Füüsikalised omadused vesiniku. Omadused ja vesiniku kasutamine

Vesinik H - keemiline element, mis on üks levinumaid meie universumis. mass vesinikust kui element koostise aine 75% kogu sisu aatomit teist tüüpi. Ta siseneb kõige olulisem ja oluline seos planeedi - vesi. Eripäraks vesiniku on ka asjaolu, et ta on esimene element perioodilisuse tabeli keemiliste elementide D. I. Mendeleeva.

Discovery ja teadus

Esimene mainita vesiniku kirjutistes Paracelsus pärinevad XVI sajandist. Aga isoleerimist gaasi ja õhu segu tuleohtlikkust uuringud on tehtud ndatel teadlased Lemaire. Vesinik põhjalikult uuritud inglise keemik ja füüsik teadlane Henry Cavendish, mis empiiriliselt tõestanud, et mass vesiniku madalaim võrreldes teiste gaasidega. Hilisemates etappides teaduse paljud teadlased töötasid koos temaga, nagu Lavoisier, kes nimetas seda "loodud vett."

Funktsioon olukord PSKHE

Element, avades perioodilise tabeli D. I. Mendeleeva - on vesinik. Füüsikaliste ja keemiliste omaduste aatomi ilmutavad teatud duaalsusesse sest Vesinik samaaegselt kuuluvad esimesse gruppi, kus peamine alarühma, kui ta käitub metalli ja annab ühe elektroni protsessis keemilise reaktsiooni ja seitsmendal - puhul täiesti täis valents kest, st vastuvõtu negatiivsed osakesed, mis iseloomustab seda kui sarnane halogeen.

Tunnused elektroonilise struktuuri element

Omaduste vesinikuaatomit keeruliste ainete milles see on lisatud, ja lihtsast aine _N2 määrab peamiselt elektroonilise konfiguratsiooni Vesinik. Osakeste on elektroni Z = (-1), mis pöörleb oma orbiidil ümber tuuma, mis sisaldab ühte prootoni koos massiühiku ja positiivne laeng (1). Selle Elektronkonfiguratsioon 1s registreeritakse ^1, mis näitab juuresolekul eituspartikkel iseenesest esimest ja ainult vesiniku s-orbitaalid.

Kui üksikult või tagasilöök elektronide ja aatomi elemendi on omadus, et see ühendab metallidega saadud meedia. Sisuliselt vesinikiooni - tulemus on positiivne Alkeishiukkanen. Seega elektron puudub Vesinik nimetatakse lihtsalt prootoni.

füüsikalised omadused

Kirjeldades füüsikalisi omadusi vesiniku korraks on värvitu, vähelahustuvad gaasi suhtelise aatommass 2, 14,5 korda õhust kergem vedeldamine temperatuur -252,8 kraadini.

Eksperimendis, saate näha, et H ₂ on lihtsaim. Piisab täita kolm palli erinevate ainete - vesinik, süsinikdioksiid, tüüpiliselt õhu - ja samaaegselt vabastada neid käest. Kiireim mis jõuab maapinnale, mis on täidetud CO ₂ pärast tilka puhutud õhu segu, mis sisaldab _H2 ja kõik tõusma lakke.

Väike kaal ja osakeste suurusest vesinik õigustada oma võimet tungida läbi erinevate materjalide. On näiteks sama palli selles lihtne teha paar päeva pärast ta tühjeneb ennast lihtsalt gaasi läbib kummist. Ka vesinik võib koguneda struktuuri teatud metallide (pallaadiumi või plaatina) ja kui temperatuur tõuseb aurustuda ta.

Omandi vesinik halvasti laboris kasutati selle isolatsioonimeetodiga asenduma veega. Füüsikalised omadused vesinikust (tabel illustreeritud allpool sisaldab põhiparameetrid) määratleda selle rakendusala ja koostamise metoodika.

