Propriedades físicas de hidrogénio. Propriedades e aplicação de hidrogio

Hidrogénio H – elemento químico, uma das mais comuns no nosso universo. de massa de hidrogénio como um elemento da composição da matéria é de 75% do teor total de átomos de outro tipo. Ele entra a conexão mais crucial e vital em um planeta – água. Uma característica distintiva de hidrogénio é também um facto de que ele é o primeiro elemento da tabela periódica de elementos químicos D. I. Mendeleeva.

Descoberta e pesquisa

A primeira menção do hidrogênio nos escritos de Paracelsus datam do século XVI. Mas seu isolamento a partir da mistura de gás de pesquisas ar e as propriedades inflamáveis tem sido feito nos cientistas do século XVII Lemaire. Hydrogen minuciosamente estudados químico e físico Inglês cientista Henry Cavendish, onde empiricamente provado que a massa de hidrogênio menor em comparação com o de outros gases. Em fases posteriores do desenvolvimento da ciência, muitos cientistas trabalharam com ele, como Lavoisier, que o chamou de "água gerada."

Recurso na PSKHE situação

Elemento, a abertura da tabela periódica D. I. Mendeleeva – é hidrogénio. Propriedades físicas e químicas do átomo exibem certa dualidade porque Hidrogénio pertencer simultaneamente para o primeiro grupo, o principal subgrupo, se ele se comporta como um metal e dá electrão único no processo de reacção química e o sétimo – no caso da camada de valência completamente cheio, isto é, a recepção partículas negativas, que caracteriza como semelhante a um halogénio.

Características da estrutura eletrônica do elemento

As propriedades do átomo de hidrogénio de substâncias complexas ao qual está incluído, e uma substância simples de _N2 é determinado, principalmente, pela configuração electrónica de Hidrogénio. A partícula tem um electrão com Z = (-1), o qual gira na sua órbita em torno do núcleo que contém um protão com uma unidade de massa e carga positiva (1). Seus 1s configuração electrónica gravado como ^um, que indica a presença de uma partícula negativo em si mesmo para a primeira e única por hidrogénio s-orbitais.

Quando o isolamento ou de electrões e um átomo de recuo do elemento tem a propriedade de que ele se une com metais obtidos catião. Essencialmente ião hidrogénio – é partícula elementar positivo. Portanto, o elétron desprovido de hidrogênio chamado simplesmente de um próton.

Propriedades físicas

Quando se descreve as propriedades físicas de hidrogénio rapidamente, que é um gás incolor, pouco solúvel com uma massa atómica relativa de 2, 14,5 vezes mais leve do que o ar, a temperatura de liquefacção de -252.8 graus centígrados.

No experimento, você pode ver facilmente que H ₂ é o mais fácil. É suficiente para preencher as três esferas de várias substâncias – hidrogénio, dióxido de carbono, tipicamente de ar – e, simultaneamente, os soltar da mão. O mais rápido que atinge o solo, que está cheio com CO ₂ gotas depois soprados mistura de ar que compreende H ₂ e todos origem ao tecto.

Um pequeno peso e tamanho do hidrogénio partulas de justificar a sua capacidade para penetrar através de diversos materiais. Por exemplo, da mesma bola neste fácil de fazer um par de dias depois que ele esvazia-se como simplesmente o gás vai passar através da borracha. Além disso, o hidrogénio pode acumular-se na estrutura de determinados metais (paládio ou platina), e quando a temperatura é elevada para evaporar a partir dele.

hidrogénio Propriedade moderadamente utilizado no laboratório para seu método de isolamento deslocar água. Propriedades físicas de hidrogénio (tabela ilustrada abaixo contém os parâmetros básicos) definir o seu âmbito de aplicação e dos métodos de preparação.

A composição isotópica

Tal como muitos outros membros do sistema periódico de elementos químicos, hidrogénio tem vários isótopos naturais, átomos isto é, com o mesmo número de protões do núcleo, mas diferente número de neutrões – partículas com massa de zero e a unidade de carga. Exemplos de átomos que têm propriedades semelhantes – oxigénio, carbono, cloro, bromo e semelhantes, incluindo radioactivos.

Propriedades Físicas de hidrogénio ¹ H, o mais difundido dos representantes deste grupo são significativamente diferentes dos das características dos seus colegas. Em particular, as características diferentes de substâncias no qual eles pertencem. Assim, não é uma água regular e deuterado, contendo no seu composição em vez de um átomo de hidrogénio, com apenas um protão deutério ² H – isótopo com duas partículas elementares: positivo e sem carga. Este isótopo é duas vezes mais pesado do que o habitual em hidrogénio, o que explica a diferença essencial nos propriedades dos compostos que eles formam. A natureza do deutério encontrado em 3200 vezes mais raras que não hidrogénio. Terceiro representativas – trítio, ³ H, em que o núcleo tem dois protões e um neutrão.

Os métodos para preparar e isolar

métodos industriais e de laboratório de produção de hidrogénio são bastante diferentes. Assim, pequenas quantidades de gás é produzido principalmente por reacções envolvendo minerais, e a produção em larga escala de cada vez usando síntese orgânica.

