Waterstof - wat is dit goed? Chemiese en fisiese eienskappe van waterstof

Elke chemiese element het sy eie plek posisie in die periodieke stelsel, wat die eienskappe uitgestal deur hulle weerspieël en praat oor sy elektroniese struktuur. Daar is egter 'n bepaalde van alle atome, wat net twee selle neem. Dit is geleë in twee heeltemal teenoorgestelde in eiendomme uitgestal deur groepe van elemente. Is waterstof. Hierdie eienskappe maak dit uniek.

Waterstof - is nie net 'n element, maar 'n eenvoudige stof, sowel as 'n integrale deel van baie komplekse verbindings, biogeniese en organogenic element. Daarom beskou ons die kenmerke en eienskappe in detail.

Waterstof is die chemiese element

Waterstof - 'n element van die eerste groep van die belangrikste groep, sowel as die sewende groep van die belangrikste groep in die eerste klein tydperk. Hierdie tydperk bestaan uit net twee atome: Helium en die element kontak. Ons beskryf die belangrikste kenmerke van 'n waterstof posisie in die periodieke stelsel.

1. Ordinale nommer van waterstof - 1, die aantal elektrone is dieselfde, onderskeidelik, protone soveel. Atoommassa - 1,00795. Daar is drie isotope van die element met massagetalle 1, 2, 3. Maar die eienskappe van elke verskil grootliks, omdat die toename in massa per eenheid selfs net een keer vir waterstof is dubbel.
2. Die feit dat die buitenste energievlak dit net een elektron bevat, kan dit suksesvol beide oksiderende en reduserende eienskappe wees. Daarbenewens, nadat die recoil elektron bly hy vry orbitaal, wat betrokke is in die vorming van chemiese bindings van skenker-akseptor meganisme.
3. Waterstof - 'n sterk reduseermiddel. Daarom is dit beskou as die belangrikste plek van die eerste groep van die belangrikste groep, waar hy verantwoordelik was vir die mees aktiewe metale wees - alkaliese.
4. Maar deur reaksie met 'n sterk reduseermiddels soos byvoorbeeld metale, en dit kan 'n oksidant wees, aanvaar elektron. Hierdie verbindings is genoem hidriede. Op grond hiervan lei hy 'n subgroep van halogene, wat soortgelyk is.
5. As gevolg van die baie klein atoommassa van waterstof word beskou as die ligste element wees. Daarbenewens het die digtheid is ook baie klein, so dit is ook 'n maatstaf vir gemak.

Dus, is dit duidelik dat 'n waterstofatoom - is 'n heeltemal unieke, in teenstelling met al die ander element. Gevolglik is die eienskappe dit is ook 'n spesiale, en vorm n eenvoudige en komplekse stowwe is baie belangrik. Kom ons verder oorweeg nie.

eenvoudige stof

As ons praat oor hierdie element as 'n molekuul, moet dit gesê word dat dit diatomiese. Dit is, waterstof (eenvoudige stof), - 'n gas. Sy empiriese formule is geskryf as H _2, en grafiese - deur 'n enkele sigma-binding H-H. Die meganisme van die vorming van 'n band tussen atome - 'n nie-polêre kovalente.

Selfs Henry Cavendish in 1766 was in staat om die stof te open. Dat hy bewys dat waterstof - 'n gas, die een wat in staat is om op te blaas in die lug. Later het die eienskappe is goed bestudeer, het dit duidelik geword dat die stof - die ligste onder die bekende.

Nog later het Lavoisier die naam (as 'n element, en 'n stof wat daarop gebaseer is) in Latyns - ". Geboorte te skenk aan water" Hydrogenium, wat beteken Die ontdekker 1781 godu hierdie element Henry Cavendish bewys dat water - 'n kombinasie van waterstof en suurstof, dit wil sê dit is 'n reaksie produk daarvan. En dat verligting gas is ook baie vlambare, is reeds in die sestiende eeu bekend, dit is weerspieël in die rekords van Paracelsus.

