Hydrogen - kung ano ang mga bagay-bagay na iyon? Kemikal at pisikal na katangian ng hydrogen

Ang bawat chemical element sa periodic table ay may sarili nitong lugar na posisyon, na sumasalamin sa mga katangian exhibited sa pamamagitan ng mga ito at nagsasalita tungkol sa mga electronic istraktura. Gayunpaman, mayroong isang partikular na ng lahat ng mga atom, na tumatagal lamang ng dalawang mga cell. Matatagpuan ito sa dalawang ganap na tapat sa mga ari-arian exhibited sa pamamagitan ng mga grupo ng mga elemento. Ay hydrogen. Ang mga tampok na gawin itong kakaiba.

Hydrogen - ay hindi lamang isang elemento, ngunit isang simpleng sangkap, pati na rin isang mahalagang bahagi ng maraming mga kumplikadong compounds, biogenic at organogenic elemento. Samakatuwid, kami ay isaalang-alang ang kanyang mga katangian at mga katangian nang detalyado.

Hydrogen ay kemikal na elemento

Hydrogen - isang elemento ng ang unang pangkat ng mga pangunahing grupo, pati na rin ang ikapitong grupo ng mga pangunahing pangkat sa unang maliit na tagal ng panahon. Ang panahong ito ay binubuo ng lamang ng dalawang atoms: Helium at ang element contact. Ilarawan namin ang mga pangunahing tampok ng isang posisyon hydrogen sa periodic system.

1. Ordinal bilang ng hydrogen - 1, ang bilang ng mga electron ay ang parehong, ayon sa pagkakabanggit, protons bilang magkano. Atomic mass - 1.00795. May tatlong mga isotope ng ang elemento na may mga numero mass 1, 2, 3. Gayunman, ang mga katangian ng bawat naiiba malaki, dahil ang pagtaas sa masa bawat yunit kahit isang beses lang para sa hydrogen ay double.
2. Ang katotohanan na ang mga panlabas na antas ng enerhiya ay naglalaman ng isa lamang elektron, maaari itong matagumpay na maging parehong oxidizing at pagbabawas ng mga ari-arian. Sa karagdagan, matapos ang pag-igkas electron siya ay nananatiling sa libre orbital, na kung saan ay kasangkot sa pagbuo ng mga kemikal na bono ng donor-tanggap ng mekanismo.
3. Hydrogen - ay isang malakas na pagbabawas ng ahente. Samakatuwid, ito ay itinuturing na ang pangunahing lugar ng ang unang pangkat ng mga pangunahing grupo, kung saan pinamunuan niya ang pinaka-aktibong mga metal - alkalina.
4. Gayunman, sa pamamagitan reaksyon na may malakas na pagbabawas ng ahente tulad ng, halimbawa, metal, at ito ay maaaring maging isang oxidant, pagtanggap elektron. Ang mga compounds ay tinatawag hydrides. Sa batayan na pinangungunahan niya ang isang pangalawang putulong ng halogens, na kung saan ay katulad.
5. Dahil sa napakaliit na atomic mass ng hydrogen ay itinuturing na ang lightest elemento. Sa karagdagan, ang density ay din tunay maliit na, kaya ito rin ay isang benchmark para madali.

Kaya, ito ay maliwanag na ang isang hydrogen atom - ay isang ganap na natatanging, hindi tulad ng lahat ng iba pang elemento. Bilang resulta, ang mga katangian na ito ay ding mga espesyal na, at binuo simple at kumplikadong mga sangkap ay napakahalaga. Isaalang-alang natin ang mga ito sa karagdagang Hayaan.

simpleng sangkap

Kung kami ay makipag-usap tungkol sa mga ito ng elemento bilang Molekyul, Dapat ito ay sinabi na ito ay may dalawang atomo. Iyon ay, hydrogen (simpleng sangkap), - isang gas. Nito empirical formula ay nakasulat bilang H _2, at graphics - sa pamamagitan ng isang solong Sigma-bond H-H. Ang mekanismo ng pagbabalangkas ng isang bond sa pagitan ng atoms - isang non-polar covalent.

