Fysike eigenskippen fan wetterstof. Eigenskippen en brûken fan wetterstof

Hydrogen H - gemysk elemint, ien fan 'e meast foarkommende yn ús universum. massa fan wetterstof as in elemint yn de gearstalling fan matearje is 75% fan de totale ynhâld fan atomen fan in oar type. Hy komt de meast beslissende en fitale ferbining mei de planeet - wetter. In ûnderskiedende skaaimerk fan wetterstof is ek in feit dat hy is it earste elemint yn de periodike tabel fan gemyske eleminten D. I. Mendeleeva.

Fynst en ûndersyk

De earste fermelding fan wetterstof yn 'e geskriften fan Paracelsus datum werom nei de sechtjinde ieu. Mar syn isolemint fan in gas mingsel fan lucht en flammable eigenskippen ûndersyk is makke yn de santjinde ieu wittenskippers Lemaire. Hydrogen yngeand studearre Ingelske gemikus en natuerkundige wittenskipper Henry Cavendish, dêr't empirically bewiisde dat de massa fan wetterstof leechst yn ferliking mei oare gassen. Yn lettere stadia fan 'e ûntwikkeling fan' e wittenskip, in protte wittenskippers wurke mei him, lykas Lavoisier, dy't neamden it "generated wetter."

Funksje op de situaasje PSKHE

Elemint, it iepenjen fan de periodike tabel D. I. Mendeleeva - is wetterstof. Fysike en gemyske eigenskippen fan it atoom eksposearje bepaalde dualiteit omdat Hydrogen tagelyk hearre ta de earste groep, it wichtichste subgroep, as it him as metaal en jout ien elektron yn it proses fan de gemyske reaksje en de saunde - yn it gefal fan hielendal fol Valence shell, i.e. de resepsje negative dieltsjes, dy't karakterisearret it as ferlykber mei in halogen.

Skaaimerken fan 'e elektroanyske struktuer fan it elemint

De eigenskippen fan 'e hydrogen atoom fan komplekse stoffen dêr't it yn opnommen is, en in ienfâldige stof fan N ₂ wurdt benammen bepaald troch de elektroanyske konfiguraasje fan Hydrogen. It dieltsje hat in elektron mei Z = (-1), dy't draait yn syn baan om de kearn mei dêryn ien proton mei in ienheid massa en in positive lading (+1). Syn elektroanyske konfiguraasje 1s opnommen as ^1, dat jout de oanwêzigens fan in negatyf dieltsje op himsels foar de earste en ienige wetterstof s-orbitals.

Wannear't isolemint of Col · elektron en in atoom fan it elemint hat it eigenskip dat it ferienet mei metalen helle katioan. Yn wêzen hydrogen ion - is posityf elemintêre dieltsje. Dêrom, it elektron sûnder wetterstof hjit gewoanwei in proton.

fysike eigenskippen

Wannear't it beskriuwen fan it fysike eigenskippen fan wetterstof koarte tiid, it is in kleurleas, sunich oplosbaar gas mei in relative atoommassa fan 2, 14,5 kear lichter as de lucht, de liquefaction temperatuer fan -252,8 graden Centigrade.

Yn it eksperimint, kinne jo maklik sjen dat H ₂ is de maklikste. It is genôch te foljen de trije ballen ferskate stoffen - wetterstof, koalstofdiokside, typysk loft - en tagelyk loslitte se út 'e hân. De fluchste dat berikt de grûn, dat is fol mei CO ₂ neidat drippen blaasd loft mingsel besteande út H ₂ en alle ferheging nei it plafond.

In lyts gewicht en grutte fan de dieltsjes wetterstof rjochtfeardigje syn fermogen om te kringen troch ferskate materialen. Op de foarbyld fan deselde bal yn dizze maklik te meitsje in pear dagen neidat er deflates himsels as gewoan gas sil troch it rubber. Ek, hydrogen kin heapje yn 'e struktuer fan bepaalde metalen (Palladium of platina), en at de temperatuer wurdt opwekke te evaporate him dêr fan ôf.

Property hydrogen ferdrach brûkt yn it laboratoarium foar syn isolemint metoade displace wetter. Fysike eigenskippen fan wetterstof (tabel yllustrearre hjirûnder befettet de basis parameters) define har berik fan tapassing en metoaden fan tarieding.

