წყალთან ურთიერთქმედება ტუტეს სახით; გ) პასიური, უმოქმედო; ბ) ლითონებთან ურთიერთობისას წარმოქმნიან მარილებს; გ) ტიპიური ლითონები; 2. ლითონი, რომელიც შეიძლება გამოვიყენოთ წყალბადის წარმოებისთვის (წყალთან რეაქციით ნ.ა.): ა) Zn; ბ) Mg; გ) აუ; დ) Hg; ე) კ; 3. ოქსიდებს და ჰიდროქსიდებს, რომლებსაც შეუძლიათ რეაგირება როგორც მჟავებთან, ასევე ტუტეებთან, ეწოდება: ა) ამფოტერული ბ) მჟავე გ) ძირითადი 4. მარცხნიდან მარჯვნივ პერიოდებში. მეტალის თვისებები:ა) მატება ბ) შესუსტება გ) უცვლელი რჩება 5. VII ჯგუფის გვერდითი ქვეჯგუფის ელემენტი: ა) ქლორი ბ) ფოსფორი გ) მანგანუმი დ) ფრანციუმი 6. ატომის ბირთვის მუხტი განისაზღვრება: ა) პერიოდით ნომერი ბ) ჯგუფის ნომრით გ) სერიული ნომრით 7. იგივეა 17 და 35 სერიული ნომრების მქონე ელემენტების ატომების სტრუქტურაში: ა) სულელექტრონები; გ) რაოდენობა ელექტრონული დონეები; დ) ელექტრონების რაოდენობა ბოლოზე ენერგიის დონე; ბ) ნეიტრონების რაოდენობა; 8. ნივთი ერთად ელექტრონული ფორმულა 1s22s2p63s2p4: ა) ნახშირბადი; ბ) გოგირდი; გ) ქლორი; დ) ნატრიუმი; 9. ნახშირბადის ატომს აქვს ელექტრონული ფორმულა: ა) 1s22s22p3 ბ) 1s22s2 გ) 1s22s22p2 10. რომელ ელემენტის ატომს აქვს ბოლო ენერგეტიკული დონის შემდეგი სტრუქტურა ... 3s23p5: ა) ფოსფორი; ბ) ფტორი; გ) ქლორი; დ) მაგნიუმი; 11. დაუწყვილებელი ელექტრონების რაოდენობა ში ელექტრონული გარსიელემენტი No19: ა) 1; ბ) 2; 3-ში; დ) 4; 12. Სერიული ნომერიელემენტი, რომლის ატომებს შეუძლიათ წარმოქმნან RO3 ტიპის უმაღლესი ოქსიდი: ა) No11 (ნატრიუმი); ბ) No14 (სილიკონი); გ) No16 (გოგირდი); 13. ელემენტი ელექტრონული ფორმულით 1s22s22p63s23p5 ქმნის არასტაბილურ. წყალბადის ბმატიპი: ა) RH4; ბ) RH3; გ) H2R; დ) HR; 14. 3 მოლი წყალბადის მოცულობა ზე ნორმალური პირობები: ა) 22,4 ლ; ბ) 44,8 ლ; გ) 67,2 ლ; დ) 89,6 ლ; ე) 112 ლ; 15. მეოთხე პერიოდის ელემენტი, მდებარე ქ მეორადი ქვეჯგუფი; ოქსიდი და ჰიდროქსიდი ავლენს ამფოტერულ ხასიათს. ეს ელემენტი ქმნის ოქსიდის ტიპის RO და ჰიდროქსიდს R(OH)2. ა) მაგნიუმი ბ) კალციუმი გ) თუთია დ) ნახშირბადი 16. სილიციუმის მაქსიმალური ვალენტობა: ა) IV ბ) V გ) VI დ) VII 17. სელენის მინიმალური ვალენტობა (No34): ა) I ბ) II გ. ) III დ ) IV 18. მოლეკულური მასაორის ურთიერთქმედებით მიღებული მარილი უმაღლესი ოქსიდებიელემენტები მათში ატომის კონფიგურაციით, შესაბამისად, 1s22s22p63s23p64s1 და 1s22s22p3 უდრის: ა) 85; ბ) 111; გ) 63; დ) 101; ე) 164; 19. პროდუქტი „X“, რომელიც მიიღება გარდაქმნების შედეგად: Al მარილი Al (OH) 3 X ა) Al Cl3 ბ) Al H3 გ) Na Al O2 დ) Al e) Al2O3 20. კოეფიციენტების ჯამი. რეაქციის განტოლებაში, რომლის სქემაც H2S + O2 → SO2 + H2O ა) 5; ბ) 6; 7 საათზე; დ) 8; ე) 9; 21. Მოლური მასამაგნიუმის ოქსიდი (გ/მოლში): ა) 24; ბ) 36; გ) 40; დ) 80; ე) 82; 22. რკინის ოქსიდის (III) მოლების რაოდენობა, რომლებიც შეადგენს 800 გ ეს კავშირი: ა) 1; ბ) 2; 3-ში; დ) 4; ე) 5; 23. 8 გ CH4 მეთანის წვის დროს გამოიყოფა 401 კჯ სითბო. თერმული ეფექტის გამოთვლა (Q) ქიმიური რეაქცია CH4 (გ) + 2O2 (გ) = CO2 (გ) + 2H2O (გ) + Q: ა) + 401 კჯ; ბ) + 802 კჯ; გ) - 802 კჯ; დ) + 1604 კჯ; ე) - 1604 კჯ; 24. ნორმალურ პირობებში 128 გ ჟანგბადი იკავებს მოცულობას: ა) 11,2 ლ; ბ) 22,4 ლ; გ) 44,8 ლ; დ) 67,2 ლ; ე) 89,6 ლ; 25. მასური წილიწყალბადი SiH4 ნაერთში არის: ა) 30%; ბ) 12,5%; გ) 40%; დ) 60%; ე) 65%; 26. ჟანგბადის მასური წილი EO2 ნაერთში არის 50%. ნაერთში E ელემენტის დასახელება: ა) აზოტი; ბ) ტიტანი; გ) გოგირდი; დ) სელენი; ე) ნახშირბადი; 27. 44,8 ლიტრ წყალბადთან ურთიერთქმედების მოლი რკინის ოქსიდის (III) რაოდენობა (ნ.ო): ა) 0,67 მოლი; ბ) 2 მოლი; გ) 0,3 მოლი; დ) 0,4 მოლი; ე) 5 მოლი; 28. წონა მარილმჟავასსაჭიროა 44,8 ლიტრი წყალბადის (n.o.) მისაღებად (Mg + 2HCl = MgCl2 + H2): ა) 146 გ; ბ) 73 გ; გ) 292 გ; დ) 219 გ; ე) 20 გ; 29. 400 გ ნატრიუმის ქლორიდის 80%-იან ხსნარში შემავალი მარილის მასა: ა) 146 გ; ბ) 320 გ; გ) 210 გ; დ) 32 გ; ე) 200 გ; 30. მარილის მასა, რომელიც წარმოიქმნება კალიუმის ჰიდროქსიდის 300 გ ორთოფოსფორის მჟავას 65%-იან ხსნართან ურთიერთქმედებით: ა) 422 გ; ბ) 196 გ; გ) 360 გ; დ) 435 გ; ე) 200 გ;