Isotoopkoostis

Nagu paljud teised liikmed perioodilisuse süsteemi keemilisi elemente, Vesinik on mitu looduslikku isotoopide, st aatomit samas prootonite arv tuumas, kuid erineva arvu neutroneid - osakesed nulli ja ühiku laengu mass. Näiteid aatomid, millel sarnased müügist - hapnik, süsinik, kloor, broom jms, sealhulgas radioaktiivsed.

Füüsikalised omadused vesinikust ^1H, levinuim esindajate Sellesse rühma kuuluvad erinevad oluliselt omadusi selle kaaslaste. Eelkõige erinevate funktsioonide ainete kuhu nad kuuluvad. Seega on regulaarne ja deutereeritud sisaldavas vees oma koostiselt asemel vesinikuaatom ainult üks prooton deuteerium ^2H - isotoopide kahe elementaarne osakesi: positiivsed ja laenguta. See isotoobi on kaks korda raskemad kui tavaliselt vesinik, mis selgitab põhilisi erinevusi ühendite omadusi, mida nad moodustavad. Milline on deuteerium leitud 3200 korda haruldasem kui vesinik. Kolmandaks Tüüpilised - triitium, ^3H, südamikus on sellel kaks prootoni ja üks neutron.

Valmistamise meetodid ja eraldades

Labori- ja tööstuslike meetodite vesiniku tootmiseks on täiesti erinevad. Seega väikeses koguses gaasi toodetakse peamiselt seotud reaktsioonid mineraale ja suuremahuliseks tootmiseks üha lehe orgaanilise sünteesi.

Järgmised keemilised reaktsioonid kasutatakse laboris:

1. Reaktsioonid leelis- ja leelismuldmetallid veega moodustades leelis- ja soovitud gaasiga.
2. Elektrolüüsiga elektrolüüdi vesilahuse anoodil vabaneb _H2 ↑ ja katood - hapnikku.
3. Lagunemine hüdriidid leelismetallide veega, leelis- ja tooted on vastavalt gaasi _H2 ↑.
4. Lastes lahjendatud happega metallidega, et moodustada soolasid ja _H2 ↑.
5. Toimel leelise räni, alumiiniumi ja tsingi soodustab ka vesiniku eraldumine moodustamiseks paralleelselt kompleksi soolad.

In tööstusgaasiprojektidest saadavale võtetega nagu:

1. Termilise lagunemise metaani katalüsaatori selle koosseisu elementaarne aineid (350 kraadi jõuab raha sellise parameetri temperatuur) - vesinik _H2 ja süsiniku juures ↑
2. Käigukast veeauru läbi koksi 1000 ° C juures, moodustades süsinikdioksiidi CO ₂ ja H ₂ ↑ (kõige tavalisem meetod).
3. Conversion metaani kohta nikkelkatalüsaatori temperatuuridel kuni 800 kraadi.
4. Vesinik on kõrvalprodukt ajal elektrolüüsi vesilahuste kaaliumkloriidi või naatrium.

Keemilised vastasmõjud: üldsätted

Füüsikalised omadused vesiniku suuresti seletada oma käitumist vastuseks protsesside konkreetse ühendi. Valentsi Vesinik on 1, kuna see asub perioodilisuse tabeli esimeses grupis ning eksponeerib teist oksüdatsiooniastmega. Kõikidel ühendid, välja arvatud hüdriidid, vesinik sd = (1+) molekulides tüüpi KNS, CN _2, CN ₃ - (1).

Molekul gaasilise vesiniku moodustatud, üldistatud elektronipaar, mis koosneb kahest aatomist ja suhteliselt stabiilseks energeetiliselt sel põhjusel tavatingimustel mitme inertse reaktsioonis ja sisestab normaaltingimustel muutusi. Sõltuvalt oksüdatsiooni vesinikku muude ainete, see võib olla nii oksüdeerija ja redutseerija.