Kahit Henry Cavendish noong 1766 ay hindi makapagbukas ng sangkap. Na siya na ang hydrogen - isang gas, ang isa na kung saan ay magagawang pumutok sa hangin. Sa ibang pagkakataon, ang mga katangian ay mahusay na linay, ito ay naging malinaw na ang mga sangkap - ang lightest sa gitna ng mga sikat.

Still mamaya Lavoisier ibinigay ang pangalan (tulad ng isang sangkap, at isang sangkap na batay sa ito) sa Latin - ". Ng panganganak sa tubig" hydrogenium, na nangangahulugan Ang deskubridor 1781 godu ito ng elemento ng Henry Cavendish proved na tubig - isang kumbinasyon ng hydrogen at oxygen, ibig sabihin, ito ay isang reaksyon ng produkto doon. At ang liwanag na gas ay din tunay nasusunog, ay mayroon na kilala sa XVI siglo, ito ay masasalamin sa mga talaan ng Paracelsus.

Kaya, molecular hydrogen - ay napaka-pangkaraniwan sa kalikasan at natural na nagaganap gaseous compound na binubuo ng dalawang atoms na kung saan ay magagawang pumutok sa hangin. Bukod dito, ang Molekyul ay maaaring decomposed sa atoms, na lumahok sa nuclear reaksyon, pag-on sa isang nucleus helium. Ang mga prosesong ito ay patuloy na magaganap sa Araw at sa espasyo, na kung saan ay ang pangunahing supplier ng compound.

Hydrogen - isang sangkap na ay magagawang upang ipahayag ang kanilang sarili, at bilang isang oxidizing agent, at bilang isang pagbabawas ng agent. Gayundin, ito ay isang napaka-malawak na ginagamit sa mga gawain ng tao.

pisikal na katangian

Pisikal na mga parameter ng hydrogen ay ang mga sumusunod:

1. Boiling point - (-252.76 ⁰ C).
2. Temperatura ng pagkatunaw - (-259.2 ⁰ C).
3. Sa hanay ng temperatura ipinahiwatig ito ay isang walang kulay na likido, na walang amoy.
4. Sa napakataas na pressures umiiral snowlike ba ay kristal ng solid hydrogen.
5. Sa ilang mga kundisyon (mataas na presyon at mababang temperatura) ay convertible sa isang metallic estado.
6. Sa kapaki-pakinabang hindi malulutas sa tubig, kaya ang bayad ay maaari sa pamamagitan ng pag-aalis ng tubig sa paghahanda sa laboratoryo.
7. Sa ilalim ng mga ordinaryong mga kondisyon ng hydrogen - isang gas, isang walang amoy, walang kulay at walang lasa.
8. Nasusunog at paputok sangkap.
9. Ito dissolves maayos sa metal, tulad ng ay magagawang upang palaganapin sa pamamagitan ng kanyang kapal.
10. Humigit-kumulang 14.5 beses ang gas ay mas magaan kaysa hangin.

Ang kristal sala-sala ng isang simpleng molekular sangkap, komunikasyon mahina, kaya madaling nawasak.

mga katangian ng kemikal

Tulad ng nabanggit sa itaas, hydrogen ay maaaring magpakita ng parehong pagbabawas at oxidising properties. Posibleng oxidizing kapangyarihan ng elemento 1; -1. Samakatuwid, madalas na ito ay ginagamit sa industriya para sa iba't ibang syntheses at reaksyon.

Oksihenasyon katangian ng hydrogen

1. Ang pakikipag-ugnayan sa mga aktibong metal (alkalina at alkalina lupa) sa ilalim ng maginoo kondisyon ay humantong sa pagbubuo ng asin-tulad ng compounds na tinatawag na hydrides. Halimbawa: Lih, CAH _2, KH, MGH _2, at iba pa.
2. Compounds na may mas mababa aktibong metal sa mataas na temperatura o malakas na pagbibigay-liwanag (ang photochemical pagsisimula reaction) ring bumuo ng hydrides.

