Priodweddau ffisegol hydrogen. Priodweddau a defnyddio hydrogen

Hydrogen H - elfen gemegol, un o'r rhai mwyaf cyffredin yn ein bydysawd. màs o hydrogen fel elfen yng nghyfansoddiad mater yn 75% o gyfanswm y cynnwys atomau o fath arall. Mae'n mynd i mewn i'r cysylltiad mwyaf hanfodol ac yn hanfodol i'r blaned - dŵr. Un o nodweddion arbennig o hydrogen hefyd yn ffaith ei fod yn yr elfen gyntaf yn y tabl cyfnodol o elfennau cemegol D. I. Mendeleeva.

Discovery ac ymchwil

Mae'r cyfeiriad cyntaf o hydrogen yn ysgrifeniadau Paracelsus dyddio'n ôl i'r unfed ganrif ar bymtheg. Ond mae ei ynysu o gymysgedd nwy ymchwil awyr ac eiddo fflamadwy wedi cael ei wneud yn yr ail ganrif ar bymtheg gwyddonwyr Lemaire. Hydrogen yn astudio yn drylwyr fferyllydd Saesneg a gwyddonydd ffisegydd Henry Cavendish, a brofodd empirig bod màs Hydrogen isaf o gymharu â nwyon eraill. Yn nes ymlaen yn y gwaith o ddatblygu gwyddoniaeth, llawer o wyddonwyr yn gweithio gydag ef, fel Lavoisier, a alwodd yn "dŵr a gynhyrchir."

Nodwedd ar y sefyllfa PSKHE

Elfen, agor y tabl cyfnodol D. I. Mendeleeva - yw hydrogen. priodweddau ffisegol a chemegol yr atom arddangos ddeuoliaeth penodol oherwydd Hydrogen ar yr un pryd yn perthyn i'r grŵp cyntaf, y prif is-grŵp, os yw'n ymddwyn fel metel a rhoi electron unigol yn y broses o adwaith cemegol a'r seithfed - yn achos plisgyn falens llenwi'n llwyr, hy y dderbynfa gronynnau negyddol, sy'n nodweddiadol fel debyg i halogen.

Nodweddion y adeiledd electronig yr elfen

Mae priodweddau yr atom hydrogen sylweddau cymhleth y mae'n ei gynnwys, a sylwedd syml o N ₂ yn cael ei bennu yn bennaf gan y cyfluniad electronig Hydrogen. Mae gan y gronyn electron gyda Z = (-1), sy'n troi yn ei orbit o gwmpas y niwclews sy'n cynnwys un proton gyda màs uned a gwefr bositif (+1). cofnodi ei 1s cyfluniad electronig fel ^1, sy'n dangos presenoldeb gronyn negyddol yn ei hun am y cyntaf a dim ond o Hydrogen s-orbitalau.

Pan ynysu neu electron recoil a atom o'r elfen gan yr eiddo y mae'n uno gyda metelau cation a gafwyd. Yn y bôn ïon hydrogen - yn gronynnau elfennol cadarnhaol. Felly, mae'r electron amddifad o Hydrogen a elwir yn syml proton.

priodweddau ffisegol

Wrth ddisgrifio priodweddau ffisegol hydrogen yn fyr, mae'n nwy di-liw, ychydig yn hydawdd gyda màs cymharol atomig o 2, 14.5 gwaith yn ysgafnach nag aer, y tymheredd troi'n hylif o -252.8 gradd canradd.

Yn yr arbrawf, gallwch yn hawdd weld bod H ₂ yw'r hawsaf. Mae'n ddigon i lenwi'r tair pêl sylweddau amrywiol - hydrogen, carbon deuocsid, fel arfer aer - ac ar yr un pryd yn eu rhyddhau o law. Y cyflymaf sy'n cyrraedd y ddaear, sy'n cael ei lenwi gyda CO ₂ ar ôl diferion chwythu cymysgedd aer yn cynnwys H ₂ a phob arwain at y nenfwd.

Mae pwysau bach a maint y gronynnau hydrogen cyfiawnhau ei allu i dreiddio trwy wahanol ddefnyddiau. Ar yr enghraifft o un bêl yn hyn yn hawdd i wneud ychydig o ddyddiau ar ôl iddo deflates ei hun fel yn syml y bydd nwy yn mynd drwy'r rwber. Hefyd, gall hydrogen gronni yn y strwythur y metelau penodol (Palladium neu blatinwm), a pan fydd y tymheredd yn codi i anweddu ohono.

hydrogen eiddo a ddefnyddir yn gynnil yn y labordy ar gyfer ei disodli dull ynysu dŵr. priodweddau ffisegol o hydrogen (tabl a ddangosir isod yn cynnwys y paramedrau sylfaenol) yn diffinio ei gwmpas o gais a dulliau paratoi.

