O vandenilio - cheminis elementas, vienas iš labiausiai paplitusių mūsų visatoje.Vandenilio masė, kaip, po kurio dalelių kompozicijos elemento, yra 75% nuo bendro kiekio atomų kito tipo.Tai dalis iš imperatyvių ir gyvybiškai prijungimo prie planetos - vandens.Skiriamasis bruožas iš vandenilio taip pat yra tai, kad jis yra pirmasis elementas periodinės lentelės cheminių elementų Mendelejevas.
atradimas ir tyrimas
Pirmasis paminėjimas vandeniliu Paracelsas datuojamas XVI a raštuose.Bet jo pasirinkimas iš dujų mišiniu, oro ir lengvai užsiliepsnojančių savybių tyrimo buvo padaryta XVII amžiuje mokslininkas LEMAIRE.Vandenilio kruopščiai studijavo anglų chemikas fizikas mokslininkas Henry Cavendish, kuri empiriškai įrodyta, kad vandenilio masė ir mažiausias, palyginti su kitomis dujomis.Vėlesniais etapais mokslo plėtrą, daugelis mokslininkų dirbo su juo, pavyzdžiui, Lavuazjė, kuris ją vadinamas "pagimdo vandens."
funkcijos nuo situacijos PSKHE
elementas, kuris privertė uždegti Periodinė elementų lentelė Mendelejevas - yra vandenilis.Fizinės ir cheminės savybės atomų eksponuoti tam tikrą dvilypumą, nes vandenilio vienu metu priklausyti pirmosios grupės, pagrindiniai pogrupiai, jei jis elgiasi kaip metalo ir suteikia tik vieną elektroną į cheminės reakcijos procesą, o septintoji - dėl visiško užpildymo valentinės lukštais, ty priėmimo atvejuneigiami dalelės, kuris charakterizuoja jį kaip panašus į halogenas.
bruožai elektroninė struktūra elementas
savybių vandenilio atomas, sudėtinių medžiagų, su kuriuo jis yra dalis, ir labiausiai paprasta medžiaga H2 daugiausia lemia elektronų konfigūracijos vandenilis.Kad dalelė turi su Z elektroną = (-1), kuris sukasi aplink savo orbitą branduolį, kurioje yra vienas protono su vieneto masė ir teigiamą krūvį (+1).Jo elektronų konfigūracija yra apskaitoma kaip 1S1, o tai reiškia, kad neigiama dalelė buvimas pats pirmas ir vienintelis vieną S-orbitos Vandenilio.
Jei išsituokę ar atatrankos elektronų ir elemento atomas yra turto, kuris susieja jį su metalo katijonas yra gaunamas.Tiesą sakant, vandenilio jonų - tai teigiamų pradinių dalelių.Vandenilis yra todėl neturi elektronas vadinamas tiesiog protonų.Fizinės savybės
trumpai aprašomos vandenilio fizines savybes, tai bespalvis, labai mažai tirpus dujų santykinė atominė masė yra 2, 14.5 kartus lengvesnės už orą, su skystinimo komponentas -252.8 laipsnių Celsijaus temperatūrai.
patirtimi galima lengvai matyti, kad H2 lengviausias.Tai pakankamai užpildyti tris rutuliai įvairių medžiagų, - vandenilio, anglies dioksido, įprastą orą, - ir tuo pačiu metu, leisti juos iš rankos.Greičiausiai, kad pasiektų žemę, kuri yra pripildyta CO2, po to, kai kritimo suslėgta oro mišinio, kuriame yra H2 ir visi bus pakilti iki lubų.
mažas svoris ir dydis vandenilio dalelės pagrįsti savo sugebėjimą prasiskverbti per įvairias medžiagas.Pavyzdžiui, tos pačios kamuolys šioje lengva padaryti per kelias dienas jis priblokšti, kaip dujos praeina per gumą.Be to, yra vandenilis gali kauptis tam tikrų metalų (paladžio arba platinos) struktūrą, ir esant aukštesnei temperatūrai išgaruoti iš jo.
turtas yra blogai tirpsta vandenilio Laboratorijoje naudojami pabrėžti vandentalpos metodu.Fizinės savybės vandenilio (lentelė parodyta žemiau, yra pagrindiniai parametrai) apibrėžti jos taikymo sritį ir jo paruošimo būdas.