De isotopic gearstalling

Lykas in protte oare leden fan 'e periodike systeem fan gemyske eleminten, Hydrogen hat ferskate natuerlike isotopen, i.e. atomen mei itselde oantal protoanen yn de kearn, mar ferskillende oantallen neutroanen - dieltsjes mei nul en ienheid lading massa. Foarbylden fan atomen dy't ferlykbere eigendom - soerstof, koalstof, gloar, bromine en soksoarte, ynklusyf radioaktyf.

Fysike eigenskippen fan wetterstof ¹ H, de meast wiidfersprate fan de fertsjintwurdigers fan dizze groep binne gâns oars as dy fan 'e skaaimerken fan syn meiminsken. Benammen de ferskillende eigenskippen fan stoffen dêr't se by hearre. Sa is der in regelmjittige en deuterated wetter befettet yn syn gearstalling ynstee fan in wetterstofbom atoom mei mar ien proton deuterium ² H - isotoop mei twa elemintêre dieltsjes: posityf en uncharged. Dit isotoop is twa kear swierder dan normaal fan wetterstof, dat ferklearret de fûnemintele ferskil yn 'e eigenskippen fan de ferbiningen dy't sy foarmje. De aard fan de deuterium fûn yn 3200 kear seldsumer as wetterstof. Tredde fertsjintwurdiger - tritium, ³ H, yn 'e kearn It hat twa proton en ien neutron.

Metoaden mei de tarieding en isolearjende

Laboratory en yndustriële metoaden fan produsearjen wetterstof binne hiel oars. Sa, lytse bytsjes gas wurdt produsearre benammen troch reaksjes wêrby't mineralen, en grutskalige produksje fan hieltyd mei help fan biologyske synteze.

De neikommende gemyske reaksjes wurde brûkt yn it laboratoarium:

1. Reaksjes fan Laugensalz en alkaline ierde metalen mei wetter te foarmjen Laugensalz en de winske gas.
2. It electrolysis fan in aqueous electrolyte oplossing oan 'e anode wurdt loslitten H ₂ ↑, en de cathode - soerstof.
3. Ûntleden hydrides fan Laugensalz metalen mei wetter, Laugensalz en de produkten binne, respektivelik, it gas H ₂ ↑.
4. Reacting verwässern acid mei metalen te foarmjen sâlten en H ₂ ↑.
5. De aksje fan Laugensalz op silisium, aluminium en sink ek bydraacht oan de útjefte fan wetterstof parallel te foarmjen komplekse sâlten.

Yn yndustriële gas foardiel krigen troch sokke techniken as:

1. Termyske ûntleden fan metaan yn 'e oanwêzigens fan in katalysator foar syn Constituent elementary stoffen (350 graden berikt de wearde fan sokke parameter as temperatuer) - hydrogen H ₂ en carbon C. ↑
2. Oerdracht fan wetterdamp troch de coke by 1000 ° C te foarmjen koalstofdiokside CO ₂ en H ₂ ↑ (de meast foarkommende metoade).
3. Konverzje fan metaan gas op it nikkel katalysator by temperatueren oant 800 graden.
4. Hydrogen is in byprodukt yn it electrolysis fan aqueous oplossingen fan kalium chloride of natrium.

Gemyske ynteraksjes: algemiene foarsjennings

Fysike eigenskippen fan wetterstof foar in grut part ljochtsjen syn hâlden en dragen yn antwurd prosessen mei in bepaalde COMPOUND. Valency wetterstof is 1, om't it leit yn de periodike tabel yn 'e earste groep, en fertoant in oare oksidaasjetastân. Yn alle ferbiningen, útsein hydrides, hydrogen SD = (1+) yn molekulen fan it type CNs, CN _2, CN ₃ - (1).

In molekúl wetterstof gas, foarme troch it jaan fan generalisearre elektron pair, gearstald út twa atomen en frij stabyl mei enerzjy, foar dizze reden ûnder normale omstannichheden mear inerte yn de reaksje en treedt op normale omstannichheden feroarje. Ôfhinklik fan de mjitte fan oksidaasje fan wetterstof as oare stoffen, it kin tsjinje sawol as oxidant en in reductant.

