Hydrogen - hvad er det kram? Kemiske og fysiske egenskaber af hydrogen

Hvert grundstof har sin egen plads position i det periodiske system, som afspejler de kendetegn ved dem og taler om sin elektroniske struktur. Men der er en bestemt af alle atomer, som tager kun to celler. Det er placeret i to helt modsatte i egenskaber, som grupper af elementer. Er hydrogen. Disse funktioner gør det unikt.

Brint - er ikke blot et element, men et simpelt stof, såvel som en integreret del af mange komplekse forbindelser, biogene og organogene element. Derfor anser vi dens karakteristika og egenskaber i detaljer.

Hydrogen er grundstoffet

Hydrogen - et element i den første gruppe af hovedgruppen, samt den syvende gruppe af hovedgruppen i det første lille periode. Denne periode kun består af to atomer: Helium og elementet kontakt. Vi beskriver de vigtigste elementer i en hydrogen position i det periodiske system.

1. Ordenstal af hydrogen - 1, antallet af elektroner er de samme, henholdsvis protoner så meget. Atommasse - 1,00795. Der er tre isotop for elementet med massetal 1, 2, 3. Imidlertid egenskaberne af hver afviger meget, fordi stigningen i masse pr bare én gang for hydrogen er dobbelt.
2. Det forhold, at den ydre energiniveau det kun indeholder en elektron, kan det med succes være både oxiderende og reducerende egenskaber. Hertil kommer, efter rekylen elektron han frit orbital, som er involveret i dannelsen af kemiske bindinger af donor-acceptor-mekanisme.
3. Hydrogen - er et stærkt reduktionsmiddel. Derfor anses det for at være det vigtigste sted for den første gruppe af den største gruppe, hvor han førte de mest aktive metaller - alkalisk.
4. Men ved reaktion med stærke reduktionsmidler, såsom for eksempel metaller, og det kan være en oxidant, accepterende elektron. Disse forbindelser er kaldet hydrider. På dette grundlag fører han en undergruppe af halogener, der er ens.
5. På grund af den meget lille atommasse af hydrogen anses for at være den letteste element. Hertil kommer, at massefylden er også meget lille, så det er også et benchmark for lethed.

Det er således tydeligt, at et hydrogenatom - er en helt unik, i modsætning til alle de andre elementer. Derfor er egenskaber er det også specielt, og dannede simple og komplekse stoffer er meget vigtige. Lad os betragte dem yderligere.

simpel stof

Hvis vi taler om dette element som et molekyle, skal det siges, at det er diatomisk. Det er, hydrogen (enkel substans) - en gas. Dens empiriske formel er skrevet som _H2, og grafik - via en enkelt sigma-obligation H-H. Mekanismen til at danne en binding mellem atomer - en ikke-polær kovalent.

Selv Henry Cavendish i 1766 var i stand til at åbne stoffet. At han bevist, at brint - en gas, den, der er i stand til at blæse luft ind. Senere har de egenskaber, blevet godt studeret, blev det klart, at stoffet - den letteste blandt de berømte.

Stadig senere gav Lavoisier navnet (som et element, og et stof, baseret på det) på latin - "fødslen til vand" hydrogenium, hvilket betyder, Opdageren 1781 GODU dette element Henry Cavendish bevist, at vand - en blanding af hydrogen og oxygen, dvs. det er et reaktionsprodukt deraf. Og at let gas er også meget brandfarligt, var allerede kendt i det XVI århundrede, dette blev afspejlet i de optegnelser Paracelsus.

Således molekylært hydrogen - er meget almindelig i naturen og naturligt forekommende gasformig forbindelse bestående af to atomer, som er i stand til at blæse luft ind. Endvidere kan molekylet opdeles i atomer, som deltager i kernereaktioner, bliver til en helium kerne. Disse processer kontinuerligt forekomme i solen og i rum, som er de vigtigste leverandører af forbindelsen.

Brint - et stof, der er i stand til at udtrykke sig, og som et oxidationsmiddel, og som et reduktionsmiddel. Også, det er en meget udbredt i menneskelige aktiviteter.

fysiske egenskaber

Fysiske parametre af hydrogen har følgende:

1. Kogepunkt - (-252,76 ⁰ C).
2. Smeltepunkt - (-259,2 ⁰ C).
3. I temperaturområdet indikerede det er en farveløs væske, der ikke har nogen lugt.
4. Ved meget høje tryk eksisterer snowlike krystaller af fast hydrogen.
5. I visse betingelser (højt tryk og lav temperatur) kan omdannes til en metallisk tilstand.
6. Praktisk taget uopløseligt i vand, så afgiften er mulig ved forskydning af vand i forberedelsen i laboratoriet.
7. Under almindelige betingelser for hydrogen - en gas, en lugtfri, farveløs og uden smag.
8. Brandfarlige og eksplosive stoffer.
9. Det opløser godt i metaller, som er i stand til at diffundere gennem dets tykkelse.
10. Cirka 14,5 gange gassen er lettere end luft.

