H Hydrogen - et grundstof, en af de mest almindelige i vores univers.Massen af hydrogen som et element i stofsammensætningen er 75% af det totale indhold af atomer af en anden type.Det er en del af det overordnede og afgørende forbindelse til planeten - vand.Et karakteristisk træk ved brint er også en kendsgerning, at det er det første element i det periodiske system af grundstoffer i Mendeleev.
opdagelse og efterforskning
første omtale af brint i skrifter af Paracelsus dateres tilbage til det sekstende århundrede.Men hans valg fra en gasblanding af luft og brændbare egenskaber af undersøgelsen blev foretaget i det syttende århundrede videnskabsmand Lemaire.Hydrogen grundigt studeret engelske kemiker, fysiker og videnskabsmand Henry Cavendish, som er empirisk bevist, at massen af hydrogen i den laveste sammenlignet med andre gasser.I senere stadier af udviklingen af videnskab, har mange forskere arbejdet med ham, som Lavoisier, der kaldte det "føder vand."
funktioner på situationen PSKHE
element, der åbner det periodiske system Mendeleev - er hydrogen.Fysiske og kemiske egenskaber af atomer udviser tvefoldige, som Hydrogen samtidig tilhører den første gruppe, de vigtigste undergrupper, hvis den opfører sig som metal og giver kun en elektron i færd med en kemisk reaktion, og den syvende - i tilfælde af fuldstændig fyldning af valensskal, dvs. modtagelsenegative partikler, der karakteriserer det som ligner en halogen.
funktioner i de elektroniske struktur element
egenskaber af hydrogenatomet, komplekse stoffer, som det er en del, og det mest simple materiale H2 er primært bestemt af elektron konfiguration af brint.Partiklen har en elektron med Z = (-1), som roterer i sin bane omkring kernen indeholder en proton med en masseenhed og en positiv ladning (+1).Dens elektronkonfiguration registreres som 1s1, hvilket betyder, at tilstedeværelsen af en negativ partikel i den allerførste og kun én for s-orbital af brint.
Hvis skilt eller rekyl elektron og et atom af elementet er den egenskab, der forbinder ham med metalkationen opnås.Faktisk hydrogen ion - denne positive elementarpartikler.Brint er derfor blottet for en elektron kaldes simpelthen en proton.Fysiske egenskaber
beskrives kort hydrogen fysiske egenskaber, er det farveløs, tungtopløseligt gas med en relativ atommasse på 2, 14,5 gange lettere end luft, med en temperatur på likvefaktion komponent -252,8 grader Celsius.
on erfaring kan let ses, at H2 nemmeste.Det er nok til at fylde tre kugler af forskellige stoffer - hydrogen, kuldioxid, almindelig luft - og samtidig lade dem ud af hånden.Den hurtigste at nå jorden, som er fyldt med CO2, efter faldet trykluft blanding indeholdende H2 og alle vil stige til loftet.
lille vægt og størrelse af partiklerne af hydrogen underbygge sin evne til at trænge gennem forskellige stoffer.For eksempel, at samme bold i denne let at i et par dage, han havde blæst væk, ligesom gassen vil passere gennem gummiet.Desuden kan hydrogen ophobes i strukturen af visse metaller (palladium eller platin) og ved højere temperaturer for at fordampe fra den.
egenskab er tungtopløseligt brint bruges i laboratoriet for at fremhæve forskydning metode vand.De fysiske egenskaber af brint (tabellen nedenfor, indeholder de grundlæggende parametre) fastlægge dens omfang og metoder til forberedelse.
| parametre for atomer eller molekyler af en simpel stof | værdi |
| atommasse (molær masse) | 1008 g / mol |
| Elektronisk konfiguration | 1s1 |
| krystalgitter | sekskantede |
| varmeledningsevne | (300 K) 0,1815 W / (m · K) |
| Density n.y. | 0,08987 g / l |
| Kogepunkt | -252,76 ° C |
| Specifik forbrændingsvarme | 120,9 · 106 J / kg |
| Smeltepunkt | -259,2 ° C |
| Opløselighed i vand | 18,8 ml / l |
isotopiske sammensætning af
Ligesom mange andre repræsentanter for det periodiske system af grundstoffer, brint har flere naturlige isotoper, dvs. atomer med samme antal protoneri kernen, men et forskelligt antal neutroner - partikler med nul og enhedsafgiften masse.Eksempler på atomer, der har lignende egenskab - oxygen, carbon, chlor, brom og lignende, herunder radioaktivt.
fysiske egenskaber af brint 1H, den mest udbredte af repræsentanter for denne gruppe er væsentlig forskellig fra de samme egenskaber ved sine kolleger.Især de forskellige funktioner på stoffer, hvori de er inkorporeret.Så der er en normal og deutereret vand indeholdende i strukturen i stedet for et hydrogenatom med en enkelt proton, deuterium, 2H - dens isotop med to elementarpartikler: positive og uladede.Denne isotop er to gange tungere end sædvanligt af hydrogen, hvilket forklarer den grundlæggende forskel i egenskaberne for forbindelserne, som de udgør.Arten af deuterium fundet 3.200 gange sjældnere end hydrogen.En tredje repræsentant - tritium 3H, i kernen har to neutroner og en proton.
Fremgangsmåder til fremstilling og isolering
laboratorium og industrielle metoder til brintproduktion er helt anderledes.Således er små mængder af gas, der produceres hovedsageligt af reaktioner, der involverer mineraler og stor-skala produktion af stadig anvendelse af organisk syntese.
