Proprjetajiet fiżiċi tal-idroġenu. Proprjetajiet u l-użu ta 'idroġenu

Idroġenu H - element kimiku, wieħed mill-aktar komuni fl-univers tagħna. kwantità ta 'idroġenu bħala element fil-kompożizzjoni tal-materja hija ta' 75% tal-kontenut totali ta 'atomi ta' tip ieħor. Huwa jidħol fil-konnessjoni l-aktar kruċjali u vitali għall-pjaneta - ilma. Karatteristika distintiva ta 'l-idroġenu huwa wkoll fatt li huwa l-ewwel element fit-tabella perjodika tal-elementi kimiċi D. I. Mendeleeva.

Discovery u r-riċerka

L-aċċenn ewwel ta 'idroġenu fil-kitbiet ta data Paracelsus lura għas-seklu sittax. Iżda iżolament tiegħu minn taħlita ta 'gass ta' arja u l-proprjetajiet fjammabbli riċerka sar fil-xjenzjati seklu sbatax Lemaire. Idroġenu studjat sewwa kimiku Ingliż u xjenzat fiżiċista Henry Cavendish, li b'mod empiriku wrew li l-massa ta 'idroġenu baxx meta mqabbel ma' gassijiet oħra. Fl-istadji aktar tard tal-iżvilupp tax-xjenza, ħafna xjentisti ħadmu miegħu, bħal Lavoisier, li hija imsejħa "ilma ġġenerat."

Jidhru fuq il PSKHE sitwazzjoni

Element, jiftaħ il-tabella perjodika D. I. Mendeleeva - huwa idroġenu. Proprjetajiet fiżiċi u kimiċi tal-atomu juru ċerta duwalità minħabba Idroġenu simultanjament jappartjenu għall-ewwel grupp,-sottogrupp prinċipali, jekk iġib ruħu bħala metall u tagħti elettroni wieħed fil-proċess ta 'reazzjoni kimika u s-seba - fil-każ tal-qoxra valenza mimlija kompletament, jiġifieri l-akkoljenza partiċelli negattivi, li tikkaratterizza bħala simili għal aloġenu.

Karatteristiċi ta 'l-istruttura elettronika ta' l-element

Il-proprjetajiet ta 'l-atomu idroġenu tas-sustanzi kumplessi li għalihom hija inkluża, u sustanza sempliċi ta' N ₂ huwa primarjament determinat mill-konfigurazzjoni elettronika ta 'l-Idroġenu. Il-partiċelli għandu elettron bil Z = (-1), li tiġi assenjata b'rotazzjoni fl-orbita tiegħu madwar l-nukleu fih proton wieħed b'massa unità u l-ħlas pożittiv (1). 1s konfigurazzjoni elettronika tagħha rreġistrati bħala ^1, li jindika l-preżenza ta 'partiċelli negattiv fih innifsu għall-ewwel u biss ta' idroġenu tal-orbitals.

Meta iżolament jew elettron recoil u atomu tal-element għandu l-proprjetà li tgħaqqad ma 'metalli kazzjoni miksuba. Essenzjalment jone idroġenu - huwa partiċelli elementari pożittiv. Għalhekk, l-electron nieqsa minn idroġenu imsejħa sempliċement protoni.

proprjetajiet fiżiċi

Meta tiddeskrivi l-proprjetajiet fiżiċi tal -idroġenu fil-qosor, huwa bla kulur, gass kemxejn solubbli b'massa relattiva atomika ta '2, 14.5 darbiet eħfef mill-arja, it-temperatura likwefazzjoni tal -252.8 gradi Ċentigradi.

Fl-esperiment, inti tista 'faċilment tara li H ₂ hija l-eħfef. Huwa biżżejjed li timla t-tliet blalen varji Sustanzi - idroġenu, dijossidu tal-karbonju, tipikament arja - u fl-istess ħin jeħlishom mill-idejn. L-aktar malajr li tilħaq l-art, li huwa mimli CO ₂ li _wasal wara qatriet minfuħa taħlita arja li tinkludi H ₂ u kollha lok għall-limitu.

A piż żgħir u d-daqs tal-idroġenu partiċelli tiġġustifika l-kapaċità tagħha li tippenetra permezz materjali varji. Fuq l-eżempju tal-ballun istess f'dan faċli biex jagħmlu ftit jiem wara li jinżel ruħha bħala sempliċement gass se jgħaddu mill-gomma. Ukoll, l-idroġenu jista 'jakkumula fl-istruttura ta' ċerti metalli (palladju jew platinu), u meta t-temperatura togħla għal jevapora minnha.

idroġenu Proprjetà kemxejn użat fil-laboratorju għal tagħha jispostja metodu iżolament ilma. Il-proprjetajiet fiżiċi ta 'idroġenu (tabella muri hawn taħt fiha l-parametri bażiċi) tiddefinixxi kamp ta' applikazzjoni tagħha u l-metodi ta 'preparazzjoni.