Ained, mis reageerimisel moodustub vesiniku ja

Elementaarse interaktsiooni kompleksi moodustamiseks aineid (sageli kõrgendatud temperatuuridel):

1. Leelis- ja leelismuldmetallide + H = juuresolekul.
2. Halogeen + _H2 = Vesinikhaliidi.
3. Väävel + = vesiniksulfiidi.
4. Hapnik + _H2O = vesi.
5. Süsinik + H = metaan.
6. Lämmastik + _H2 = ammoniaaki.

Koostoimed liitained:

1. Valmistamine sünteesgaasis süsinikmonooksiidi ja vesinikust.
2. Taastumine metallide nende oksiidide _H2.
3. Vesinik küllastumine küllastumata alifaatsed süsivesinikud.

vesiniksideme

Füüsikalised omadused vesinikust on sellised, et võimaldada tal, olles seotud elektronegatiivne elemendi moodustamiseks eritüüpi seoses sama aatomiga külgneva molekule unshared elektronide paarid (nt hapnik, lämmastik ja fluori). Kõige selgem näide, et on parem pilk see nähtus - see on vesi. Võib öelda õmmeldakse vesiniksidemed on nõrgemad kui kovalentne või ioonsed, kuid tänu sellele, et paljud neist on märkimisväärne mõju ainete omaduste kohta. Tegelikult vesiniksideme - on elektrostaatiline interaktsioon, mis seostub vee molekulide dimeerid ja polümeerid, tõestades oma kõrge keemistemperatuur.

Vesinik kompositsioonis mineraalsööda

Kompositsioon anorgaaniliste hapete hulka prootoni - meedia aatom, näiteks vesinik. Aine happejääk millel on teatav oksüdatsiooni suurem (-1) Öeldakse mitmealuseline ühendit. Praegu on olemas mitmeid vesinikuaatomid, mis muudab mitmeastmelise dissotsiatsioon vesilahustes. Iga järgnev prootoni happejääk eraldub raskem. Kvantifitseerida vesiniku keskkonnas sisu määrab selle happesust.

Vesinik sisaldada hüdroksüülrühmad ja alustest. Nad on ühendatud vesinikuaatom hapniku, mille tulemuseks on erinevaid oksüdeerumist jääk leelise alati võrdne (-1). Sisu kohta hüdroksüülrühmade keskkonnas määratletakse selle aluselisust.

Kasutamine inimtegevuse

Silindrid ainega, samuti konteinerite teiste veeldatud gaasid nagu hapnik, on konkreetne välimus. Nad värvitud tume-roheline värv helepunane "vesinik" kirjas. Gaas süstitakse balloon rõhul umbes 150 atmosfääri. Füüsikalised omadused vesinikust, eelkõige lihtsust gaasilised agregaatoleku ja täitmisel kasutatakse neid seguga heeliumi õhupallid, sounding õhupallid jne

Vesinik, füüsikaliste ja keemiliste omaduste, kus inimesed on õppinud kasutama aastaid tagasi, praegu kaasatud paljudes tööstusharudes. Selle peamine mass läheb ammoniaagi tootmisel. Ka vesinik osaleb metallide tootmisel (hafniumil germaaniumi, gallium, räni, molübdeen, volfram, tsirkoonium, ja teised) kohta oksiidid kõneldes reaktsioonist redutseerija ning soola vesiniktsüaniidhappele metüülalkohol, aga ka sünteetilised vedelkütuse. Toiduainetööstus kasutab seda teisendada taimeõlid tahketeks rasvu.

Kindlaksmääratud keemilised omadused, kasutamine vesinikust erinevates hüdrogeenimisprotsessid ja hüdrogeenimisel rasvad, süsi, süsivesinikke, õlisid ja raske kütteõli. Temaga toota kalliskivid, hõõglamp, veeta sepistamise ja keevitamine metalltooted mõjul hapnikku vesiniku leek.