1766 წელს ინგლისელმა ქიმიკოსმა G. Cavendish-მა შეაგროვა მჟავებიდან ლითონებით გადაადგილებული „წვადი ჰაერი“ და შეისწავლა მისი თვისებები. მაგრამ მხოლოდ 15 წლის შემდეგ დადასტურდა, რომ ეს „ჰაერი“ წყლის ნაწილია და მას სახელი „ჰიდროგენიუმი“ მიენიჭა, ანუ „წყლის მშობიარობა“, „წყალბადი“.

წყალბადის წილი დედამიწაზე, წყლისა და ჰაერის ჩათვლით, შეადგენს დაახლოებით 1%-ს მასის მიხედვით. ის ძალიან გავრცელებული და სასიცოცხლოდ მნიშვნელოვანია მნიშვნელოვანი ელემენტი. ის ყველა მცენარისა და ცხოველის ნაწილია, ისევე როგორც დედამიწაზე ყველაზე გავრცელებული ნივთიერება - წყალი.

წყალბადი სამყაროს ყველაზე უხვი ელემენტია. დგას დასაწყისში ხანგრძლივი და რთული პროცესიელემენტების სინთეზი ვარსკვლავებში.

მზის ენერგია დედამიწაზე სიცოცხლის მთავარი წყაროა. და ამ ენერგიის ფუნდამენტური პრინციპი - თერმობირთვული რეაქციახდება მზეზე რამდენიმე ეტაპად. მისი შედეგია 4 წყალბადის ბირთვის წარმოქმნა - ერთი ჰელიუმის ბირთვის პროტონები და ორი პოზიტრონი. ამავე დროს, ხაზს უსვამს დიდი თანხაენერგია.

ადამიანმა მოახერხა დედამიწაზე გამრავლებულიყო მზის მთავარი რეაქციის არც თუ ისე ზუსტი მსგავსება. AT მიწიერი პირობებიჩვენ შეგვიძლია ვაიძულოთ მხოლოდ წყალბადის მძიმე იზოტოპები 2 H - დეიტერიუმი და 3 H - ტრიტიუმი შევიდნენ ასეთ რეაქციაში. ჩვეულებრივი წყალბადი 1-პროტიუმის ატომური მასით ჩვენს კონტროლს მიღმაა ამ გაგებით. მართავდა თერმობირთვული შერწყმაროგორც მშვიდობიანი ენერგიის შეუზღუდავი წყარო ჯერ არ არის ხელმისაწვდომი ადამიანისთვის.

AT პერიოდული სისტემაელემენტებს წყალბადი იკავებს განსაკუთრებული ადგილი. ეს არის ელემენტი, რომელიც იწყება პერიოდული ცხრილიმენდელეევი. ის ჩვეულებრივ დგას I ჯგუფში ლითიუმის ზემოთ. რადგან წყალბადის ატომს აქვს მხოლოდ ერთი ვალენტური ელექტრონი (და საერთოდ ერთი ელექტრონი). თუმცა, in თანამედროვე გამოცემებიპერიოდული ცხრილის წყალბადიც მოთავსებულია VII ჯგუფიფტორზე მეტი, ვინაიდან წყალბადი საერთოა ჰალოგენებთან. გარდა ამისა, წყალბადს შეუძლია შექმნას ნაერთები ლითონებთან - ჰიდრიდებთან. პრაქტიკაში, მათგან ყველაზე მნიშვნელოვანია ლითიუმის კომბინაცია მძიმე წყალბადის დეიტერიუმთან.

ყველა ელემენტის იზოტოპებს აქვთ ძირითადი ფიზიკური და ქიმიური თვისებებიპრაქტიკულად იდენტური. მაგრამ წყალბადის იზოტოპებისთვის - პროტიუმი, დეიტერიუმი და ტრიტიუმი - ისინი საკმაოდ განსხვავდებიან. მაგალითად, პროტიუმის, დეიტერიუმის და ტრიტიუმის დუღილის წერტილები განსხვავდება რამდენიმე გრადუსით. ამიტომ, წყალბადის იზოტოპები უფრო ადვილია გამოყოფა, ვიდრე ნებისმიერი სხვა ელემენტის იზოტოპები.

წყალბადი არის უფერო გაზი, უსუნო და უგემოვნო. ეს არის ყველა გაზიდან ყველაზე მსუბუქი, ჰაერზე 14,4-ჯერ მსუბუქი. წყალბადი ხდება თხევადი -252,6°C-ზე და მყარი -259,1°C-ზე.

