Vodík - to, čo je to za vec? Chemické a fyzikálne vlastnosti vodíka

Každý chemický prvok má svoje miesto postavenie v periodickej sústavy, ktorá odráža vlastnosti prejavované ne a hovorí o jeho elektrónové štruktúry. Avšak, je tu jeden konkrétny všetkých atómov, ktorá trvá len dve bunky. Nachádza sa v dvoch úplne opačné vlastností vykazovaných skupín prvkov. Je vodík. Tieto vlastnosti, aby bolo jedinečné.

Vodík - nie je len prvok, ale jednoduchá látka, rovnako ako neoddeliteľnou súčasťou mnohých komplexných zlúčenín, biogénne a organogenní prvku. Preto považujeme za svoje charakteristické znaky a vlastnosti v detaile.

Vodík je chemický prvok

Vodík - prvok prvej skupiny hlavnej skupiny, ako aj siedma skupina hlavné skupiny v prvom malom období. Táto doba sa skladá iba z dvoch atómov: hélium a kontaktným prvkom. Popisujeme hlavné rysy polohy vodíka v periodickej sústavy.

1. Poradové číslo vodíka - 1, množstvo elektrónov je rovnaký, v tomto poradí, protóny toľko. Atómová hmotnosť - 1,00795. K dispozícii sú tri izotop prvku s hmotnostnými číslami 1, 2, 3. Avšak vlastnosti každého sa veľmi líšia, pretože zvýšenie hmotnosti na jednotku i len raz pre vodík je dvojaký.
2. Skutočnosť, že vonkajšie energetická hladina , že obsahuje iba jeden elektrón, môže úspešne byť obaja oxidačné a redukčné vlastnosti. Okrem toho, po spätného rázu elektrónu zostáva bez orbitále, ktorý je zapojený do tvorby chemických väzieb donor-akceptorového mechanizmu.
3. Vodík - je silné redukčné činidlo. Preto je považované za hlavné miesto prvej skupiny hlavnej skupiny, kde viedol najaktívnejšie kovy - alkalické.
4. Avšak tým, že reakcia so silnými redukčnými činidlami, ako sú, napríklad, kovy, a to môže byť oxidačné činidlo, prijímať elektrón. Tieto zlúčeniny sa nazývajú hydridy. Na tomto základe sa vedie podskupinu halogény, ktorý je podobný.
5. Vzhľadom k veľmi malej atómovej hmotnosti vodíka je považovaná za najľahší prvok. Okrem toho je hustota je tiež veľmi malá, takže je aj meradlo pre ľahké.

Je teda zrejmé, že atóm vodíka - je úplne unikátne, na rozdiel od všetkých ostatných prvkov. V dôsledku toho, že vlastnosťou je tiež špeciálny a vytvorené jednoduché a zložité látky sú veľmi dôležité. Poďme je zvážiť ďalšie.

jednoduchá substancie

Ak budeme hovoriť o tento prvok ako molekuly, je treba povedať, že to je diatomic. To znamená, že atóm vodíka (jednoduché látky), - plyn. Jeho empirický vzorec je zapísaná ako _H2, a grafiky - prostredníctvom jediného sigma-väzby H-H. Mechanizmus tvorbu väzby medzi atómami - nepolárne kovalentná.

Dokonca aj Henry Cavendish v roku 1766 bolo možné otvoriť látku. Ktorý dokázal, že vodík - plyn, ten, ktorý je schopný vyhodiť do vzduchu. Neskôr vlastnosti boli dobre študovali, bolo jasné, že látky - najľahšia medzi slávne.

Ešte neskôr Lavoisier dal meno (ako prvok, a látky založené na ňom) v latinčine - "pôrod do vody" HYDROGENIUM, čo znamená, Objaviteľ 1781 godu tento prvok Henry Cavendish preukázané, že vodou - kombinácia vodíka a kyslíka, to znamená, že je jej reakčný produkt. A to svetlo plyn je tiež veľmi horľavý, bol už známy v XVI storočí, čo sa odrazilo v záznamoch Paracelsus.