So, molekulêre waterstof - is baie algemeen in die natuur en natuurlike gasse mengsel bestaande uit twee atome wat in staat is om op te blaas in die lug. Verder kan die molekule ontbind word in atome, wat deelneem in kernreaksies, draai in 'n helium kern. Hierdie prosesse voortdurend voorkom in die son en in die ruimte, wat die belangrikste verskaffers van die mengsel is.

Waterstof - 'n stof wat in staat is om hulself uit te druk, en as 'n oksideermiddel en as 'n reduseermiddel. Ook, dit is 'n baie wyd gebruik word in die menslike aktiwiteite.

fisiese eienskappe

Fisiese parameters van waterstof het die volgende:

1. Kookpunt - (-252,76 ⁰ C).
2. Smeltpunt - (-259,2 ⁰ C).
3. In die temperatuur bereik het aangedui dit is 'n kleurlose vloeistof, sonder reuk.
4. Teen 'n baie hoë druk bestaan snowlike kristalle van soliede waterstof.
5. In sekere omstandighede (hoë druk en lae temperatuur) is omgeskakel kan word na 'n metaal staat.
6. Prakties onoplosbaar in water, so die koste is moontlik deur verplasing van water in die voorbereiding in die laboratorium.
7. Onder gewone omstandighede van waterstof - 'n gas, 'n reuklose, kleurlose en smaakloos.
8. Vlambare en plofbare stowwe.
9. Dit los goed in metale, soos in staat is om te versprei deur middel van sy dikte.
10. Ongeveer 14,5 keer die gas is ligter as lug.

Die kristalrooster van 'n eenvoudige molekulêre stowwe, kommunikasie swak, so maklik vernietig.

chemiese eienskappe

Soos hierbo genoem, kan waterstof beide vermindering en oksiderende eienskappe toon. Moontlik oksiderende krag van die element 1; -1. Daarom is dit dikwels gebruik in die industrie vir verskeie sinteses en reaksies.

Oksidasie eienskappe van waterstof

1. Die interaksie met die aktiewe metale (alkaliese en alkaliese aarde) onder konvensionele voorwaardes lei tot die vorming van sout-agtige verbindings genoem hidriede. Byvoorbeeld: LIH, Cah _2, KH, MGH _2, en ander.
2. Verbindings met minder aktiewe metale teen hoë temperature of sterk verligting (die fotochemiese inisiasie reaksie) vorm ook hidriede.

Waterstof vermindering eienskappe

1. Interaksie onder normale omstandighede slegs met fluoor (as 'n sterk oksideermiddel). As gevolg hiervan, 'n waterstof-fluoried of fluoorsuur HF.
2. Interaksie met byna al die nie-metale, maar onder sekere eerder streng voorwaardes. Voorbeelde van middels: H ₂ S, NH _3, H ₂ O, PH _3, SiH ₄ en ander.
3. Herstel metale uit hul oksiede eenvoudige stowwe. Dit is een van die industriële metodes vir die vervaardiging van metaal -called vodorodotermiey.

Ons moet ook reaksies wat gebruik word in organiese sintese na vore te bring. Hulle word genoem hidrogenasie - dehydrogenatieproces en waterstof volop, dit is, sy cleavage van die molekule. Op grond van hierdie metodes, 'n pluraliteit van transformasies van koolwaterstowwe en ander organiese verbindings.

Om in die natuur

Waterstof - is die mees algemene stof op ons planeet en verder. Na alles, byna almal van interstellêre ruimte en die sterre is gemaak van hierdie spesifieke mengsel. In die ruimte, kan dit bestaan in die vorm van:

• plasma;
• gas;
• ione;
• atome;
• molekules.

Daar is verskeie tipes van verskillende digtheid wolke, wat bestaan juis van hierdie stof.

Praat konkreet van voortplanting in die Aarde se kors, die waterstof is in die tweede plek op die aantal atome van suurstof na sy ongeveer 17%. Die vrye vorm is skaars, net in geringe hoeveelhede as deel van die droë lug. Die mees algemene mengsel van hierdie element - water. Dit is in sy struktuur en dit gevind op die planeet.