Stoffen dy't reagearje te foarmjen hydrogen en

Elemental ynteraksje te foarmje in kompleks stoffen (faak by ferhege temperatueren):

1. De Laugensalz en alkaline ierde metalen + H = hydride.
2. Halogen + H ₂ = hydrogen halide.
3. Sulphur + = hydrogen Sulfide.
4. Oxygen + _H2O = wetter.
5. Carbon + H = metaan.
6. Stikstof + H ₂ = ammoniak.

Ynteraksje mei komplekse stoffen:

1. Tarieding fan synteze gas út koalmonokside en wetterstof.
2. Werstel fan de metalen út harren oxides mei H _2.
3. Hydrogen sêding fan unsaturated aliphatic koalwetterstoffen.

hydrogen bond

Fysike eigenskippen fan wetterstof binne sokke dy't tastean it, dat yn ferbining mei in electronegative elemint, om te foarmjen fan in spesjaal soarte fan ferbining mei deselde atoom fan de oanlizzende molekulen hawwende unshared elektron twatallen (bgl, soerstof, stikstof en fluor). It helderste foarbyld fan dat is in better sjen op dit fenomeen - it is wetter. It kin sein stitched hydrogen obligaasjes binne swakker as covalent of ioanyske, mar fanwege it feit dat in soad fan harren hawwe in wichtige ynfloed op de eigenskippen fan stoffen. Yn feite, hydrogen bond - is de Electrostatic ynteraksje, dat bynt wetter molekulen yn Dimers en polymearen, wermei syn hege kôkpunt.

Wetterstof yn de gearstalling fan minerale ferbinings

De gearstalling fan anorganyske soeren befetsje proton - katioan atom lykas wetterstof. Substance acid residu dat hat in graad fan oksidaasje grutter as (-1) wurdt sein polybasic COMPOUND. Op dit stuit binne der ferskate wetterstof atomen, dat makket it multistage dissociation yn aqueous oplossings. Eltse lettere proton acid residu skiedt út hurder. Te kwantifisearjen de hydrogen ynhâld yn de omjouwing wurdt bepaald troch syn zuurgraad.

Hydrogen befetsje hydroxyl groepen en bases. Se wurde ferbûn mei de hydrogen atoom fan soerstof, resultearret yn 'e mjitte fan oksidaasje fan it residu Laugensalz altyd gelyk oan (-1). Oan de ynhâld fan hydroxyl groepen yn in omjouwing bepaald troch syn basicity.

It brûken fan minsklike aktiviteit

Silinders mei in stof, lykas ek konteners mei oare liquefied gassen lykas soerstof, hawwe in spesifike ferskining. Sy skildere in darkish-grien kleur mei in helder reade "Hydrogen" lettering. Gas wurdt spuite yn de ballon op in druk fan sa'n 150 atmospheres. Fysike eigenskippen fan wetterstof, yn it bysûnder in machtich gasfoarmige aggregaat steat en wurdt brûkt foar vulling se mei in mingsel fan helium ballonnen, klinkende ballonnen, ensfh

Wetterstof, de fysike en gemyske eigenskippen dy't minsken hawwe leard te brûken protte jierren lyn, op it stuit belutsen by in protte yndustry. Syn wichtichste massa giet om de produksje fan ammoniak. Ek hydrogen wurdt belutsen by de produksje fan metalen (hafnium, germanium, gallium, silisium, Molybdenum, wolfraam, zirconium, en oaren) fan 'e oxides, sprutsen yn' e reaksje as it ferminderjen agent en in sâlt fan hydrocyanic acid, methyl alkohol, en ek syntetyske floeibere brânstof. It iten yndustry brûkt it te bekearen plantaardige oaljes yn bêst Fats.

Defined gemyske eigenskippen en it brûken fan wetterstof yn ferskate hydrogenation prosessen en hydrogenation fan Fats, stienkoal, koalwetterstoffen, oaljes en swiere brandstof oalje. Mei him produsearje juwieltsjes, incandescent, trochbringe forging en welding fan metalen produkten ûnder de ynfloed fan de soerstof-hydrogen flam.