Tak, molekulárnej vodík - je veľmi časté v prírode a v prírode sa vyskytujúci plynné zlúčeniny, skladajúci sa z dvoch atómov, ktorý je schopný vo vháňanie vzduchu. Ďalej, molekula môže byť rozložený do atómov, ktoré sa podieľajú na jadrových reakcií, stáva jadra hélia. Tieto procesy neustále vyskytujú na slnku a vo vesmíre, ktoré sú hlavnými dodávateľmi zlúčeniny.

Vodík - látka, ktorá je schopná sa vyjadriť, a ako oxidačné činidlo, a ako redukčné činidlo. Tiež, to je veľmi široko používaný v ľudskej činnosti.

fyzikálne vlastnosti

Fyzikálne parametre vodíka má nasledujúce:

1. Bod varu - (-252,76 ⁰ ° C).
2. Teplota topenia - (-259,2 ⁰ ° C).
3. V rozsahu teplôt je uvedené, že je bezfarebná kvapalina, majúce žiadny zápach.
4. Pri veľmi vysokých tlakoch existovať snowlike kryštálov tuhého vodíka.
5. Za určitých podmienok (s vysokou a nízkou teplotou) je prevoditeľná na kovovom stave.
6. Je prakticky nerozpustný vo vode, takže náboj je možné vytesnením vody v prípravku v laboratóriu.
7. Za bežných podmienok vodíka - plyn, bez zápachu, bezfarebný a bez chuti.
8. Horľavých a výbušných látok.
9. Je dobre rozpúšťa v kovoch, ako je schopný difundovať svojou hrúbkou.
10. Približne 14,5 krát plyn je ľahší ako vzduch.

Kryštálová mriežka jednoduchého molekulárnych látok, komunikácia slabý, takže ľahko zničené.

chemické vlastnosti

Ako bolo uvedené vyššie, vodík môže vykazovať ako znižovanie a oxidačné vlastnosti. Použiteľným oxidačným sila prvku 1; -1. Preto sa často používa v priemysle pre rôzne syntézy a reakcie.

Oxidačné vlastnosti vodíka

1. Interakcia s aktívnymi kovmi (alkalických a kovov alkalických zemín) za obvyklých podmienok vedie k tvorbe solí, ako zlúčenín nazývaných hydridy. Napríklad: LiH, _CaH2, KH, MGH _{2 a} ďalšie.
2. Zlúčeniny s menej aktívnych kovov pri vysokých teplotách, alebo silné osvetlenie (fotochemická začatí reakcie) tiež tvoria hydridy.

Vodíka redukčné vlastnosti

1. Interakcia za normálnych podmienok iba fluórom (ako silné oxidačné činidlo). V dôsledku toho, sa fluorovodíka HF alebo kyseliny fluorovodíkovej.
2. Interakcia s takmer všetky nekovov, ale za určitých trochu prísnych podmienok. Príklady zlúčenín: H ₂ S, NH _3, H ₂ O, PH _3, SiH ₄ a ďalších.
3. Obnovuje kovov z ich oxidov na jednoduché látky. To je jednou z hlavných priemyselných spôsobov výroby kovového nazývaná vodorodotermiey.

Mali by sme tiež zdôrazniť reakcie, ktoré sa používajú v organických syntézách. Nazývajú sa hydrogenácie - dehydrogenácia a nasýtenia atóm vodíka, to znamená, že jeho štiepenie od molekuly. na týchto metódach, viac premien uhľovodíkov a iných organických zlúčenín na báze.

Byť v prírode

Vodík - je najbežnejší substancia na našej planéte aj mimo nej. Koniec koncov, takmer všetci z medzihviezdneho priestoru a hviezdy sú vyrobené z tejto konkrétnej zlúčeniny. Vo vesmíre môže existovať vo forme:

• plazmy;
• plyn;
• ióny;
• atómy;
• molekuly.

Existuje niekoľko typov rôznej hustoty mrakov, ktoré sa skladajú práve z tejto látky.

Keď už hovoríme konkrétne šírenie v zemskej kôre, vodík je na druhom mieste na počet atómov kyslíka po jej približne 17%. Voľná forma je vzácna, len v menších množstvách ako súčasť suchého vzduchu. Najbežnejšie zlúčenina tohto prvku - voda. Je v jeho štruktúre a je k dispozícii na tejto planéte.