AT ნორმალური პირობები ქიმიური აქტივობაწყალბადი დაბალია, ის რეაგირებს ფტორთან, იოდთან და ქლორთან. მაგრამ ზე ამაღლებული ტემპერატურაწყალბადი ურთიერთქმედებს ბრომთან, იოდთან, გოგირდთან, სელენთან, ტელურუმთან, ხოლო კატალიზატორების თანდასწრებით - აზოტთან, წარმოქმნის ამიაკს NH3. 2 მოცულობის H2 და 1 მოცულობის O2-ის ნარევი - მას ფეთქებადი აირი ჰქვია - აფეთქებისას ძლიერად ფეთქდება. წყალბადი იწვის ჟანგბადში არამნათებელი ალით, აყალიბებს წყალს.

ზე მაღალი ტემპერატურაწყალბადს შეუძლია "ამოიღოს" ჟანგბადი მრავალი ნაერთის, მათ შორის მეტალის ოქსიდების უმეტესობის მოლეკულებიდან. ქიმიკოსისთვის წყალბადი, უპირველეს ყოვლისა, შესანიშნავი აღმდგენი საშუალებაა, თუმცა ის მაინც საკმაოდ ძვირია. დიახ, და მასთან მუშაობა ადვილი არ არის. ამიტომ, სამრეწველო მასშტაბით, წყალბადის შემცირება (მაგალითად, ლითონები ოქსიდებიდან) გამოიყენება ძალიან შეზღუდული.

წყალბადი ფართოდ გამოიყენება ჰიდროგენიზაციის პროცესში - თხევადი ცხიმების მყარად გადაქცევაში, მაგალითად, მცენარეული ზეთებიდან საკვები მარგარინის მისაღებად, აგრეთვე რიგ ქიმიურ სინთეზებში. წყალბადის ყველაზე დიდი მომხმარებლები ქიმიური მრეწველობაკვლავ რჩება ამიაკის და მეთილის სპირტის წარმოება.

წყალბადის, როგორც თერმული ენერგიის წყაროს მიმართ, დღეს მზარდი ინტერესი იჩენს თავს. მართლაც, სუფთა წყალბადის წვის შედეგად მნიშვნელოვნად გამოიყოფა მეტი სითბოვიდრე ნებისმიერი საწვავის ერთნაირი რაოდენობის წვისას. წყალბადით მომუშავე მანქანების დიზაინებიც კი იყო. მათ უმეტესობაში წყალბადის წყაროა ზოგიერთი ლითონის მყარი ჰიდრიდები, რომლებიც გარკვეულ პირობებში მყარად ინარჩუნებენ მათთან დაკავშირებულ წყალბადს. მაგრამ ღირს ამ პირობების შეცვლა, მაგალითად, ტემპერატურის აწევა ზოგიერთ, ჩვეულებრივ, საკმაოდ დაბალ ზღურბლზე ზემოთ და წყალბადი იწყებს გამოყოფას მოწყობილობაში, რომელიც ცვლის კარბუტერს ასეთ მანქანაში. რა თქმა უნდა, მასის შექმნის გზაზე წყალბადის მანქანაჯერ კიდევ ბევრი ტექნიკური სირთულეა. მაგრამ, როგორც ჩანს, ისინი მალე დაძლეულნი იქნებიან, რადგან ასეთი საწვავი ენერგიულად სასარგებლოა. გარდა ამისა, წყალბადის წვისას ის არ წარმოიქმნება მავნე მინარევებიაბინძურებს ატმოსფეროს და მიიღება მხოლოდ სუფთა წყალი.

თხევადი

წყალბადი(ლათ. წყალბადი; აღინიშნება სიმბოლოთი ჰ) ელემენტთა პერიოდული სისტემის პირველი ელემენტია. ფართოდ არის გავრცელებული ბუნებაში. წყალბადის 1 H ყველაზე გავრცელებული იზოტოპის კატიონი (და ბირთვი) არის პროტონი. 1 H ბირთვის თვისებები შესაძლებელს ხდის ანალიზში NMR სპექტროსკოპიის ფართო გამოყენებას ორგანული ნივთიერებები.

წყალბადის სამი იზოტოპი აქვს საკუთარი სახელები: 1 H - პროტიუმი (H), 2 H - დეიტერიუმი (D) და 3 H - ტრიტიუმი (რადიოაქტიური) (T).

მარტივი ნივთიერება წყალბადი - H 2 - ღია უფერო აირია. ჰაერთან ან ჟანგბადთან ნარევში ის აალებადი და ფეთქებადია. Არატოქსიკური. ხსნადი ეთანოლში და რიგ ლითონებში: რკინა, ნიკელი, პალადიუმი, პლატინა.

ამბავი

მჟავების და ლითონების ურთიერთქმედებისას აალებადი აირის გამოყოფა დაფიქსირდა მე-16 და XVII სსქიმიის, როგორც მეცნიერების ჩამოყალიბების გარიჟრაჟზე. მიხაილ ვასილიევიჩ ლომონოსოვმა ასევე პირდაპირ მიუთითა მის იზოლაციაზე, მაგრამ უკვე ნამდვილად გააცნობიერა, რომ ეს არ იყო ფლოგისტონი. ინგლისელი ფიზიკოსიდა ქიმიკოსი ჰენრი კავენდიში 1766 წელს მან გამოიკვლია ეს გაზი და უწოდა "წვის ჰაერი". დამწვრობისას „წვადი ჰაერი“ წარმოქმნიდა წყალს, მაგრამ კავენდიშის ფლოგისტონის თეორიის ერთგულებამ ხელი შეუშალა მას ამის გაკეთებაში. სწორი დასკვნები. ფრანგი ქიმიკოსიანტუან ლავუაზიემ ინჟინერ ჟ. მეუნიერთან ერთად სპეციალური გაზომეტრების გამოყენებით 1783 წელს ჩაატარა წყლის სინთეზი, შემდეგ კი მისი ანალიზი, წყლის ორთქლის დაშლა გაცხელებული რკინით. ამრიგად, მან დაადგინა, რომ „წვადი ჰაერი“ წყლის ნაწილია და მისი მიღება შესაძლებელია.