Mae cyfansoddiad isotopig

Fel llawer o aelodau eraill y system cyfnodol o elfennau cemegol, mae gan nifer o Hydrogen isotopau naturiol, atomau hy gyda'r un nifer o brotonau yn y niwclews, ond gwahanol niferoedd o niwtronau - gronynnau gyda màs sero ac uned dâl. Mae enghreifftiau o atomau yn cael eiddo tebyg - ocsigen, carbon, clorin, bromin ac ati, gan gynnwys ymbelydrol.

priodweddau ffisegol o hydrogen ¹ H, y mwyaf cyffredin o gynrychiolwyr y grŵp hwn gryn dipyn yn wahanol i'r rhai o nodweddion ei gymrodyr. Yn arbennig, mae'r nodweddion gwahanol o sylweddau y maent yn perthyn. Felly, mae dŵr yn rheolaidd a deuterated cynnwys yn ei gyfansoddiad yn hytrach na atom hydrogen gyda dim ond un dewteriwm proton ² H - isotop gyda dau gronynnau elfennol: cadarnhaol a di-wefr. Mae'r isotop yn ddwy gwaith yn drymach na'r arfer o Hydrogen, sy'n esbonio'r gwahaniaeth sylfaenol yn y priodweddau cyfansoddion sy'n maent yn ffurfio. Mae natur y dewteriwm a geir yn 3200 o weithiau mwy prin nag hydrogen. Trydydd Cynrychiolydd - tritiwm, ³ H, yn y craidd mae wedi dwy proton a niwtron un.

Dulliau ar gyfer paratoi a ynysu

Labordy a dulliau diwydiannol o gynhyrchu hydrogen yn gwbl wahanol. Felly, symiau bach o nwy yn cael ei gynhyrchu yn bennaf gan adweithiau sy'n cynnwys mwynau, a chynhyrchu ar raddfa fawr o gynyddol yn defnyddio synthesis organig.

Mae'r adweithiau cemegol canlynol yn cael eu defnyddio yn y labordy:

1. Adweithiau metelau daear alcalïaidd ac alcalinaidd gyda dŵr i ffurfio alcali a'r nwy a ddymunir.
2. Mae electrolysis o hydoddiant dyfrllyd electrolyt yn y anod ei ryddhau H ₂ ↑, a'r cathod - ocsigen.
3. hydridau Dadelfeniad o metelau alcalïaidd gyda dŵr, alcali ac mae'r cynnyrch yn cael eu, yn y drefn honno, y nwy H ₂ ↑.
4. Adweithio asid gwanedig â metelau i ffurfio halwynau a H ₂ ↑.
5. Mae'r camau gweithredu o alcali ar silicon, alwminiwm a sinc hefyd yn cyfrannu at ryddhau hydrogen yn gyfochrog i ffurfio halwynau cymhleth.

Yn budd nwy diwydiannol a gafwyd gan dechnegau megis:

1. dadelfeniad thermol o fethan ym mhresenoldeb catalydd i'w sylweddau elfennol cyfansoddol (350 gradd yn cyrraedd y gwerth y paramedr megis tymheredd) - hydrogen H ₂ a C. ↑ carbon
2. Trosglwyddo o anwedd dŵr drwy'r golosg yn 1000 ° C i ffurfio carbon deuocsid CO ₂ a H ₂ ↑ (y dull mwyaf cyffredin).
3. Trosi nwy methan ar y catalydd nicel ar dymheredd hyd at 800 gradd.
4. Hydrogen yn byproduct yn ystod electrolysis o atebion dyfrllyd clorid potasiwm neu sodiwm.

rhyngweithiadau cemegol: darpariaethau cyffredinol

priodweddau ffisegol o hydrogen yn bennaf esbonio ei ymddygiad yn y prosesau ymateb gyda cyfansoddyn arbennig. Falens o Hydrogen yw 1, gan ei fod wedi ei leoli yn y tabl cyfnodol yn y grŵp cyntaf, ac yn arddangos ocsidiad gwahanol cyflwr. Ym mhob cyfansoddion, ac eithrio hydridau, hydrogen sd = (1+) mewn moleciwlau o'r math CNS, CN _2, CN ₃ - (1).

Mae moleciwl o nwy hydrogen, a ffurfiwyd trwy ddarparu pâr electron cyffredinol, sy'n cynnwys dau atom ac yn weddol sefydlog yn egnïol, am y rheswm hwn o dan amodau arferol yn fwy anadweithiol yn yr adwaith ac yn mynd i mewn ar newid amodau arferol. Yn dibynnu ar y radd o ocsideiddio hydrogen fel sylweddau eraill, gall wasanaethu fel oxidant a reductant.