Hydrogen pagbabawas ng mga ari-arian

1. Pakikipag-ugnayan sa ilalim ng normal na kondisyon lamang na may fluorine (tulad ng isang malakas na oxidizing agent). Bilang isang resulta, ang isang hydrogen plurayd o hydrofluoric acid HF.
2. Pakikipag-ugnayan sa halos lahat ng mga di-metal, ngunit sa ilalim ng ilang sa halip mahigpit na kondisyon. Mga halimbawa ng mga compounds: H ₂ S, NH _3, H ₂ O, PH _3, sih ₄ at iba pa.
3. Binabalik ang metal mula sa kanilang mga oxides sa simpleng sangkap. Ito ay isa sa mga pang-industriya mga pamamaraan para sa paggawa ng metal -Tinawag vodorodotermiey.

Dapat din namin i-highlight ang mga reaksyon na ginagamit sa organic syntheses. Ang mga ito ay tinatawag na hydrogenation - dehydrogenation at hydrogen saturation, iyon ay, sa kanyang cleavage mula sa Molekyul. Batay sa mga pamamaraan na ito, isang mayorya ng mga transformations ng hydrocarbons at iba pang mga organic compounds.

Ang pagiging sa kalikasan

Hydrogen - ay ang pinaka-karaniwang mga sangkap sa ating planeta at sa hinaharap. Pagkatapos ng lahat, halos lahat ng interstellar space at ang mga bituin ay ginawa mula sa partikular na tambalan. Sa espasyo, maaari itong umiiral sa anyo ng:

• plasma;
• gas;
• ions;
• atom;
• molecules.

Mayroong ilang mga uri ng mga iba't ibang mga ulap density, na binubuo tiyak ng sangkap na ito.

Pagsasalita kongkretong pagpapalaganap sa crust ng Earth, ang hydrogen ay nasa ikalawang lugar sa bilang ng mga atoms ng oxygen matapos ang humigit-kumulang sa 17%. Ang libreng form ay bihirang, lamang sa menor de edad na halaga bilang bahagi ng dry air. Ang pinaka-karaniwang compound ng sangkap na ito - tubig. Ito ay nasa kaayusan nito at ito ay natagpuan sa planeta.

Gayundin, hydrogen ay isang mahalagang bahagi ng anumang buhay na organismo. Dagdag pa rito, 63% ng katawan ng tao sa isang maliit na bahagi ng mga atomo. Hydrogen - ang sangkap ay organogenic samakatuwid ay bumubuo ng mga molecule ng protina, taba, carbohydrates at nucleic acids, pati na rin ang maraming iba pang mga mahalagang compounds.

pagtanggap

Mayroong iba't ibang mga paraan ng pagkuha ng mga gas sa ilalim amin. Kabilang dito ang ilang mga pang-industriya at laboratoryo synthesis variant.

Komersyal na mga proseso para sa paggawa ng hydrogen :

1. Steam methane conversion.
2. Gasification ng karbon - proseso ay nagsasangkot ng pag-init ng carbon sa 1000 ⁰ C, at dahil doon na bumubuo ng hydrogen at carbon-intensive.
3. Elektrolisis. Ang pamamaraan na ito ay maaaring gamitin lamang para sa mga may tubig solusyon ng iba't-ibang mga asing-gamot tulad ng unti-unting mawala hindi humahantong sa walang-laman na tubig sa katod.

Laboratory pamamaraan para sa paggawa ng hydrogen:

1. Ang haydrolisis ng hydrides metal.
2. Ang pagkilos ng palabnawin acids sa mga aktibong metal at sekundaryong aktibidad.
3. Pakikipag-ugnayan ng mga alkalina at alkalina lupa metal na may tubig.