Il-kompożizzjoni isotopika

Bħal bosta membri oħra tas-sistema perjodika ta 'elementi kimiċi, Idroġenu għandha diversi isotopi naturali, atomi jiġifieri bl-istess numru ta' protoni fin-nukleu, iżda numri differenti ta 'newtroni - partiċelli b'massa ħlas żero u l-unità. Eżempji ta 'atomi li jkollhom proprjetà simili - ossiġnu, karbonju, klorin, bromin u bħalhom, inklużi radjuattiv.

proprjetajiet fiżiċi tal-idroġenu ¹ H, l-aktar mifruxa tar-rappreżentanti ta 'dan il-grupp huma differenti b'mod sinifikanti minn dawk tal-karatteristiċi ta' fellows tiegħu. B'mod partikolari, il-karatteristiċi differenti tas-sustanzi li huma jappartjenu. Għalhekk, hemm ilma regolari u dewterat li fih, fil-kompożizzjoni tiegħu minflok atomu idroġenu ma 'wieħed biss dewterju proton ² H - isotopu b'żewġ partiċelli elementari: pożittivi u mhux imposti. Dan iżotopi huwa darbtejn itqal minn tas-soltu ta Idroġenu, li jispjega d-differenza fundamentali fil-proprjetajiet tal-komposti li huma jiffurmaw. In-natura tal-dewterju misjuba fl 3200 żminijiet rari minn idroġenu. It-tielet Rappreżentant - tritju, ³ H, fil-qalba hija għandha żewġ protoni u newtroni wieħed.

Metodi għat-tħejjija u jiżolaw

Laboratorju u metodi industrijali ta 'produzzjoni ta' l-idroġenu huma pjuttost differenti. Għalhekk, ammonti żgħar ta 'gass jiġi prodott primarjament permezz ta' reazzjonijiet li jinvolvu minerali, u l-produzzjoni fuq skala kbira ta 'dejjem jużaw sinteżi organika.

Ir-reazzjonijiet kimiċi li ġejjin huma użati fil-laboratorju:

1. Reazzjonijiet ta 'metalli art alkali u alkalini bl-ilma biex tifforma alkali u l-gass mixtieqa.
2. Il-elettroliżi ta 'soluzzjoni elettroliti milwiema fil-anodu huwa rilaxxat H ₂ ↑, u l-katodu - ossiġnu.
3. idruri dekompożizzjoni ta 'metalli alkali bl-ilma, alkali u l-prodotti huma, rispettivament, il-gass H ₂ ↑.
4. B'reazzjoni aċidu dilwit ma 'metalli li jiffurmaw l-imluħ u H ₂ ↑.
5. L-azzjoni ta 'alkali fuq silikon, aluminju u żingu jikkontribwixxi wkoll għall-ħelsien ta' l-idroġenu b'mod parallel biex jiffurmaw l-imluħ kumplessi.

Fil-benefiċċju tal-gass industrijali miksub minn tali tekniki bħal:

1. dekompożizzjoni termali tal-metanu fil-preżenza ta 'katalizzatur għal sustanzi elementari kostitwenti tiegħu (350 gradi jilħaq il-valur ta' dik parametru temperatura) - idroġenu H ₂ u karbonju C. ↑
2. Trasmissjoni ta 'fwar tal-ilma permezz tal-kokk fil 1000 ° C sa jifforma diossidu tal-karbonju CO ₂ u H ₂ ↑ (l-aktar metodu komuni).
3. Konverżjoni ta 'gass metanu fuq il-katalista nikil f'temperaturi sa 800 gradi.
4. Idroġenu huwa byproduct matul il-elettroliżi ta 'soluzzjonijiet milwiema ta' klorur tal-potassju jew tas-sodju.

Interazzjonijiet kimiċi: dispożizzjonijiet ġenerali

proprjetajiet fiżiċi tal-idroġenu l-aktar tispjega l-aġir tagħha fil-proċessi ta 'rispons mal-compound partikolari. Valenza tal-idroġenu huwa 1, peress li jinsab fit-tabella perjodika fl-ewwel grupp, u jesibixxi istat ta 'ossidazzjoni differenti. F'komposti kollha, minbarra idruri, SD idroġenu = (1+) fl molekuli tat-tip CNS, NM _2, CN ₃ - (1).

A molekula ta 'gass idroġenu, iffurmata billi tipprovdi ġeneralizzata par elettron, magħmul minn żewġ atomi u pjuttost stabbli enerġetikament, għal din ir-raġuni taħt kondizzjonijiet normali aktar inerti fir-reazzjoni u jidħol fil-kundizzjonijiet bidla normali. Skond il-grad ta 'ossidazzjoni ta' l-idroġenu bħala sustanzi oħra, jista 'jservi kemm bħala ossidant u reductant.