| parametrai atomų ar molekulių paprastos medžiagos | vertės |
| atominė masė (molinė masė) | 1008 g / mol |
| Elektroninė konfigūracija | 1S1 |
| kristalų gardelės | šešiakampės |
| šilumos laidumas | (300 K), 0,1815 W / (m · K) |
| tankis n.m. | 0,08987 g / l |
| Virimo taškas | -252,76 ° C |
| savitoji degimo šiluma | 120,9 · 106 J / kg |
| Lydymosi temperatūra | -259,2 ° C |
| Tirpumas vandenyje | 18,8 ml / l |
izotopų sudėtis
kaip ir daugelis kitų atstovų periodinės lentelės cheminių elementų, vandenilio turi keletą natūralių izotopų, ty atomų su tuo pačiu numeriu protonųbranduolio, tačiau skirtingas neutronų skaičius - dalelių su nulio ir vieneto mokesčio masės.Pavyzdžiai atomų, turinčių panašų turtą - deguonies, anglies, chloras, bromas ir panašūs gaminiai, įskaitant radioaktyviąsias.
fizinės savybės vandenilio 1H, labiausiai paplitęs iš šios grupės atstovų yra gerokai skiriasi nuo tų pačių savybių jo kolegomis.Visų pirma, skirtingi bruožai medžiagų, kurioje jie yra įtraukti.Taigi, yra normalus ir deuterintas vandens, kuriame yra iš vietoj struktūros vandenilio atomo, su vienu protono, deuterio, 2H - jo izotopu su dviem elementariųjų dalelių: teigiamų ir krūvio.Tai izotopų yra du kartus sunkesnis nei įprasta vandenilis, kuris paaiškina esminį skirtumą tarp junginių, kurį jie sukuria savybių.Deuterio pobūdis rado 3200 kartų rečiau negu vandenilis.Trečiasis atstovas - tritis 3H, branduolio ji turi du neutronus ir vieną protoną.
gavimo būdai ir izoliuoti
laboratoriją ir pramonės metodus vandenilio gamybai yra gana skirtingi.Taigi, maži dujų pagaminama daugiausia reakcijų, susijusių su mineralų, ir didelio masto gamybą vis dažniau naudoja organinės sintezės.
Lab naudoti šias chemines reakcijas:
- reakciją šarmų ir šarminių žemių metalų su vandeniu sudaro šarminių ir norim dujų.
- elektrolizė vandeninio tirpalo elektrolito, anodo stovi H2 ↑, ir katodo - deguonis.
- vandens skaidymas, šarminių metalų hidridų, šarmų ir produktai yra, atitinkamai, dujų H2 ↑.
- reakcija praskiesta rūgščių forma metalų druskų ir H2 ↑.
- veiksmas šarmų ant silicio, aliuminio ir cinko ir skatina vandenilio išsiskyrimą lygiagrečiai formuoti kompleksinės druskos.
į dujų pramonės interesų gaunamas metodų, kaip antai:
- terminio skilimo metano katalizatorių atsigriebti savo paprastų medžiagų buvimas (350 laipsnių pasiekia šį rodiklį, temperatūros vertę) - vandenilio H2 ir anglies ↑ S.
- pralaidumo garamsvandens per 1000 ° C kokso suformuoti anglies dvideginio CO2 ir H2 ↑ (labiausiai paplitęs metodas).
- konversijos metano dujų ant nikelio katalizatoriumi esant temperatūrai iki 800 laipsnių.
- Vandenilis per vandeninių tirpalų, natrio arba kalio chlorido, elektrolize pašalinis.
cheminės sąveikos: bendras
fizinės savybės vandenilio daugiausia paaiškinti savo elgesį, reaguojant į vieną ar kitą ryšį.Valentingumas, iš vandenilio, yra 1, kaip jis yra periodinės lentelės pirmosios grupės, ir eksponuoja kitą oksidacijos.Visi junginiai, išskyrus hidridų, vandenilio sd = (1 +), visų molekulių, tokių kaip CN, XH2, HN3 - (1).
molekulė vandenilio dujas, susidaro teikiant visuotines elektronų pora susideda iš dviejų atomų ir gana stabilus energingai, todėl įprastomis sąlygomis ir dar daugiau inertinių reaguojant į normaliomis sąlygomis kaita.Priklausomai nuo oksidacijos į kitų medžiagų struktūros vandenilio laipsnį, jis gali būti naudojamas tiek kaip oksidantas, reduktoriumi.