Upang mangolekta ng haydrodyen ginawa, ito ay kinakailangan upang panatilihin ang tube baligtad. Matapos ang lahat, ang gas ay hindi maaaring makolekta bilang, halimbawa, carbon dioxide. Ay hydrogen, ito ay marami layter kaysa hangin. Mabilis na mawala, at sa malaking dami kapag halo-halong may air explodes. Samakatuwid, dapat ang tubo i. Pagkatapos nito makumpleto dapat itong sarado na may isang goma pasak.

Upang suriin ang kadalisayan ng ang nakolektang hydrogen dapat dalhin sa leeg ng isang naiilawan tugma. Kung cotton mapurol at tahimik - kaya ang gas ay malinis, na may minimal na air impurities. Kung ang isang malakas na pagsipol - marumi, na may malaking share ng mga banyagang mga bahagi.

Mga lugar ng paggamit

Sa panahon ng pagkasunog ng hydrogen ay inilabas bilang isang malaking halaga ng enerhiya (init) na ang gas ay itinuturing na ang pinaka-kanais-nais gasolina. Bilang karagdagan, non-polluting. Ngayon, gayunpaman, ang paggamit nito ay limitado sa lugar na ito. Ito ay dahil sa walang ingat hindi ganap na malutas ang mga problema ng synthesis ng purong hydrogen, na kung saan ay magiging angkop para sa paggamit bilang fuel sa reactors engine at mga aparatong nabibitbit, pati na rin ang pagpainit boilers bahay.

Sa katunayan, mga pamamaraan para sa paghahanda ng gas ay sa halip mahal, kaya bago ito ay kinakailangan upang bumuo ng isang espesyal na paraan ng synthesis. Ang isa na magpapahintulot sa upang makakuha ng produkto sa isang malaking scale at may minimal na pagsusumikap.

Mayroong ilang mga pangunahing lugar na kung saan ang gas ay ginagamit sa ilalim ng pagsasaalang-alang sa pamamagitan ng sa amin.

1. Chemical synthesis. Base sa mga nakuha hydrogenation sabon, margarina, plastic. Kapag hydrogen pakikilahok synthesized methanol at amonya, at iba pang compounds.
2. Sa industriya ng pagkain - pati na ang mga additive E949.
3. Ang aviation industry (rocket, sasakyang panghimpapawid).
4. Electrical power.
5. Meteorology.
6. Fuel cleaner hitsura.

Ito ay malinaw na hydrogen ay lamang bilang mahalaga, bilang ay karaniwan sa kalikasan. Still isang mahalagang papel sila nabuo iba't ibang mga compounds.

compounds hydrogen

Mahirap maintindihan na substansiya na naglalaman ng hydrogen atoms. ang ilang mga pangunahing uri ng mga naturang sangkap ay maaaring makilala.

1. Halides. Ang pangkalahatang formula - HHal. Ng mga partikular na kahalagahan sa mga ito ay hydrogen chloride. Ito gas, na dissolves sa tubig upang bumuo ng hydrochloric acid solusyon. acid na ito ay malawakang ginagamit sa halos lahat ng kemikal syntheses. Dagdag pa rito, parehong organic at tulagay. Hydrogen chloride - ang tambalang pagkakaroon ng empirical formula HCL at ay isa sa mga pinakamalaking sa mga tuntunin ng produksyon bawat taon sa bansa. Mayroon ding isang hydrogen halide ay kinabibilangan ng hydrogen yodido, hydrogen plurayd at hydrogen bromuro. Lahat sila ay bumuo ng mga kaukulang acid.
2. Madaling matuyo hydrogen nonmetal compounds. Halos lahat ng mga ito lubos na nakakalason gases. Halimbawa, hydrogen sulfide, mitein, silane, phosphine, at iba pa. Ito ay napaka-nasusunog.
3. Hydrides - compounds sa metal. Sumangguni sa mga asing-gamot ng klase.
4. Hydroxides: base, acids, at amphoteric compounds. Ang kanilang komposisyon ay kinakailangan upang isama ang hydrogen atom, ang isa o higit pa. Halimbawa: NaOH, K ₂ [AL (OH) _4], H ₂ SO _4, at iba pa.
5. Haydroksayd hydrogen. Tambalang ito ay mas mahusay na kilala bilang tubig. Ang isa pang pangalan ng hydrogen oksido. Nito empirical formula ay - H ₂ O.
6. Hydrogen peroxide. Ito malakas na oxidant, na formula ay may anyo H ₂ O _2.
7. Maraming mga organic compounds: hydrocarbons, protina, taba, lipids, bitamina, hormones, at iba pang mga pundamental na mga langis.