Sylweddau sy'n adweithio i ffurfio hydrogen a

rhyngweithio elfennol i ffurfio sylweddau cymhleth (yn aml ar dymereddau uwch):

1. Mae'r metel daear alcalïaidd ac alcalinaidd + H = hydrid.
2. Halogen + H ₂ = halid hydrogen.
3. Sylffwr + = sylffid hydrogen.
4. Ocsigen + _H2O = dŵr.
5. Carbon + H = methan.
6. Nitrogen + H ₂ = amonia.

Rhyngweithio gyda sylweddau cymhleth:

1. Paratoi nwy synthesis o garbon monocsid a hydrogen.
2. Adennill metelau o'u ocsidau gyda H _2.
3. Hydrogen dirlawnder hydrocarbonau aliffatig annirlawn.

bond hydrogen

priodweddau ffisegol o hydrogen yn golygu caniatáu iddo, bod mewn cysylltiad ag elfen electronegatif, i ffurfio math arbennig o gysylltiad gyda'r un atom y moleciwlau cyfagos gael parau electron heb eu rhannu (ee, ocsigen, nitrogen a fflworin). Yr enghraifft amlycaf o hynny yn well edrych ar ffenomen hon - mae'n dŵr. Gall fod yn dweud bondiau hydrogen pwytho yn wannach nag cofalent neu ïonig, ond oherwydd y ffaith bod llawer ohonynt yn cael dylanwad sylweddol ar briodweddau sylweddau. Yn wir, bond hydrogen - yw'r rhyngweithio electrostatig, sy'n clymu moleciwlau dŵr i mewn dimers a pholymerau, gan brofi ei bwynt berwi uchel.

Hydrogen yng nghyfansoddiad cyfansoddion mwynol

Mae cyfansoddiad y asidau anorganig yn cynnwys proton - atom cation megis hydrogen. gweddillion asid sylwedd sydd â rhywfaint o ocsideiddio mwy na (-1) Dywedir cyfansoddyn polybasic. Ar hyn o bryd mae yna nifer o atomau hydrogen, sy'n gwneud y daduniad multistage mewn hydoddiannau dyfrllyd. Mae pob gweddillion asid proton dilynol gwahanu oddi wrth galetach. Er mwyn mesur y cynnwys hydrogen yn yr amgylchedd yn cael ei bennu gan ei asidedd.

Hydrogen yn cynnwys grwpiau hydrocsyl a basau. Maent yn cael eu cysylltu â'r atom hydrogen ocsigen, gan arwain at y radd o ocsideiddio o'r alcali gweddillion bob amser yn hafal i (-1). Ar gynnwys grwpiau hydrocsyl mewn amgylchedd a ddiffinnir gan ei basicity.

Mae'r defnydd o weithgarwch dynol

Silindrau â sylwedd, yn ogystal â chynwysyddion â nwyon hylifedig eraill megis ocsigen, yn cael golwg benodol. Maent yn paentio lliw darkish-wyrdd gyda coch "Hydrogen" llythrennau llachar. Nwy yn cael ei chwistrellu i mewn i'r balwn ar bwysedd o tua 150 atmosffer. priodweddau ffisegol hydrogen, mewn rhwyddineb penodol o gyflwr agregau nwyol ac yn cael ei ddefnyddio ar gyfer eu llenwi gyda chymysgedd o falwnau heliwm, yn canu balŵns, ac ati

Hydrogen, priodweddau ffisegol a chemegol y mae pobl wedi dysgu i ddefnyddio flynyddoedd lawer yn ôl, ar hyn o bryd sy'n ymwneud â llawer o ddiwydiannau. Ei brif màs yn mynd at gynhyrchu amonia. Hefyd hydrogen yn ymwneud â chynhyrchu metelau (Haffniwm, germaniwm, gallium, silicon, molybdenwm, twngsten, Sirconiwm, ac eraill) o'r ocsidau, yn siarad yn yr adwaith fel lleihau asiant a halen o asid hydrocyanic, methyl alcohol, a tanwydd hylif hefyd yn synthetig. Mae'r diwydiant bwyd yn ei ddefnyddio i drosi olewau llysiau i mewn brasterau solet.

priodweddau cemegol Diffiniedig a'r defnydd o hydrogen mewn prosesau hydrogeniad amrywiol a hydrogenu brasterau, glo, hydrocarbonau, olewau ac olew tanwydd trwm. Gydag ef yn cynhyrchu gemau, gwynias, yn treulio gofannu a weldio cynhyrchion metel o dan ddylanwad y fflam ocsigen-hydrogen.