Ook, waterstof is 'n integrale deel van enige lewende organisme. Verder het 63% van die menslike liggaam teen 'n fraksie van die atome. Waterstof - die element is organogenic dus genereer molekules van proteïene, vette, koolhidrate en nukleïensure, sowel as baie ander belangrike verbindings.

ontvangs

Daar is verskillende maniere om die gas onder ons. Dit sluit in verskeie industriële en laboratorium sintese variante.

Kommersiële prosesse vir die vervaardiging van waterstof :

1. Stoom metaan omskakeling.
2. Vergassing van steenkool - proses behels die verhitting van die koolstof 1000 ⁰ C, en sodoende waterstof en koolstof-intensiewe vorm.
3. Elektrolise. Hierdie metode kan slegs gebruik word vir waterige oplossings van verskillende soute soos die smelt nie lei tot die ontslaan water by die katode.

Laboratorium metodes vir die vervaardiging van waterstof:

1. Die hidrolise van metaal hidriede.
2. Die aksie van verdunde sure op aktiewe metale en sekondêre aktiwiteit.
3. Interaksie van alkali en Aardalkalimetale met water.

In te samel waterstof geproduseer, is dit nodig om die buis onderstebo hou. Na alles, kan die gas nie afgehaal word as, byvoorbeeld, koolstofdioksied. Is waterstof, dit is baie ligter as lug. Vinnig verdwyn, en in groot hoeveelhede wanneer gemeng met lug ontplof. Daarom moet die buis te draai. Na die voltooiing daarvan moet dit gesluit met 'n rubberprop.

Om die suiwerheid van die versamelde waterstof check moet bring om die nek van 'n brandende vuurhoutjie. As katoen dof en stil - so die gas is skoon, met 'n minimale lug onsuiwerhede. As 'n harde fluit - vuil, met 'n groot aandeel van buitelandse komponente.

Gebiede van gebruik

Tydens die verbranding van waterstof vrygestel is so 'n groot bedrag van energie (hitte) dat die gas brandstof is die mees voordelig is. Daarbenewens, nie-besoedelende. Vandag, egter, die gebruik daarvan is beperk in hierdie gebied. Dit is te wyte aan swak aangeraai om nie heeltemal opgelos die probleme van sintese van suiwer waterstof, wat geskik is vir gebruik as brandstof in reaktors enjins en draagbare toestelle sal wees, asook verwarming ketels huise.

Inderdaad, metodes vir die voorbereiding van gas is nogal duur, so voor dit nodig is om 'n spesiale sintese metode ontwikkel. Een wat jou sal toelaat om 'n produk te kry op 'n groot skaal en met 'n minimale inspanning.

Daar is verskeie belangrike areas waarin die gas onder oorweging is wat gebruik word deur ons.

1. Chemiese sintese. Gebaseer op die resultate hidrogenasie seep, margarien, plastiek. Wanneer waterstof deelname gesintetiseer metanol en ammoniak, en ander verbindings.
2. In die voedselindustrie - as die toevoeging E949.
3. Die lugvaartbedryf (vuurpyl, vliegtuig).
4. Elektriese krag.
5. Meteorologie.
6. Brandstof skoner voorkoms.

Dit is duidelik dat die waterstof is net so belangrik soos versprei in die natuur. Nog 'n belangrike rol hulle gevorm verskillende verbindings.

verbindings van waterstof

Hierdie komplekse stof bevat waterstofatome. verskeie basiese tipes van sodanige stowwe geïdentifiseer kan word.