Krystalgitteret af en simpel molekylære stoffer, kommunikation svag, så let ødelægges.

kemiske egenskaber

Som nævnt ovenfor kan hydrogen udvise både reduktion og oxiderende egenskaber. Mulig oxiderende effekt af elementet 1; -1. Derfor er det ofte anvendes i industrien til forskellige synteser og reaktioner.

Oxidationsegenskaber af hydrogen

1. Interaktionen med de aktive metaller (alkaliske og alkaliske jordarters) under traditionelle betingelser fører til dannelsen af saltagtige forbindelser kaldet hydrider. For eksempel: LiH, _CaH2, KH, MGH _2, og andre.
2. Forbindelser med mindre aktive metaller ved høje temperaturer eller stærk belysning (den fotokemiske initiering reaktion) også danne hydrider.

Brint reducerende egenskaber

1. Interaktion under normale forhold kun med fluor (som et stærkt oxidationsmiddel). Som følge heraf en hydrogenfluorid eller flussyre HF.
2. Interaktion med næsten alle de ikke-metaller, men under visse temmelig strenge betingelser. Eksempler på forbindelser: _{H2S, NH3, H2O, PH3, SiH4,} og andre.
3. Genindvinder metaller fra deres oxider til simple stoffer. Dette er en af de industrielle fremgangsmåder til fremstilling af metal -kaldet vodorodotermiey.

Vi bør også fremhæve reaktioner, der bruges i organiske synteser. De kaldes hydrogenering - dehydrogenering og hydrogen mætning, dvs. dens spaltning fra molekylet. Baseret på disse metoder, en flerhed af transformationer af kulbrinter og andre organiske forbindelser.

At være i naturen

Hydrogen - er den mest almindelige stof på vores planet og ud over. Efter alt, er næsten alle interstellare rum og stjernerne lavet af denne særlige forbindelse. I rummet, kan det eksistere i form af:

• plasma;
• gas;
• ioner;
• -atomer;
• molekyler.

Der findes flere typer af forskellige tæthed skyer, netop består af dette stof.

Tale konkret af opformering i jordskorpen, hydrogenet er på andenpladsen af antallet af atomer af oxygen efter dens ca. 17%. Den frie form er sjælden, kun i mindre mængder som en del af den tørre luft. Den mest almindelige forbindelse med dette element - vand. Det er i sin struktur, og det er fundet på planeten.

Også, brint er en integreret del af enhver levende organisme. Desuden 63% af det menneskelige legeme på en brøkdel af atomerne. Hydrogen - elementet er derfor organogene genererer molekyler af proteiner, fedtstoffer, kulhydrater og nukleinsyrer, samt mange andre vitale forbindelser.

modtagelse

Der er forskellige måder at få gassen under os. Disse omfatter en række industri- og laboratorie syntese varianter.

Kommercielle fremgangsmåder til fremstilling af hydrogen :

1. Damp methanomdannelse.
2. Forgasning af kul - proces omfatter opvarmning af carbon til 1000 ⁰ C, hvorved der dannes hydrogen og carbon-intensiv.
3. Elektrolyse. Denne metode kan kun anvendes til vandige opløsninger af forskellige salte som smelten ikke fører til det udledte vand ved katoden.

Laboratoriemetoder fremgangsmåder til fremstilling af hydrogen:

1. Hydrolysen af metalhydrider.
2. Virkningen af fortyndede syrer på aktive metaller og biaktivitet.
3. Interaktion af alkali- og jordalkalimetaller med vand.

At indsamle hydrogen produceret, er det nødvendigt at holde røret på hovedet. Efter alt, at gassen ikke kan indsamles som for eksempel kuldioxid. Er brint, det er meget lettere end luft. Hurtigt forsvinder, og i store mængder, når det blandes med luft eksploderer. Derfor bør røret drejes. Efter dens afslutning det bør lukkes med en gummiprop.

For at kontrollere renheden af de indsamlede brint skulle bringe til halsen på en tændt tændstik. Hvis bomuld kedelig og stille - så gassen er ren, med minimal luft urenheder. Hvis et højt fløjtende - beskidt, med en stor andel af udenlandske komponenter.

Anvendelsesområder

Ved forbrænding af hydrogen frigivet er så stor mængde energi (varme) at brændstof gassen er den mest fordelagtige. Desuden ikke-forurenende. Men i dag er dens anvendelse er begrænset på dette område. Dette skyldes uklogt ikke helt løst problemerne med syntese af ren brint, som ville være egnet til anvendelse som brændstof i reaktorer motorer og bærbare enheder, samt varmekedler huse.

Faktisk fremgangsmåder til fremstilling af gas er temmelig dyre, så før det er nødvendigt at udvikle en særlig syntesemetode. En, der vil gøre det muligt at opnå et produkt i stor skala og med en minimal indsats.