Medžiagos, kurios reaguoja į susidaro vandenilis
Elemental sąveiką formuoti sudėtingą medžiagą (dažnai esant aukštesnei temperatūrai):
- šarmų ir šarminių žemių metalų + = vandenilio hidrido.
- Halogeninės + H2 = vandenilio halogenidų.
- Sieros + = vandenilio sulfido.
- deguonies = vanduo + H2.
- Anglies + vandenilio = metanas.
- Azoto + H2 = amoniako.
sąveika su sudėtingų medžiagų:
- Kaip sintezės dujas iš anglies monoksido ir vandenilio.
- išieškojimas metalams iš jų oksidų H2.
- vandenilio prisotinimas nesočiųjų alifatinių angliavandenilių.
vandenilio jungtis
fizinės savybės vandenilio yra tokie, kad būtų galima jį, yra ryšyje su elektriškai elemento, kad susidarytų specialaus tipo ryšium su tomis pačiomis atomų iš kaimyninių molekules su nebesidalinsite elektronų porų (pvz, deguonies, azoto ir fluoro).Aiškiausias pavyzdys, kur geriau matyti šį reiškinį - tai vanduo.Jis gali būti šias dygsniuotas vandenilinius ryšius, kurie yra silpnesnis negu kovalentinio arba joninis bet dėl to, kad daugelis iš jų turi didelę įtaką medžiagų savybes.Tiesą sakant, vandenilio obligacijų - yra elektrostatinis sąveika, kad jungiasi vandens molekules į dimerų ir polimerų, įrodė savo aukštą virimo temperatūrą.
vandenilio sudaro mineralinės junginiai
Neorganinių rūgščių sudėtis yra protoną - atomo katijonas, pavyzdžiui, vandenilis.Medžiaga rūgšties liekanos, kurios turi didesnį kaip oksidacijos (-1) laipsnį yra sakoma polibazinės junginį.Šiuo metu yra keletas vandenilio atomai, kad nėra disocijuoja vandeniniuose tirpaluose daugiapakopį.Kiekvienas tolesnis protonų rūgšties liekanos atsiklijuoja sunkiau.Kiekybinė vandenilio kiekio terpėje yra nustatomas pagal jo rūgštingumą.
yra vandenilis ir hidroksilo bazes.Jie yra prijungti prie vandenilio atomo, deguonies, todėl oksidacijos liekanos šarminio visada yra lygi (-1).Remiantis hidroksilo grupių turinį į aplinką yra nustatomas pagal jo pagrindinis.
taikymas žmogaus
cilindrai medžiaga, taip pat konteineriai ir kitos suskystintos dujos, pavyzdžiui, deguonies, turi ypatingą išvaizdą.Jie nudažyti darkish-žalios spalvos su ryškiai raudonos žodžio "Hydrogen".Dujos yra pumpuojamas į rezervuarą pagal slėgį apie 150 atmosferų.Fizinės savybės vandenilio, ypač lengvai dujinės užpildų būklės ir naudojama užpildams juos su helio balionų, balionai, ir kt mišinio
Vandenilis, fizikinės ir cheminės savybės, kurios žmonės išmoko naudotis prieš daugelį metų, šiuo metu dalyvauja daugelyje pramonės šakų.Jos pagrindinė masė eina į amoniako gamybai.Taip pat vandenilio dalyvauja metalų (hafnio, germanis, galio, silicio, molibdeno, volframo, cirkonio ir kt) iš oksidų, reakcijos, veikiančios kaip reduktoriumi, ir vandenilio cianido, metilo alkoholio ir sintetinių skystojo kuro druskos gamyba.Maisto pramonė naudoja ją konvertuoti augalinių aliejų į kietųjų riebalų.
nustatyti chemines savybes ir vandenilio naudojimą įvairiose hidrinimo procesų ir hidrinant riebalus, anglis, angliavandenilių, naftos ir mazuto.Su juo gamina brangakmenių, dirbtinė šviesa, praleisti kalimo ir suvirinimas metalo gaminių pagal deguonies ir vandenilio liepsnos poveikio.