სახელის წარმოშობა

ლავუაზიემ დაარქვეს სახელი hydrogène წყალბადს, რაც ნიშნავს "წყლის შემცველს". რუსული სახელი"წყალბადი" შემოგვთავაზა ქიმიკოსმა მ.ფ. სოლოვიოვმა 1824 წელს - სლომონოსოვის "ჟანგბადის" ანალოგიით.

გავრცელება

წყალბადი სამყაროს ყველაზე უხვი ელემენტია. იგი შეადგენს ყველა ატომის დაახლოებით 92%-ს (8% არის ჰელიუმის ატომები, ყველა სხვა ელემენტის წილი ერთად აღებული 0,1%-ზე ნაკლებია). ამრიგად, წყალბადი არის მთავარი კომპონენტივარსკვლავები და ვარსკვლავთშორისი გაზი. ვარსკვლავური ტემპერატურის პირობებში (მაგალითად, მზის ზედაპირის ტემპერატურა ~ 6000 °C) წყალბადი არსებობს პლაზმის სახით; ვარსკვლავთშორის სივრცეში ეს ელემენტი არსებობს ცალკეული მოლეკულების, ატომების და იონების სახით და შეუძლია. ქმნიან მოლეკულურ ღრუბლებს, რომლებიც მნიშვნელოვნად განსხვავდება ზომის, სიმკვრივისა და ტემპერატურის მიხედვით.

დედამიწის ქერქი და ცოცხალი ორგანიზმები

წყალბადის მასური წილი დედამიწის ქერქიარის 1% - ეს არის მეათე ყველაზე გავრცელებული ელემენტი. თუმცა, ბუნებაში მისი როლი განისაზღვრება არა მასით, არამედ ატომების რაოდენობით, რომელთა წილი სხვა ელემენტებს შორის არის 17% (მეორე ადგილი ჟანგბადის შემდეგ, რომლის ატომების წილი ~ 52%). ამიტომ წყალბადის მნიშვნელობა დედამიწაზე მიმდინარე ქიმიურ პროცესებში თითქმის ისეთივე დიდია, როგორც ჟანგბადის. ჟანგბადისგან განსხვავებით, რომელიც დედამიწაზე არსებობს როგორც შეკრულ, ისე თავისუფალ მდგომარეობაში, დედამიწაზე თითქმის მთელი წყალბადი ნაერთების სახითაა; წყალბადის მხოლოდ ძალიან მცირე რაოდენობა მარტივი ნივთიერების სახით გვხვდება ატმოსფეროში (0,00005% მოცულობით).

წყალბადი არის თითქმის ყველა ორგანული ნივთიერების შემადგენელი ნაწილი და იმყოფება ყველა ცოცხალ უჯრედში. ცოცხალ უჯრედებში, ატომების რაოდენობის მიხედვით, წყალბადი თითქმის 50%-ს შეადგენს.

ქვითარი

მოპოვების სამრეწველო მეთოდები მარტივი ნივთიერებებიდამოკიდებულია იმაზე, თუ რა ფორმით არის შესაბამისი ელემენტი ბუნებაში, ანუ რა შეიძლება იყოს ნედლეული მისი წარმოებისთვის. ამრიგად, მიიღება ჟანგბადი, რომელიც ხელმისაწვდომია თავისუფალ მდგომარეობაში ფიზიკური გზით- მოპოვება თხევადი ჰაერი. წყალბადი, თავის მხრივ, თითქმის ყველა ნაერთების სახითაა, ამიტომ მისი მისაღებად, ქიმიური მეთოდები. კერძოდ, შეიძლება გამოყენებულ იქნას დაშლის რეაქციები. წყალბადის წარმოების ერთ-ერთი გზაა წყლის დაშლის რეაქცია ელექტრული დენით.

ძირითადი სამრეწველო გზაწყალბადის წარმოება - რეაქცია მეთანის წყალთან, რომლის ნაწილია ბუნებრივი აირი. იგი ტარდება მაღალ ტემპერატურაზე (ადვილია იმის შემოწმება, რომ როდესაც მეთანი გადადის მდუღარე წყალშიც კი, რეაქცია არ ხდება):

CH 4 + 2H 2 O \u003d CO 2 + 4H 2 −165 kJ

ლაბორატორიაში მარტივი ნივთიერებების მისაღებად გამოიყენება არა აუცილებლად ბუნებრივი ნედლეული, არამედ ის საწყისი მასალებისაიდანაც უფრო ადვილია სასურველი ნივთიერების გამოყოფა. მაგალითად, ლაბორატორიაში ჟანგბადი არ მიიღება ჰაერიდან. იგივე ეხება წყალბადის წარმოებას. Ერთ - ერთი ლაბორატორიული მეთოდებიწყალბადის მიღება, რომელიც ზოგჯერ გამოიყენება ინდუსტრიაში, არის წყლის დაშლა ელექტრული დენით.

წყალბადი ჩვეულებრივ წარმოიქმნება ლაბორატორიაში თუთიის მარილმჟავასთან ურთიერთქმედებით.

ინდუსტრიაში

1. ელექტროლიზი წყალხსნარებიმარილები:

2NaCl + 2H 2 O → H 2 + 2NaOH + Cl 2

2. წყლის ორთქლის გადატანა ცხელ კოქსზე დაახლოებით 1000 °C ტემპერატურაზე:

H2O+C? H2 + CO

3.ბუნებრივი აირისგან.

ორთქლის კონვერტაცია:

CH 4 + H 2 O? CO + 3H 2 (1000 °C)

კატალიზური დაჟანგვა ჟანგბადით:

2CH4 + O2? 2CO + 4H2

4. ნავთობის გადამუშავების პროცესში ნახშირწყალბადების კრეკინგი და რეფორმირება.

