aynı zamanda sentetik sıvı yakıt. Gıda endüstrisi katı yağlar içine bitkisel yağlar dönüştürmek için kullanır.

Tanımlı kimyasal özellikleri ve çeşitli hidrojenasyon yöntemlerinden ve katı yağlar, kömür, hidrokarbonlar, yağlar ve ağır yakıt yağının hidrojenasyonunda hidrojen kullanımı. Onunla taşlar üretmek ile, akkor lamba, oksijen-hidrojen alev etkisi altında dövme ve metal ürünleri kaynak geçirmek.