Sustanzi li jirreaġixxu biex jiffurmaw l-idroġenu u

interazzjoni elementali li jiffurmaw sustanzi kumplessi (spiss f'temperaturi elevati):

1. Il-metall alkali earth u alkalin + H = idrur.
2. Haloġen + H ₂ = alid idroġenu.
3. Kubrit + = idroġenu sulfide.
4. Ossiġnu + _H2O = l-ilma.
5. Karbonju + H = metanu.
6. Nitroġenu + H ₂ = ammonja.

Interazzjoni ma 'sustanzi kumplessi:

1. Preparazzjoni ta 'gass ta' sinteżi mill monossidu tal-karbonju u l-idroġenu.
2. Irkupru ta 'metalli mill-ossidi tagħhom ma H _2.
3. saturazzjoni idroġenu ta 'idrokarburi alifatiċi mhux saturati.

bond idroġenu

proprjetajiet fiżiċi tal-idroġenu huma tali li jippermettulha, li in konnessjoni ma 'element electronegative, biex jiffurmaw tip speċjali ta' konnessjoni bl-istess atomu tal-molekuli li jmissu li pari elettron mhux maqsuma (eż, ossiġnu, nitroġenu u fluworin). L-eżempju ċara ta 'dan huwa ħarsa aħjar fil dan il-fenomenu - li hija l-ilma. Dan jista 'jingħad bonds idroġenu meħjuta huma aktar dgħajfa minn kovalenti jew joniċi, iżda minħabba l-fatt li ħafna minnhom għandhom influwenza sinifikanti fuq il-proprjetajiet tas-sustanzi. Fil-fatt, obbligu idroġenu - huwa l-interazzjoni elettrostatiċi, li jeħel ilma molekuli fis dimers u polimeri, li jipprova punt tiegħu togħlija għolja.

Idroġenu fil-kompożizzjoni ta 'komposti minerali

Il-kompożizzjoni ta 'aċidi inorganiċi jinkludu protoni - atomu kazzjoni bħal idroġenu. residwu aċidu sustanza li għandha grad ta 'ossidazzjoni akbar minn (-1) huwa qal kompost polibażiċi. Fil-preżent hemm diversi atomi tal-idroġenu, li jagħmel il-dissoċjazzjoni f'diversi stadji f'soluzzjonijiet milwiema. Kull fdal aċidu protoni sussegwenti jifred minn aktar diffiċli. Biex jikkwantifika l-kontenut idroġenu fl-ambjent huwa determinat mill-aċidità tiegħu.

Idroġenu fihom gruppi hydroxyl u bażijiet. Dawn huma konnessi mal-atomu idroġenu ta 'ossiġnu, li tirriżulta fil-grad ta' ossidazzjoni ta 'l-alkali residwi dejjem ugwali għal (-1). Dwar il-kontenut ta 'gruppi hydroxyl f'ambjent definita mill basicity tagħha.

L-użu ta 'attivita umana

Ċilindri b'sustanza, kif ukoll kontenituri ma 'gassijiet oħra likwifikati bħal ossiġnu, ikollhom dehra speċifika. Huma miżbugħa kulur darkish-aħdar bil-aħmar "Idroġenu" b'ittri qawwi. -Gass huwa injettat fil-bużżieqa fi pressjoni ta 'madwar 150 atmosferi. proprjetajiet fiżiċi tal-idroġenu, b'mod partikolari l-faċilità ta 'stat aggregat gass u huwa użat għall-mili tagħhom b'taħlita ta' blalen elju, rokits blalen, eċċ

Idroġenu, il-proprjetajiet fiżiċi u kimiċi li n-nies tgħallmu jużaw l-ħafna snin ilu, fil-mument involut f'ħafna industriji. massa prinċipali tagħha tmur għall-produzzjoni tal-ammonja. idroġenu wkoll hija involuta fil -produzzjoni ta 'metalli (ħafnju, ġermanju, gallju, silikon, molibdenu, tungstenu, żirkonju, u oħrajn) ta' l-ossidi, jitkellem fil-reazzjoni bħala aġent li jnaqqas u melħ ta 'aċidu idroċjaniku, alkoħol metil, u l-fjuwil likwidu wkoll sintetiċi. L-industrija tal-ikel użi li jikkonvertu żjut veġetali fis xaħmijiet solidi.

proprjetajiet definiti kimikament u l-użu tal-idroġenu fil-proċessi idroġenizzazzjoni varji u idroġenizzazzjoni ta 'xaħmijiet, faħam, idrokarburi, żjut u żejt tal-fjuwil tqil. Miegħu jipproduċu ħaġar prezzjuż, inkandexxenti, iqattgħu forġa u l-iwweldjar ta 'prodotti tal-metall taħt l-influwenza tal-fjamma ossiġnu idroġenu.