1. Haliede. Die algemene formule - HHal. Van besondere belang onder hulle is waterstofchloried. Hierdie gas, wat in water oplos om soutsuuroplossing te vorm. Hierdie suur word algemeen gebruik in byna al die chemiese sinteses. Verder, beide organies en anorganies. Waterstofchloried - die saamgestelde met die empiriese formule HCL en is een van die grootste in terme van produksie per jaar in hierdie land. Daar is ook 'n waterstofhalied sluit waterstofjodied, waterstoffluoried en waterstofbromied. Hulle het almal vorm die ooreenstemmende suur.
2. Vlugtige waterstof metaal verbindings. Byna almal van hulle baie giftige gasse. Byvoorbeeld, waterstofsulfied, metaan, silane, fosfien, en ander. Dit is baie vlambaar.
3. Hidriede - verbindings met metale. Verwys na soute van die klas.
4. Hidroksiede: basisse, sure, en amfoteriese verbindings. Hul samestelling is wat nodig is om die waterstofatome, een of meer insluit. Voorbeeld: NaOH, K ₂ [AL (OH) _4], H ₂ SO ₄ en ander.
5. Hidroksied waterstof. Hierdie verbinding is beter bekend as water. Nog 'n naam waterstofoksied. Sy empiriese formule is - H ₂ O.
6. Waterstofperoksied. Hierdie sterk oksideermiddel, welke formule het die vorm H ₂ O _2.
7. Talle organiese verbindings: koolwaterstowwe, proteïene, vette, lipiede, vitamiene, hormone, en ander essensiële olies.

Dit is duidelik dat die diversiteit van verbindings ons dit oorweeg om die element is baie groot. Dit bevestig weereens die hoë waarde van die natuur en die mens, asook vir alle lewende wesens.

Oksied waterstof - is die beste oplosmiddel

Soos hierbo genoem, die plebejer naam van die stof - water. Dit bestaan uit twee waterstofatome en een suurstofatoom verbind polêre kovalente bindings. Die watermolekuul is 'n dipool, wat baie van die eienskappe uitgestal deur dit verduidelik. In die besonder die feit dat dit 'n universele oplosmiddel.

Dit was in die akwatiese omgewing voorkom byna alle chemiese prosesse. Innerlike plastiek reaksies en energie metabolisme in lewende organismes is ook uit met waterstofoksied gedra.

Water word beskou as die belangrikste stof op die planeet wees. Dit is bekend dat sonder dit nie kan leef 'n enkele lewende organisme. Op aarde, kan dit bestaan in drie state van samevoeging:

• vloeistof;
• Gas (stoom);
• soliede (ys).

Afhangende van die waterstof isotoop in die molekule, is daar drie soorte water.

1. Maklik of protium. Isotoop met 'n massa getal 1. Die formule - H ₂ O. Dit is 'n bekende vorm wat alle organismes gebruik.
2. Deuterium of swaar, dit formule - D ₂ O. bevat isotoop ² H.
3. Superheavy of tritium. Die formule is soos T ₃ O isotoop - ³ N.

Baie belangrike reserwes van varswater op die planeet protium. Reeds in baie lande is daar 'n gebrek daaraan. Ontwikkelde metodes vir die behandeling van sout water tot drinkbare water te produseer.

Waterstofperoksied - is 'n universele manier

Hierdie verbinding, soos hierbo genoem, 'n uitstekende oksidant. Maar met 'n sterk verteenwoordigers kan optree en as 'n reduseermiddel ook. Verder het dit 'n sterk kiemdodende effek.

Nog 'n naam vir hierdie verbinding - peroxide. In hierdie vorm dit gebruik word in medisyne. 3% oplossing van kristallyne verbindings onder oorweging - hierdie mediese dwelms wat gebruik word vir die behandeling van klein wonde met die oog op hul reiniging. Dit is egter bewys dat op dieselfde tyd genesing wonde toeneem.

Ook waterstofperoksied gebruik in vuurpyl brandstof in bedryf vir ontsmetting en bleek, as 'n skuimmiddel die ooreenstemmende materiaal (skuim, byvoorbeeld) te verkry. Daarbenewens het die peroxide help om akwariums skoon, discolor hare en skoonmaak tande. Dit is egter die skade weefsel, so die kenners vir hierdie doel nie aanbeveel nie.