Tiež, vodík je neoddeliteľnou súčasťou každého živého organizmu. Okrem toho, 63% ľudského tela za zlomok atómov. Vodík - prvok je organogenní preto vytvára molekúl proteínov, tukov, karbohydrátov a nukleových kyselín, rovnako ako mnoho ďalších dôležitých zlúčenín.

recepcia

Existujú rôzne spôsoby, ako dostať plyn pod nami. Tie zahŕňajú niekoľko priemyselných a laboratórnych varianty syntézy.

Komerčné spôsoby výroby vodíka :

1. Konverzia metánu parou.
2. Splyňovania uhlia - proces zahŕňa zahrievanie uhlík 1000 ⁰ ° C, čím sa vytvorí vodík a uhlík-intenzívny.
3. Elektrolýza. Táto metóda môže byť použitá iba pre vodné roztoky rôznych solí, ako sa tavenina nevedie k vypúšťanej vody na katóde.

Laboratórne metódy pre výrobu vodíka:

1. Hydrolýza hydridy kovov.
2. Pôsobením zriedenej kyseliny na aktívnych kovov a vedľajšiu činnosť.
3. Interakcia alkalických kovov a kovov alkalických zemín s vodou.

Pre zber vodík vyrobený, je nutné, aby rúrku hore nohami. Koniec koncov, plyn nemôže byť zhromažďované ako je napríklad oxid uhličitý. Je vodík, je oveľa ľahší ako vzduch. Rýchlo mizne, a vo veľkých množstvách pri zmiešaní so vzduchom exploduje. Z tohto dôvodu by mala rúrka otáčať. Po jej dokončení by mala byť uzavretá gumovou zátkou.

Pre kontrolu čistoty zozbieraných vodíka by mal priniesť k hrdlu zapáleného zápasu. Ak bavlna nudné a tiché - takže plyn je čistý, s minimálnymi vzduchovými nečistôt. Ak je hlasné pískanie - špinavá, s veľkým podielom zahraničných komponentov.

oblasti použitia

Pri spaľovaní vodíka uvoľneného je tak veľké množstvo energie (tepla), že vykurovací plyn je najvýhodnejší. Okrem toho, neznečisťujúce. Dnes, však, jeho použitie je obmedzené v tejto oblasti. To je vzhľadom k neuvážené nie je celkom vyriešený problémy syntézy čistý vodík, ktorý by bol vhodný pre použitie ako palivo v reaktoroch motorov a prenosných zariadení, ako aj ohrievanie vody domov.

V skutočnosti, spôsoby na prípravu plynu, sú pomerne drahé, takže pred tým, než je nutné vyvinúť zvláštne metódu syntézy. Takú, ktorá umožní získať produkt vo veľkom meradle a s minimálnym úsilím.

Existuje niekoľko kľúčových oblastí, v ktorých sa plyn používané v úvahy nami.

1. Chemická syntéza. na získané hydrogenačné mydlo, margarín, plastovým. Pri zapojení vodík syntetizované metanol a amoniak, a ďalšie zlúčeniny.
2. V potravinárskom priemysle - ako prísada E 949.
3. Letecký priemysel (rakety, lietadlá).
4. Elektrická energia.
5. Meteorológie.
6. Palivá čistejší vzhľad.

Je zrejmé, že vodík je rovnako dôležitá ako rozšírené v prírode. Stále hrajú dôležitú úlohu, ktorú vytvorený rôznych zlúčenín.

zlúčeniny vodíka

Tento komplex látka obsahujúca atómy vodíka. je možné identifikovať niekoľko základných typov týchto látok.