As seguintes reacções químicas são utilizados no laboratório:

1. As reacções de metais alcalinos e alcalino-terrosos com água para formar alcalino e o gás desejado.
2. A electrólise de uma solução aquosa de electrólito no ânodo é alocado H ₂ ↑, e o cátodo – oxigénio.
3. hidretos de decomposição de metais alcalinos com água, alcalinos e os produtos são, respectivamente, o gás _H2 ↑.
4. Fazer reagir um ácido diluído com metais para formar sais e H ₂ ↑.
5. A acção de álcali sobre o silício, o alumínio eo zinco também contribui para a libertação de hidrogénio, em paralelo para formar sais complexos.

Em benefício gás industrial obtido por técnicas tais como:

1. A decomposição térmica de metano na presença de um catalisador para as suas substâncias constituintes elementares (350 graus atinge o valor de parâmetro tais como temperatura) – hidrogio H ₂ e carbono C. ↑
2. A transmissão de vapor de água através do coque a 1000 ° C, para formar dióxido de carbono CO ₂ e H ₂ ↑ (o método mais comum).
3. A conversão do gás de metano sobre o catalisador de níquel a temperaturas de até 800 graus.
4. O hidrogénio é um subproduto durante a electrólise de soluções aquosas de cloreto de potássio ou de sódio.

interações químicas: disposições gerais

Propriedades físicas de hidrogénio explicar em grande parte o seu comportamento em processos de resposta com um composto particular. Valência de hidrogénio é 1, uma vez que está localizado na tabela periódica no primeiro grupo, e exibe um estado de oxidação diferente. Em todos os compostos, excepto os hidretos, sd hidrogénio = (1+) em moléculas do tipo CNS, CN _2, CN ₃ – (1).

Uma molécula de gás hidrogénio, formada proporcionando par de electrões generalizada, composto por dois átomos e razoavelmente estável energicamente, por esse motivo, sob condições normais mais inertes na reacção e entra na mudança condições normais. Dependendo do grau de oxidação do hidrogénio como outras substâncias, que pode servir tanto como um oxidante e um agente redutor.

Substâncias que reagem com formação de hidrogénio e

interacção elementar para formar um complexo de substâncias (muitas vezes a temperaturas elevadas):

1. O metal alcalino-terroso e alcalino + H = hidreto.
2. Halogéneo + H ₂ = haleto de hidrogénio.
3. Enxofre + = sulfureto de hidrogénio.
4. Oxigénio + _H2O = água.
5. Carbono + H = metano.
6. Azoto + H = ₂ amoníaco.

Interação com substâncias complexas:

1. Preparação de gás de síntese a partir de monóxido de carbono e hidrogénio.
2. Recuperação de metais a partir dos seus óxidos com H _2.
3. saturação de hidrogénio de hidrocarbonetos alifáticos insaturados.

ligao de hidrogio

Propriedades físicas de hidrogénio são tais que permitem que, estando em ligação com um elemento electronegativa, de modo a formar um tipo especial de conexão com o mesmo átomo das moléculas adjacentes que têm pares de electrões não partilhados (por exemplo, oxigénio, azoto e de flúor). O exemplo mais claro disso é a melhor olhar para este fenómeno – que é a água. Pode-se dizer ligações de hidrogênio costurados são mais fracos que covalente ou iônica, mas devido ao fato de que muitos deles têm uma influência significativa sobre as propriedades das substâncias. Na verdade, a ligação de hidrogénio – é a interacção electrostática, que se liga a moléculas de água em dímeros e polímeros, provando o seu ponto de ebulição elevado.

Hidrogénio na composição de compostos minerais

A composição de ácidos inorgânicos incluem protão – átomo de catiões tais como hidrogénio. resíduo de ácido substância que tem um grau de oxidação maior do que (1) é o referido composto polibásico. Actualmente existem vários átomos de hidrogénio, o que torna a dissociação em andares múltiplos em soluções aquosas. Cada resíduo de ácido protão subsequente separa-se mais difícil. Para quantificar o teor de hidrogénio no ambiente é determinado pela sua acidez.

Hidrogénio contêm grupos hidroxilo e bases. Eles estão ligados ao átomo de hidrogénio de oxigénio, resultando no grau de oxidação de metais alcalinos de resíduos sempre igual a (-1). Em relação ao conteúdo de grupos hidroxilo num ambiente definido pela sua basicidade.

A utilização da actividade humana

Os cilindros com uma substância, assim como a capacidade de outros gases liquefeitos, tais como oxigénio, têm uma aparência específica. Eles pintada de uma cor escura-verde com uma rotulação brilhante vermelho "Hydrogen". O gás é bombeado para o cilindro sob uma pressão de cerca de 150 atmosferas. Propriedades físicas de hidrogénio, em particular a facilidade de estado agregado gasoso e é utilizada para encher com uma mistura de balões de hélio, parecendo balões, etc.

Hidrogênio, as propriedades físicas e químicas que as pessoas aprenderam a usar há muitos anos, no momento envolvida em muitas indústrias. Sua massa principal vai para a produção de amônia. Também hidrogénio está envolvido na produção de metais (háfnio, germânio, gálio, de silício, de molibdénio, de tungsténio, de zircónio, e outros) dos óxidos, falando na reacção como um agente redutor e um sal de ácido cianídrico, álcool metílico, e de combustível líquido também sintética. A indústria alimentar utiliza-lo para converter óleos vegetais em gorduras sólidas.

Propriedades químicas definidas, e o uso de hidrogénio em vários processos de hidrogenação e a hidrogenação de gorduras, de carvão, hidrocarbonetos, óleos e o óleo combustível pesado. Com ele produzir gemas, incandescente, passar forjamento e soldagem de produtos metálicos sob a influência da chama de oxigênio-hidrogênio.