Fysische eigenschappen van waterstof.

H Waterstof - een chemisch element, een van de meest voorkomende in ons universum.De massa van waterstof als onderdeel van de samenstelling van materiaal is 75% van het totale gehalte aan atomen van een ander type.Het is onderdeel van de dwingende en vitale verbinding met de planeet - water.Kenmerkend waterstof is ook een feit dat het eerste element van het periodiek systeem der chemische elementen van Mendelejev.

ontdekking en onderzoek

eerste vermelding van waterstof in de geschriften van Paracelsus dateren uit de zestiende eeuw.Maar zijn keuze uit een gasmengsel van lucht en brandbare eigenschappen van de studie werden gemaakt in de zeventiende-eeuwse wetenschapper Lemaire.Waterstof grondig bestudeerd Engels chemicus, fysicus en wetenschapper Henry Cavendish, die empirisch is bewezen dat de massa van waterstof in de laagste in vergelijking met andere gassen.In latere stadia van de ontwikkeling van de wetenschap, hebben veel wetenschappers met hem samengewerkt, zoals Lavoisier, die de naam "geeft geboorte aan het water."

beschikt over de situatie PSKHE

element dat de periodieke tabel Mendelejev opent - waterstof.Fysische en chemische eigenschappen van atomen vertonen een zekere dualiteit, waterstof tegelijkertijd behoren tot de eerste groep, de belangrijkste subgroepen wanneer het zich gedraagt ​​als een metaal en geeft slechts één elektron in het proces van een chemische reactie, en de zevende - bij volledig vullen van de valentie, namelijk ontvangstnegatieve deeltjes, waaruit blijkt dat het lijkt op een halogeen.

kenmerken van de elektronenstructuur element

eigenschappen van het waterstofatoom, complexe stoffen, waarvan het deel uitmaakt, en de eenvoudigste materiaal H2 wordt voornamelijk bepaald door de elektronenconfiguratie van waterstof.Het deeltje heeft een elektron met Z = (-1), die roteert in zijn baan rond de kern met één proton met een massa-eenheid en een positieve lading (1).De elektronenconfiguratie geregistreerd als 1S1, wat betekent dat de aanwezigheid van een negatieve deeltje in de eerste en de enige voor de s-orbitaal van waterstof.

Als gescheiden of terugslag elektron en een atoom van het element is de eigenschap dat hem verbindt met het metaalkation wordt verkregen.In feite is de waterstofionen - deze positieve elementaire deeltjes.Waterstof is dus verstoken van een elektron gewoon wordt een proton.Fysische eigenschappen

kort beschreven waterstof fysische eigenschappen, het is kleurloos, moeilijk oplosbare gas met een relatieve atoommassa van 2, 14,5 keer lichter dan lucht, met een temperatuur van vloeibaar component -252,8 graden Celsius.

on ervaring gemakkelijk te zien dat H2 gemakkelijkst.Het is genoeg om drie ballen van verschillende stoffen te vullen - waterstof, kooldioxide, gewone lucht - en tegelijkertijd laat ze uit de hand.De snelste naar de aarde, die is gevuld met CO2 te bereiken, na de val onder druk staande lucht mengsel dat H2 en al zal stijgen naar het plafond.

geringe gewicht en de grootte van de deeltjes van waterstof staven zijn vermogen om doordringen verschillende stoffen.Bijvoorbeeld, dezelfde bal in deze makkelijk te maken in een paar dagen hij weg was geblazen, zoals het gas zal door het rubber.Ook kan waterstof ophopen in de structuur van bepaalde metalen (palladium of platina) en bij hogere temperaturen verdampt ervan.

pand is slecht oplosbaar waterstof gebruikt in het laboratorium om waterverplaatsing methode te markeren.De fysische eigenschappen van waterstof (tabel hieronder, bevat de fundamentele parameters) bepalen de reikwijdte en bereidingswijzen.

isotoopsamenstelling van

Net als veel andere vertegenwoordigers van het periodiek systeem van de chemische elementen, Waterstof heeft een aantal natuurlijke isotopen, dwz atomen met hetzelfde aantal protonenin de kern, maar een verschillend aantal neutronen - deeltjes bij nul takseenheid massa.Voorbeelden van atomen met soortgelijke goederen - zuurstof, koolstof, chloor, broom en dergelijke, met inbegrip van radioactief.

fysische eigenschappen van waterstof 1H, de meest voorkomende van de vertegenwoordigers van deze groep zijn significant verschillend van dezelfde kenmerken van haar tegenhangers.Vooral de verschillende kenmerken van stoffen moeten worden toegevoegd.Er is dus een normaal en gedeutereerd water dat in de structuur in plaats van een waterstofatoom van een enkel proton, deuterium, 2H - isotoop zijn twee elementaire deeltjes: positieve en ongeladen.Dit isotoop twee keer zwaarder dan gewoonlijk waterstof, waarvan het fundamentele verschil in de eigenschappen van de verbindingen waarvan zij verklaart.De aard van de deuterium gevonden 3200 keer zeldzamer dan waterstof.Een derde representatieve - 3H tritium in de kernel heeft twee neutronen en een proton.

Methoden voor het bereiden en isoleren

laboratorium en industriële methodes van de productie van waterstof zijn heel verschillend.Aldus is kleine hoeveelheden gas voornamelijk geproduceerd door reacties met mineralen en grootschalige productie van steeds gebruik organische synthese.