ლაბორატორიაში

1.განზავებული მჟავების მოქმედება მეტალებზე.ასეთი რეაქციის განსახორციელებლად ყველაზე ხშირად გამოიყენება თუთია და განზავებული მარილმჟავა:

Zn + 2HCl → ZnCl 2 + H 2

2.კალციუმის წყალთან ურთიერთქმედება:

Ca + 2H 2 O → Ca (OH) 2 + H 2

3.ჰიდროლიზის ჰიდროლიზი:

NaH + H 2 O → NaOH + H 2

4.ტუტეების მოქმედება თუთიაზე ან ალუმინზე:

2Al + 2NaOH + 6H 2 O → 2Na + 3H 2

Zn + 2KOH + 2H 2 O → K 2 + H 2

5.ელექტროლიზის დახმარებით.ტუტეების ან მჟავების წყალხსნარების ელექტროლიზის დროს წყალბადი გამოიყოფა კათოდზე, მაგალითად:

2H 3 O + + 2e − → H 2 + 2H 2 O

ფიზიკური თვისებები

წყალბადი შეიძლება არსებობდეს ორი ფორმით (მოდიფიკაცია) - ორთო- და პარა-წყალბადის სახით. ორთოწყალბადის მოლეკულაში ო-H 2 (mp. −259,10 ° C, bp. −252,56 ° C) ბირთვული ტრიალები მიმართულია იმავე გზით (პარალელურად), ხოლო პარაჰიდროგენი გვ-H 2 (mp. −259,32 ° C, bp. −252,89 ° C) - ერთმანეთის საპირისპირო (ანტიპარალელური). წონასწორული ნარევი ო-H 2 და გვ-H 2 მოცემულ ტემპერატურაზე ეწოდება წონასწორული წყალბადი ე-H2.

წყალბადის მოდიფიკაციები შეიძლება განცალკევდეს აქტიურ ნახშირბადზე ადსორბციით თხევადი აზოტის ტემპერატურაზე. ძალიან დაბალი ტემპერატურაორთოჰიდროგენსა და პარაჰიდროგენს შორის წონასწორობა თითქმის მთლიანად გადადის ამ უკანასკნელისკენ. 80 K-ზე, ასპექტის თანაფარდობა არის დაახლოებით 1:1. დეზორბირებული პარაჰიდროგენი, გაცხელებისას, გარდაიქმნება ორთოწყალბადად წონასწორობის ფორმირებამდე ოთახის ტემპერატურაზენარევები (ორთო-პარაზა: 75:25). კატალიზატორის გარეშე ტრანსფორმაცია ხდება ნელა (ვარსკვლავთშორისი გარემოს პირობებში - დამახასიათებელი დროკოსმოლოგიურამდე), რაც შესაძლებელს ხდის ინდივიდუალური მოდიფიკაციების თვისებების შესწავლას.

წყალბადი არის ყველაზე მსუბუქი გაზი, ჰაერზე 14,5-ჯერ მსუბუქი. აშკარაა, რომ რა ნაკლები წონამოლეკულები, მით უფრო მაღალია მათი სიჩქარე იმავე ტემპერატურაზე. როგორც ყველაზე მსუბუქი, წყალბადის მოლეკულები მოძრაობენ უფრო სწრაფად, ვიდრე სხვა გაზის მოლეკულები და ამგვარად შეუძლიათ სითბოს გადაცემა ერთი სხეულიდან მეორეზე უფრო სწრაფად. აქედან გამომდინარეობს, რომ წყალბადს შორის ყველაზე მაღალი თბოგამტარობა აქვს აირისებრი ნივთიერებები. მისი თბოგამტარობა დაახლოებით შვიდჯერ აღემატება ჰაერს.

წყალბადის მოლეკულა არის დიატომური - H 2. ნორმალურ პირობებში ეს არის უფერო, უსუნო და უგემოვნო გაზი. სიმკვრივე 0,08987 გ/ლ (n.o.), დუღილის წერტილი −252,76 °C, სპეციფიკური სითბოწვა 120,9 × 10 6 ჯ / კგ, წყალში ოდნავ ხსნადი - 18,8 მლ / ლ. წყალბადი ძალიან ხსნადია ბევრ მეტალში (Ni, Pt, Pd და სხვ.), განსაკუთრებით პალადიუმში (850 ტომი 1 მოცულობის Pd-ზე). ლითონებში წყალბადის ხსნადობასთან დაკავშირებულია მათში დიფუზიის უნარი; ნახშირბადის შენადნობის (მაგალითად, ფოლადის) მეშვეობით დიფუზიას ზოგჯერ თან ახლავს შენადნობის განადგურება წყალბადის ნახშირბადთან ურთიერთქმედების გამო (ე.წ. დეკარბონიზაცია). პრაქტიკულად არ იხსნება ვერცხლში.

თხევადი წყალბადი არსებობს ძალიან ვიწრო ტემპერატურის დიაპაზონში -252,76-დან -259,2 °C-მდე. ეს არის უფერო სითხე, ძალიან მსუბუქი (სიმკვრივე -253 °C 0,0708 გ / სმ 3) და თხევადი (სიბლანტე -253 °C 13,8 ც.). წყალბადის კრიტიკული პარამეტრები ძალიან დაბალია: ტემპერატურა -240,2 °C და წნევა 12,8 ატმ. ეს ხსნის წყალბადის გათხევადების სირთულეებს. თხევად მდგომარეობაში წონასწორული წყალბადი შედგება 99,79% para-H2, 0,21% ortho-H2.

მყარი წყალბადი, დნობის წერტილი −259,2 °C, სიმკვრივე 0,0807 გ/სმ3 (−262 °C–ზე) — თოვლის მსგავსი მასა, ექვსკუთხა კრისტალები, კოსმოსური ჯგუფი P6/მმკ, უჯრედის პარამეტრები ა=3,75 გ=6.12. ზე მაღალი წნევაწყალბადი გადადის მეტალურ მდგომარეობაში.

იზოტოპები

წყალბადი ხდება ფორმით სამი იზოტოპი, რომლებსაც აქვთ ინდივიდუალური სახელები: 1 H - პროტიუმი (H), 2 H - დეიტერიუმი (D), 3 H - ტრიტიუმი (რადიოაქტიური) (T).