Der er flere vigtige områder, hvor gassen anvendes under behandling af os.

1. Kemisk syntese. Baseret på den opnåede hydrogenering sæbe, margarine, plast. Når hydrogen deltagelse syntetiseret methanol og ammoniak og andre forbindelser.
2. I fødevareindustrien - som tilsætningsstoffet E949.
3. Den luftfartsindustrien (raket, fly).
4. Elektrisk strøm.
5. Meteorologi.
6. Brændstof renere udseende.

Klart, at hydrogen er så vigtig som udbredt i naturen. Stadig spille en vigtig rolle, de dannede forskellige forbindelser.

forbindelser hydrogen

Denne komplekse stof, der indeholder hydrogenatomer. kan identificeres flere grundlæggende typer af sådanne stoffer.

1. Halogenider. Den almene formel - HHal. Af særlig betydning blandt dem er hydrogenchlorid. Denne gas, der opløses i vand til dannelse saltsyreopløsning. Denne syre er meget udbredt i næsten alle kemiske synteser. Desuden har både organiske og uorganiske. Hydrogenchlorid - forbindelsen med den empiriske formel HCL og er en af de største i form af produktion om året i dette land. Der er også et hydrogenhalogenid indbefatter hydrogeniodid, hydrogenfluorid og hydrogenbromid. De alle danne den tilsvarende syre.
2. Flygtige brint-metallisk forbindelser. Næsten alle af dem ganske giftige gasser. For eksempel hydrogensulfid, methan, silan, phosphin og andre. Det er meget brandfarligt.
3. Hydrider - forbindelser med metaller. Der henvises til salte af klassen.
4. Hydroxider: baser, syrer og amfotere forbindelser. Deres sammensætning skal indebære hydrogenatomerne, en eller flere. Eksempel: NaOH, _K2 [AL (OH) _4], H ₂ SO _{4 og} andre.
5. Hydroxid hydrogen. Denne forbindelse er bedre kendt som vand. Andet navn hydrogen oxid. Dets empiriske formel er - _H2O
6. Hydrogenperoxid. Denne stærke oxidationsmiddel, hvilken formel har form H ₂ O _2.
7. Adskillige organiske forbindelser: carbonhydrider, proteiner, fedtstoffer, lipider, vitaminer, hormoner og andre essentielle olier.

Det er klart, at mangfoldigheden af forbindelser, vi overvejer elementet er meget stort. Dette bekræfter endnu en gang den høje værdi af naturen og mennesket, såvel som for alle levende væsener.

Oxid hydrogen - er det bedste opløsningsmiddel

Som nævnt ovenfor, den plebejiske stoffets navn - vand. Den består af to hydrogenatomer og ét oxygen- indbyrdes forbundet polær kovalente bindinger. Vandmolekylet er en dipol, hvilket forklarer mange af de egenskaber, som den. Især det faktum, at det er et universelt opløsningsmiddel.

Det var i vandmiljøet forekomme næsten alle kemiske processer. Indre plast reaktioner og energimetabolisme i levende organismer er også udføres med hydrogen oxid.

Vand anses for at være det vigtigste stof på planeten. Det er kendt, at uden den ikke kan leve en enkelt levende organisme. På Jorden, kan det eksistere i tre stater i sammenlægning:

• væske;
• Gas (damp);
• faststof (is).

Afhængigt hydrogenisotopbygningsreaktionen i molekylet, er der tre typer af vand.

1. Let eller protium. Isotop med en masse antal 1. formlen - _H2O Dette er en velkendt form, der bruger alle organismer.
2. Deuterium eller tunge, det formlen - _D2 O. indeholder isotop ² H.
3. Supertunge eller tritium. Formlen er som _T3 O isotop - ³ N.

Meget vigtige reserver af frisk vand på planeten protium. Allerede i mange lande er der en mangel på samme. Udviklede fremgangsmåder til behandling af saltvand for at fremstille drikkevand.

Hydrogenperoxid - er en universelt

Denne forbindelse, som nævnt ovenfor, en fremragende oxidant. Men med stærke repræsentanter kan fungere og som reduktionsmiddel også. Desuden har den en stærk bakteriedræbende virkning.

Et andet navn for denne forbindelse - peroxid. I denne form er det anvendes i medicin. 3% opløsning af krystallinske forbindelser under overvejelse - denne medicinske stof, som anvendes til behandling af små sår med henblik på dekontaminering. Imidlertid er det bevist, at samtidig helende sår stiger.

Også hydrogenperoxid anvendes i raketbrændstof i industrien til desinfektion og blegning, som opskumningsmiddel til opnåelse af de tilsvarende materialer (skum, for eksempel). Hertil kommer, at peroxid hjælper med at rense akvarier, misfarve hår og blege tænder. Imidlertid er de skader væv, så eksperterne til dette formål ikke anbefales.