Laboratoriet anvendt følgende kemiske reaktioner:
- omsætning af alkali- og jordalkalimetaller med vand til dannelse af alkali og den ønskede gas.
- elektrolyse af en vandig opløsning af elektrolyt, anode står H2 ↑, og katoden - oxygen.
- spaltning af vand, alkalimetalhydrider, alkali- og produkterne er henholdsvis gas H2 ↑.
- reaktion med fortyndede syrer til at danne metalsalte og H2 ↑.
- virkning af alkali på silicium, aluminium og zink og fremmer frigivelsen af hydrogen parallelt til dannelse af komplekse salte.
af hensyn gasindustrien opnås ved metoder såsom:
- termisk nedbrydning af metan i tilstedeværelse af en katalysator til at gøre sine simple stoffer (350 grader når værdien af denne indikator, temperatur) - brint H2 og kulstof ↑ S.
- transmittans dampvand gennem koks ved 1000 ° C til dannelse af kuldioxid CO2 og H2 ↑ (den mest almindelige metode).
- konvertering af metangas på nikkelkatalysator ved temperaturer op til 800 grader.
- Hydrogen er et biprodukt under elektrolyse af vandige opløsninger af natrium- eller kaliumchlorid.
Kemisk interaktion: generel
fysiske egenskaber af brint i vid udstrækning forklare hans adfærd i at reagere på denne eller hin sammenhæng.Valens Brint er 1, da det er placeret i det periodiske system i den første gruppe, og udviser en anden oxidationstrin.Alle forbindelser undtagen hydrider, hydrogen sd = (1+), i molekyler, såsom CN, XH2, HN3 - (1).
molekyle af brint, der dannes ved at give generaliseret elektron par består af to atomer og temmelig stabilt energisk, er det derfor under normale forhold og mere inaktiv reagerende en ændring i normale forhold.Afhængigt af graden af oxidation af hydrogen i struktur andre stoffer, kan det tjene både som en oxidant og reduktionsmiddel.
Stoffer, som reagerer under dannelse af hydrogen
Elemental interaktioner til dannelse af komplekst stof (ofte ved forhøjede temperaturer):
- alkali- og jordalkalimetal + = hydrogen hydrid.
- Halogen + H2 = hydrogenhalogenid.
- Svovl + = hydrogensulfid.
- ilt = vand + H2.
- Carbon + Hydrogen = metan.
- Nitrogen + H2 = ammoniak.
interaktion med komplekse stoffer:
- Kom syntesegas fra kulilte og brint.
- Inddrivelse af metaller fra deres oxider af 2. halvår.
- brint mætning af umættede alifatiske kulbrinter.
hydrogenbinding
fysiske egenskaber af hydrogen, er en sådan, der tillader det, er i forbindelse med en elektronegativ element, til dannelse af en særlig type forbindelse med de samme atomer fra tilstødende molekyler med udelte elektronpar (f.eks oxygen, nitrogen og fluor).Det tydeligste eksempel på, hvor bedre at se dette fænomen - det er vand.Det kan siges sys hydrogenbindinger, der er svagere end covalente eller ionisk men på grund af det faktum, at mange af dem har en væsentlig indflydelse på egenskaberne af stoffer.Faktisk hydrogenbinding - er elektrostatisk interaktion, der binder vandmolekyler til dimerer og polymerer, som beviser dets høje kogepunkt.
Hydrogen sammensat af mineralblandinger
Sammensætningen af uorganiske syrer indbefatter proton - atom kation, såsom hydrogen.Stof syrerest, som har en grad af oxidation større end (-1) siges polybasiske forbindelse.På nuværende tidspunkt er der flere hydrogenatomer, der dissocierer i vandige opløsninger flertrins.Hver efterfølgende proton syrerest kommer ud hårdere.Ved kvantitative indhold brint i mediet bestemmes af dens surhedsgrad.
indeholder hydrogen og hydroxyl baser.De er forbundet med hydrogenatomet af oxygen, hvilket resulterer i oxidation af resten alkali altid er lig med (-1).Om indholdet af hydroxylgrupper i miljøet bestemmes af dens grundlæggende.
Ansøgning menneskelige
cylindre stof, samt containere og andre flydende gasser som ilt, har en særlig udseende.De malede en darkish-grøn farve med lyse rødt ordet "Hydrogen".Gas pumpes ind i tanken under tryk på ca. 150 atmosfærer.Fysiske egenskaber af hydrogen, især lethed af gasformigt aggregattilstand og bruges til at fylde dem med en blanding af helium balloner, balloner osv
Hydrogen, fysiske og kemiske egenskaber, som folk har lært at bruge for mange år siden, på det der er involveret i mange brancher øjeblik.Dens hovedmassen går til fremstilling af ammoniak.Også hydrogen deltager i produktionen af metaller (hafnium, germanium, gallium, silicium, molybdæn, wolfram, zirconium, og andre) af oxiderne, reaktionen fungerer som et reduktionsmiddel, og et salt af blåsyre, methylalkohol, og syntetiske flydende brændstoffer.Fødevareindustrien anvender den til at konvertere vegetabilske olier til faste fedtstoffer.
bestemme de kemiske egenskaber og brugen af hydrogen i forskellige hydrogeneringsprocesser og hydrogenering af fedtstoffer, kul, kulbrinter, og fuelolie.Med det producerer ædelstene, glødende, tilbringer smedning og svejsning af metalprodukter under indflydelse af flammer ilt-brint.