Het laboratorium gebruikte de volgende chemische reacties:

1. reactie van alkali- en aardalkalimetalen met water alkali en het gewenste gas te vormen.
2. elektrolyse van een waterige oplossing van elektrolyt, de anode staat H2 ↑ en de kathode - zuurstof.
3. ontleding van water, alkali metaal hydriden, alkali en de producten respectievelijk gas H2 ↑.
4. reactie met verdunde zuren metaalzouten en H2 ↑ vormen.
5. inwerking van alkali op silicium, aluminium en zink en bevordert de waterstofontwikkeling parallel complexe zouten.

in het belang van de gasindustrie wordt verkregen met werkwijzen zoals:

1. thermische ontleding van methaan in aanwezigheid van een katalysator om zijn enkelvoudige stoffen (350 graden de waarde van deze indicator, temperatuur bereikt) - waterstof H2 en koolstof ↑ S.
2. doorlaatbaarheid dampwater door de kooks bij 1000 ° C tot kooldioxide CO2 en H2 ↑ (de meest voorkomende methode) vormen.
3. omzetting van methaan op de nikkelkatalysator bij temperaturen tot 800 graden.
4. Waterstof is een bijproduct tijdens de elektrolyse van waterige oplossingen van natrium- of kaliumchloride.

Chemische interactie: algemene

fysische eigenschappen van waterstof grotendeels te verklaren zijn gedrag bij het beantwoorden van deze of die verbinding.Valentie van waterstof is 1 als het ligt in het periodiek systeem van de eerste groep, en vertoont een ander oxidatietoestand.Alle verbindingen behalve hydriden, waterstof sd = (1+), in moleculen zoals CN, XH2, HN3 - (1).

molecule van waterstofgas gevormd door algemene elektronenpaar bestaat uit twee atomen en tamelijk stabiel energetisch, derhalve onder normale omstandigheden en inerte reageren van een verandering in normale omstandigheden.Afhankelijk van de mate van oxidatie van de waterstof in de structuur van andere stoffen, kan het dienen als een oxidatiemiddel en reductiemiddel.

Stoffen die reageert op waterstof

vormen Elemental interacties om de complexe stof (vaak bij hoge temperaturen) te vormen:

1. alkali en aardalkalimetaalzouten + = waterstof hydride.
2. Halogeen + H2 = halogeenwaterstof.
3. Zwavel + = waterstofsulfide.
4. zuurstof = water + H2.
5. Koolstof + Waterstof = methaan.
6. Stikstof + H2 = ammoniak.

interactie met complexe stoffen:

1. Getting synthesegas uit koolmonoxide en waterstof.
2. Herstel van metalen uit hun oxides door H2.
3. waterstof verzadiging van onverzadigde alifatische koolwaterstoffen.

waterstofbinding

fysische eigenschappen van waterstof zodanig zijn dat zij toelaten, in verbinding met een elektronegatieve element, een speciaal type verbinding met dezelfde atomen van naburige moleculen ongedeelde elektronenparen (bijvoorbeeld zuurstof, stikstof en fluor) te vormen.Het duidelijkste voorbeeld van waar beter om dit fenomeen te zien - het is water.Het kan worden gezegd genaaid waterstofbruggen die zwakker dan covalente of ionische maar vanwege het feit dat veel van hen hebben een belangrijke invloed op de eigenschappen van stoffen.In feite, waterstofbrug - is de elektrostatische interactie, dat watermoleculen in dimeren en polymeren bindt, bewijst zijn hoge kookpunt.

Waterstof bestaat uit minerale verbindingen

De samenstelling van anorganische zuren omvatten proton - atoom kation zoals waterstof.Stof zuurrest met een oxidatiegraad groter dan (-1) heeft gezegd meerwaardige verbinding.Momenteel zijn er een aantal waterstofatomen dat wil dissociëren in waterige oplossingen multistage.Elke volgende protonzuur residu komt uit harder.Door kwantitatieve waterstofgehalte in het medium wordt bepaald door de zuurgraad.

bevatten waterstof en hydroxyl basissen.Ze zijn verbonden met het waterstofatoom van zuurstof, waardoor oxidatie van het residu alkali altijd gelijk aan (-1).Op het gehalte aan hydroxylgroepen in het milieu wordt bepaald door zijn basic.

Application menselijke

cilinders stof, alsmede containers en andere vloeibare gassen zoals zuurstof, een bijzondere uitstraling.Ze schilderde een donkere-groene kleur met heldere rode woord "Waterstof".Gas wordt in de tank gepompt onder druk van ongeveer 150 atmosfeer.Fysische eigenschappen van waterstof, met name eenvoudige gasvormige aggregatietoestand en wordt gebruikt voor het vullen met een mengsel van helium ballonnen, ballonnen, etc.

Waterstof, fysische en chemische eigenschappen die mensen hebben geleerd om vele jaren geleden gebruikt, op het moment betrokken bij een groot aantal industrieën.De hoofdmassa gaat om de productie van ammoniak.Ook waterstof participeert in de productie van metalen (hafnium, germanium, gallium, silicium, molybdeen, wolfraam, zirkoon en andere) van de oxiden, de reactie als een reductiemiddel en een zout van blauwzuur, methanol en synthetische vloeibare brandstoffen.De voedselindustrie gebruikt het plantaardige oliën om te zetten in vaste vetten.

bepalen de chemische eigenschappen en het gebruik van waterstof in diverse hydrogeneringswerkwijzen en hydrogenering van vetten, steenkool, koolwaterstoffen en stookolie.Bij produceert edelstenen, gloeilampen, breng smeden en lassen van metaal onder invloed van zuurstof-waterstofvlam.