Ito ay malinaw na ang pagkakaiba-iba ng mga koneksyon isinasaalang-alang namin ang elemento ay napakalaki. Ito muli Kinukumpirma ang mataas na halaga ng kalikasan at ng tao, pati na rin ang para sa lahat ng buhay na tao'y.

Oxide hydrogen - ay ang pinakamahusay na kakayahang makabayad ng utang

Tulad ng nabanggit sa itaas, ang plebeian pangalan ng sangkap - tubig. Binubuo ito ng dalawang atoms ng hydrogen at isang oxygen interconnected polar covalent Bonds. Ang tubig Molekyul ay isang dipole, na nagpapaliwanag ng marami sa mga katangian exhibited sa pamamagitan ng mga ito. Sa partikular ang katotohanan na ito ay isang unibersal na panunaw.

Ito ay sa nakapaligid na tubig mangyari halos lahat ng kemikal na proseso. Inner plastic reaksyon at enerhiya metabolismo sa buhay na organismo ay din natupad na may hydrogen oksido.

Tubig ay itinuturing na ang pinaka-mahalagang sangkap sa planeta. Ito ay kilala na walang hindi ito maaaring mabuhay ng isang solong na living organismo. On Earth, maaari itong umiiral sa tatlong mga estado ng pagsasama-sama:

• liquid;
• gas (singaw);
• solid (ice).

Depende sa hydrogen isotope sa Molekyul, mayroong tatlong mga uri ng mga tubig.

1. Easy o protium. Isotope may masa bilang ng mga 1. Ang formula - H ₂ O. Ito ay isang pamilyar na form na gumagamit ng lahat ng mga organismo.
2. Deuterium, o mabigat na, ang mga formula - D ₂ O. Naglalaman ito ng mga isotope ² H.
3. Superheavy o tritiyum. Ang formula kamukha T ₃ O isotope - ³ N.

Napakahalaga reserbang ng sariwang tubig sa planeta protium. Already, sa maraming mga bansa doon ay isang kakulangan ng mga ito. Maunlad na pamamaraan para sa paggamot ng tubig alat upang makabuo ng naiinom.

Hydrogen peroxide - ay isang unibersal na paraan

Tambalan na ito, tulad ng nabanggit sa itaas, isang mahusay na oxidant. Gayunman, na may malakas na mga kinatawan lata kumilos at bilang isang pagbabawas ng agent masyadong. Higit pa rito, ito ay may isang malakas na bactericidal epekto.

Ang isa pang pangalan para sa compound - peroxide. Sa form na ito ito ay ginagamit sa gamot. 3% solusyon ng mala-kristal na compounds sa ilalim ng pagsasaalang-alang - ito medikal na gamot na kung saan ay ginagamit para sa paggamot ng mga maliliit na sugat sa isang pagtingin sa kanilang paglilinis sa gas. Gayunpaman, ito ay pinatunayan na sa parehong oras nakapagpapagaling na mga sugat ay nagtataas.

Gayundin hydrogen peroxide ay ginagamit sa rocket fuel sa industriya para sa pagdidisimpekta at pagpapaputi, bilang isang foaming agent upang makuha ang katumbas na materyales (foam, halimbawa). Sa karagdagan, ang peroxide ay tumutulong na malinis aquariums, sirain ang kulay na buhok at maputi ngipin. Gayunpaman, ang mga pinsala tisiyu, kaya ang mga eksperto para sa layuning ito ay hindi inirerekomenda.