პროტიუმი და დეიტერიუმია სტაბილური იზოტოპებიმასობრივი რიცხვებით 1 და 2. ბუნებაში მათი შემცველობა არის შესაბამისად 99,9885 ± 0,0070% და 0,0115 ± 0,0070%. ეს თანაფარდობა შეიძლება ოდნავ განსხვავდებოდეს წყალბადის წარმოების წყაროსა და მეთოდის მიხედვით.

წყალბადის იზოტოპი 3 H (ტრიტიუმი) არასტაბილურია. მისი ნახევარგამოყოფის პერიოდი 12,32 წელია. ტრიტიუმი ბუნებაში ძალიან მცირე რაოდენობით გვხვდება.

ლიტერატურაში ასევე მოცემულია მონაცემები წყალბადის იზოტოპების შესახებ 4–7 მასის ნომრით და ნახევარგამოყოფის პერიოდი 10–22–10–23 წმ.

ბუნებრივი წყალბადი შედგება H 2 და HD (დეიტეროწყალბადის) მოლეკულებისგან 3200:1 თანაფარდობით. სუფთა დეიტერიუმის წყალბადის D 2 შემცველობა კიდევ უფრო ნაკლებია. HD და D 2-ის კონცენტრაციის თანაფარდობა არის დაახლოებით 6400:1.

ყველა იზოტოპიდან ქიმიური ელემენტებიწყალბადის იზოტოპების ფიზიკური და ქიმიური თვისებები ყველაზე მეტად განსხვავდება ერთმანეთისგან. ეს გამოწვეულია ატომების მასების ყველაზე დიდი ფარდობითი ცვლილების გამო.

	ტემპერატურა დნობა, კ	ტემპერატურა დუღილი, კ	სამმაგი წერტილი, კ/კპა	კრიტიკული წერტილი, კ/კპა	სიმკვრივე თხევადი/გაზი, კგ/მ³

დეიტერიუმს და ტრიტიუმს ასევე აქვთ ორთო და პარა მოდიფიკაციები: გვ-D2, ო-D2, გვ-T2, ო-T 2. ჰეტეროიზოტოპურ წყალბადს (HD, HT, DT) არ გააჩნია ორთო და პარა მოდიფიკაციები.

ქიმიური თვისებები

დისოცირებული წყალბადის მოლეკულების ფრაქცია

წყალბადის მოლეკულები H 2 საკმაოდ ძლიერია და იმისთვის, რომ წყალბადმა მოახდინოს რეაქცია, ბევრი ენერგია უნდა დაიხარჯოს:

H 2 \u003d 2H - 432 kJ

ამიტომ, ჩვეულებრივ ტემპერატურაზე, წყალბადი რეაგირებს მხოლოდ ძალიან აქტიურ ლითონებთან, როგორიცაა კალციუმი, წარმოქმნის კალციუმის ჰიდრიდს:

Ca + H 2 \u003d CaH 2

და ერთადერთი არალითონით - ფტორით, რომელიც ქმნის წყალბადის ფტორს:

წყალბადი რეაგირებს მეტალების და არამეტალების უმეტესობასთან ამაღლებულ ტემპერატურაზე ან სხვა გავლენის ქვეშ, როგორიცაა განათება:

O 2 + 2H 2 \u003d 2H 2 O

მას შეუძლია ჟანგბადი "წაიღოს" ზოგიერთი ოქსიდიდან, მაგალითად:

CuO + H 2 \u003d Cu + H 2 O

წერილობითი განტოლება ასახავს აღდგენითი თვისებებიწყალბადის.

N 2 + 3H 2 → 2NH 3

ჰალოგენებთან ერთად ქმნის წყალბადის ჰალოგენებს:

F 2 + H 2 → 2HF, რეაქცია მიმდინარეობს აფეთქებით სიბნელეში და ნებისმიერ ტემპერატურაზე,

Cl 2 + H 2 → 2HCl, რეაქცია მიმდინარეობს აფეთქებით, მხოლოდ შუქზე.

ის ურთიერთქმედებს ჭვარტლთან ძლიერი გაცხელებისას:

C + 2H 2 → CH 4

ურთიერთქმედება ტუტე და დედამიწის ტუტე ლითონებთან

აქტიურ ლითონებთან ურთიერთობისას წყალბადი აყალიბებს ჰიდრიდებს:

2Na + H 2 → 2NaH

Ca + H 2 → CaH 2

Mg + H 2 → MgH 2

ჰიდრიდები- მარილიანი, მყარიადვილად ჰიდროლიზდება:

CaH 2 + 2H 2 O → Ca(OH) 2 + 2H 2

ურთიერთქმედება ლითონის ოქსიდებთან (ჩვეულებრივ d-ელემენტებთან)

ოქსიდები იშლება ლითონებად:

CuO + H 2 → Cu + H 2 O

Fe 2 O 3 + 3H 2 → 2Fe + 3H 2 O

WO 3 + 3H 2 → W + 3H 2 O

ორგანული ნაერთების ჰიდროგენიზაცია

მოლეკულური წყალბადი ფართოდ გამოიყენება ორგანული სინთეზიორგანული ნაერთების აღდგენისთვის. ამ პროცესებს ე.წ ჰიდროგენიზაციის რეაქციები. ეს რეაქციები ტარდება კატალიზატორის თანდასწრებით ამაღლებული წნევადა ტემპერატურა. კატალიზატორი შეიძლება იყოს ერთგვაროვანი (მაგ. Wilkinson კატალიზატორი) ან ჰეტეროგენული (მაგ. Raney ნიკელი, პალადიუმი ნახშირბადზე).

ამრიგად, კერძოდ, უჯერი ნაერთების კატალიზური ჰიდროგენიზაციის დროს, როგორიცაა ალკენები და ალკინები, წარმოიქმნება გაჯერებული ნაერთები, ალკანები.