1. Halogenidy. Všeobecný vzorec - HHal. Osobitný význam medzi nimi je chlorovodík. Tento plyn, ktorý sa rozpúšťa vo vode za vzniku roztoku kyseliny chlorovodíkovej. Táto kyselina je široko používaný v takmer všetkých chemických syntéz. Okrem toho, ako organické a anorganické. chlorovodík - zlúčenina má empirický vzorec HCl a je jedným z najväčších z hľadiska výroby za rok v tejto krajine. K dispozícii je tiež Halogénovodíky zahŕňajú jodovodík, fluorovodík a bromovodík. Všetci za vzniku zodpovedajúcej kyseliny.
2. Prchavé vodíka nekovové zlúčeniny. Takmer všetky z nich celkom jedovaté plyny. Napríklad, sírovodíka, metánu, Silan, fosfínu, a ďalšie. Je veľmi horľavé.
3. Hydridy - zlúčeniny s kovmi. Pozri soľou triedy.
4. Hydroxidy: báza, kyseliny a amfotérne zlúčeniny. Ich zloženie je nutné uviesť atómy vodíka, jeden alebo viac. Príklad: NaOH, K ₂ [Al (OH) _4], H _{2SO 4,} a ďalšie.
5. Hydroxid vodík. Táto zlúčenina je lepšie známy ako voda. Ďalšie oxid názov vodík. Jeho empirický vzorec je - H ₂ O.
6. Peroxid vodíka. Toto silné oxidačné činidlo, ktoré má tvar vzorec H ₂ O _2.
7. Mnoho organických zlúčenín: uhľovodíky, proteíny, tuky, lipidy, vitamíny, hormóny, a iné esenciálne oleje.

Je jasné, že pre rozmanitosť pripojenie uvažujeme prvok je veľmi veľký. To opäť potvrdzuje vysokú hodnotu prírody a človeka, rovnako ako pre všetky živé bytosti.

Oxid vodík - je najlepšie rozpúšťadlo

Ako už bolo spomenuté vyššie, plebejcov názov látky - vodu. Skladá sa z dvoch atómov vodíka a jeden atóm kyslíka vzájomne polárnej kovalentnej väzby. Molekula vody je dipól, čo vysvetľuje, mnoho vlastností vystavovaných tým. Najmä skutočnosť, že je univerzálny rozpúšťadlo.

To bolo vo vodnom prostredí vyskytujú takmer všetky chemické procesy. Vnútorná plastová reakcie a energetický metabolizmus v živých organizmoch sa tiež vykonáva s oxidom vodíka.

Voda je považovaná za najdôležitejšie substancie na planéte. Je známe, že bez nej nemôže žiť jediný živý organizmus. Na Zemi môže existovať v troch štátoch agregácie:

• kvapalina;
• Plynu (pary);
• pevná látka (ľad).

V závislosti na izotopy vodíka v molekule, sú tri druhy vody.

1. Easy alebo protium. Izotop s hmotnostným množstvo 1. vzorca - H ₂ O. To je známa forma, ktorý používa všetky organizmy.
2. Deutéria alebo ťažké, vzorec - D _2O obsahuje izotop ² H.
3. Superheavy alebo trícium. Vzorec je T ₃ O izotop - ³ N.

Veľmi dôležité zásoby sladkej vody na planéte protium. Už v mnohých krajinách je nedostatok. Rozvinuté spôsoby liečenia slanej vody na výrobu pitnej vody.

peroxid vodíka - je univerzálny prostriedok

Táto zlúčenina, ako bolo uvedené vyššie, vynikajúce oxidačné činidlo. Avšak, so silnými zástupcovia môžu pôsobiť aj ako redukčné činidlo tiež. Okrem toho, že má silný baktericídny účinok.

Iný názov tejto zlúčeniny - peroxid. V tejto podobe sa používa v lekárstve. 3% roztok kryštalických látok do úvahy - to liečivom, ktoré sa používa na liečbu drobných poranení s ohľadom na ich dekontamináciu. Avšak, to je dokázané, že v rovnakom čase hojenia rany zvyšuje.

Tiež peroxid vodíka sa používa v raketové palivo v priemysle na dezinfekciu a bielenie, ako penotvorné činidlo, za vzniku zodpovedajúcej materiály (pena, napríklad). Okrem toho je peroxid pomáha čistiť akvária, odfarbovať vlasy a vybieliť zuby. Avšak, poškodzuje tkanivo, takže odborníci na tento účel neodporúča.