წყალბადის გეოქიმია

თავისუფალი წყალბადი H 2 შედარებით იშვიათია ხმელეთის აირებში, მაგრამ წყლის სახით იგი იღებს ექსკლუზიურად მნიშვნელოვანი მონაწილეობაგეოქიმიურ პროცესებში.

წყალბადი შეიძლება იყოს მინერალებში ამონიუმის იონის, ჰიდროქსილის იონის და კრისტალური წყლის სახით.

წყალბადი მუდმივად წარმოიქმნება ატმოსფეროში წყლის დაშლის შედეგად. მზის რადიაცია. მცირე მასის მქონე წყალბადის მოლეკულებს აქვთ დიფუზიური მოძრაობის მაღალი სიჩქარე (ის ახლოსაა მეორესთან სივრცის სიჩქარე) და ზედა ატმოსფეროში მოხვედრისას შეუძლია კოსმოსში ფრენა.

ცირკულაციის მახასიათებლები

წყალბადი ჰაერთან შერევისას წარმოქმნის ფეთქებად ნარევს - ე.წ. ეს გაზი ყველაზე ფეთქებადია მოცულობის თანაფარდობაწყალბადი და ჟანგბადი 2:1, ან წყალბადი და ჰაერი დაახლოებით 2:5, რადგან ჰაერი შეიცავს დაახლოებით 21% ჟანგბადს. წყალბადი ასევე ხანძრის საშიშროებას წარმოადგენს. თხევადი წყალბადი შეიძლება გამოიწვიოს ძლიერი მოყინვა, თუ ის კანთან მოხვდება.

წყალბადის ფეთქებადი კონცენტრაცია ჟანგბადთან ერთად მოდის 4%-დან 96%-მდე მოცულობით. ჰაერთან შერევისას მოცულობით 4%-დან 75(74)%-მდე.

Ეკონომია

წყალბადის ღირებულება დიდ საბითუმო მიწოდებებში მერყეობს $2-5-დან კგ-ზე.

განაცხადი

ატომური წყალბადი გამოიყენება ატომური წყალბადის შედუღებისთვის.

ქიმიური მრეწველობა

• ამიაკის, მეთანოლის, საპნის და პლასტმასის წარმოებაში
• თხევადი მცენარეული ზეთებისგან მარგარინის წარმოებაში
• რეგისტრირებულია როგორც საკვები დანამატი E949(გაზის შეფუთვა)

კვების ინდუსტრია

საავიაციო ინდუსტრია

წყალბადი ძალიან მსუბუქია და ყოველთვის ამოდის ჰაერში. ერთხელ საჰაერო ხომალდები და ბუშტებიივსება წყალბადით. მაგრამ 30-იან წლებში. მე -20 საუკუნე იყო რამდენიმე კატასტროფა, რომლის დროსაც საჰაერო ხომალდები აფეთქდა და დაიწვა. დღესდღეობით, საჰაერო ხომალდები სავსეა ჰელიუმით, მიუხედავად მისი მნიშვნელოვნად მაღალი ღირებულებისა.

Საწვავი

წყალბადი გამოიყენება როგორც სარაკეტო საწვავი.

მიმდინარეობს კვლევა წყალბადის, როგორც საწვავად მანქანებისთვის და სატვირთო მანქანები. წყალბადის ძრავები არ აბინძურებენ გარემოდა გამოყოფს მხოლოდ წყლის ორთქლს.

წყალბად-ჟანგბადის საწვავის უჯრედები იყენებენ წყალბადს ქიმიური რეაქციის ენერგიის უშუალოდ გარდაქმნის ელექტრო ენერგიად.

"თხევადი წყალბადი"(„LW“) არის წყალბადის აგრეგაციის თხევადი მდგომარეობა, დაბალი სპეციფიკური სიმძიმით 0,07 გ/სმ³ და კრიოგენული თვისებებით გაყინვის წერტილით 14,01 K (−259,14 °C) და დუღილის წერტილით 20,28 K (−252,87). °C). ეს არის უფერო, უსუნო სითხე, რომელიც ჰაერთან შერევისას არის ასაფეთქებელი ნივთიერებებიაალების ფაქტორის დიაპაზონით 4-75%. თხევად წყალბადში იზომერების სპინის თანაფარდობაა: 99,79% - პარაჰიდროგენი; 0,21% - ორთოწყალბადი. წყალბადის გაფართოების კოეფიციენტი შეცვლისას აგრეგაციის მდგომარეობააირისებრი არის 848:1 20°C-ზე.

როგორც ნებისმიერი სხვა გაზის შემთხვევაში, წყალბადის გათხევადება ამცირებს მის მოცულობას. გათხევადების შემდეგ „ZHV“ ინახება თბოიზოლაციურ კონტეინერებში წნევის ქვეშ. თხევადი წყალბადი თხევადი წყალბადი, LH2, LH 2) აქტიურად გამოიყენება ინდუსტრიაში, როგორც გაზის შესანახი ფორმა და კოსმოსურ ინდუსტრიაში, როგორც სარაკეტო საწვავი.

ამბავი

ხელოვნური გაგრილების პირველი დოკუმენტირებული გამოყენება 1756 წელს იყო ინგლისელმა მეცნიერმა უილიამ კალენმა, გასპარ მონჯმა პირველმა მიიღო გოგირდის ოქსიდის თხევადი მდგომარეობა 1784 წელს, მაიკლ ფარადეი იყო პირველი, ვინც მიიღო თხევადი ამიაკი, ამერიკელი გამომგონებელი ოლივერ ევანსი იყო. პირველმა შექმნა სამაცივრო კომპრესორი 1805 წელს, ჯეიკობ პერკინსი იყო პირველი, ვინც დააპატენტა გაგრილების მანქანა 1834 წელს და ჯონ გორი იყო პირველი აშშ-ში, რომელმაც დააპატენტა კონდიციონერი 1851 წელს. ვერნერ სიმენსმა შემოგვთავაზა რეგენერაციული გაგრილების კონცეფცია 1857 წელს, კარლ ლინდემ დააპატენტა მოწყობილობა თხევადი ჰაერის წარმოებისთვის კასკადური "ჯოულ-ტომსონის გაფართოების ეფექტის" და რეგენერაციული გაგრილების გამოყენებით 1876 წელს. 1885 წელს პოლონელმა ფიზიკოსმა და ქიმიკოსმა ზიგმუნდ ვრობლევსკიმ გამოაქვეყნა წყალბადის კრიტიკული ტემპერატურა 33 K, კრიტიკული წნევა 13,3 ატმ. და დუღილის წერტილი 23 K. წყალბადი პირველად გათხევადებულ იქნა ჯეიმს დიუარის მიერ 1898 წელს რეგენერაციული მაცივრის და მისი გამოგონების, Dewar ჭურჭლის გამოყენებით. თხევადი წყალბადის სტაბილური იზომერის, პარაჰიდროგენის პირველი სინთეზი ჩატარდა პოლ ჰარტეკმა და კარლ ბონჰოფერმა 1929 წელს.

სპინი წყალბადის იზომერები

ოთახის ტემპერატურაზე წყალბადი ძირითადად შედგება სპინის იზომერისგან, ორთოწყალბადისგან. წარმოების შემდეგ, თხევადი წყალბადი მეტასტაბილურ მდგომარეობაშია და უნდა გარდაიქმნას პარაჰიდროგენულ ფორმაში, რათა თავიდან იქნას აცილებული ფეთქებადი. ეგზოთერმული რეაქცია, რომელიც ხდება დაბალ ტემპერატურაზე ცვლის დროს. პარაჰიდროგენის ფაზაში გარდაქმნა ჩვეულებრივ ხორციელდება ისეთი კატალიზატორების გამოყენებით, როგორიცაა რკინის ოქსიდი, ქრომის ოქსიდი, გააქტიურებული ნახშირბადიპლატინის მოოქროვილი აზბესტი, იშვიათი მიწიერი ლითონები ან ურანის ან ნიკელის დანამატების გამოყენებით.

გამოყენება

თხევადი წყალბადი შეიძლება გამოყენებულ იქნას ძრავებისთვის საწვავის შესანახად შიგაწვისდა საწვავის უჯრედები. ამის გამოყენებით შეიქმნა სხვადასხვა წყალქვეშა ნავები (პროექტები "212A" და "214", გერმანია) და წყალბადის ტრანსპორტირების კონცეფციები. აგრეგატული ფორმაწყალბადი (იხ. მაგალითად "DeepC" ან "BMW H2R"). დიზაინის სიახლოვის გამო, "ZHV"-ზე აღჭურვილობის შემქმნელებს შეუძლიათ გამოიყენონ ან მხოლოდ შეცვალონ სისტემები, რომლებიც იყენებენ თხევად ბუნებრივ აირს ("LNG"). თუმცა, იმის გამო, რომ ქვედა მოცულობითი წონაწვის ენერგიას მეტი წყალბადი სჭირდება, ვიდრე ბუნებრივ აირს. თუ თხევადი წყალბადი გამოიყენება "CNG"-ის ნაცვლად ორმხრივ ძრავებში, ჩვეულებრივ საჭიროა უფრო მოცულობითი საწვავის სისტემა. პირდაპირი ინექციით, გაზრდილი დანაკარგები მიმღების ტრაქტში ამცირებს ცილინდრების შევსებას.

თხევადი წყალბადი ასევე გამოიყენება ნეიტრონების გასაგრილებლად ნეიტრონების გაფანტვის ექსპერიმენტებში. ნეიტრონისა და წყალბადის ბირთვის მასები თითქმის თანაბარია, ამიტომ ენერგიის გაცვლა ხდება ელასტიური შეჯახებაყველაზე ეფექტური.

უპირატესობები

წყალბადის გამოყენების უპირატესობა მისი გამოყენების „ნულოვანი გამონაბოლქვია“. ჰაერთან მისი ურთიერთქმედების პროდუქტი წყალია.

დაბრკოლებები

ერთი ლიტრი "ZHV" იწონის მხოლოდ 0,07 კგ. ანუ მისი სპეციფიკური სიმძიმეარის 70,99 გ/ლ 20 კ ტემპერატურაზე. თხევადი წყალბადი საჭიროებს კრიოგენულ შენახვის ტექნოლოგიას, როგორიცაა სპეციალური თერმულად იზოლირებული კონტეინერები და საჭიროებს სპეციალურ დამუშავებას, რაც საერთოა ყველა კრიოგენული მასალისთვის. ამ მხრივ ახლოსაა თხევადი ჟანგბადი, მაგრამ ხანძრის საშიშროების გამო მეტ სიფრთხილეს მოითხოვს. იზოლირებულ კონტეინერებშიც კი ძნელია მისი შენახვა დაბალ ტემპერატურაზე, რომელიც საჭიროა მისი თხევადი შესანარჩუნებლად (როგორც წესი, ის აორთქლდება დღეში 1% სიჩქარით). მისი მოპყრობისას წყალბადთან მუშაობისას ასევე საჭიროა უსაფრთხოების ჩვეული ზომების დაცვა - საკმარისად ცივია ჰაერის გათხევადებისთვის, რომელიც ფეთქებადია.

რაკეტის საწვავი

თხევადი წყალბადი არის სარაკეტო საწვავის საერთო კომპონენტი, რომელიც გამოიყენება გამშვები მანქანების რეაქტიული აჩქარებისთვის და კოსმოსური ხომალდი. თხევადი საწვავის სარაკეტო ძრავების უმეტესობაში წყალბადი პირველად გამოიყენება საქშენის და ძრავის სხვა ნაწილების რეგენერაციულად გასაგრილებლად, სანამ იგი შერეული იქნება ოქსიდიზატორთან და დაიწვება ბიძგის წარმოქმნით. თანამედროვე H 2 / O 2 ძრავებით მოხმარებული ძრავები მოიხმარენ წყალბადით მდიდარ საწვავის ნარევს, რაც იწვევს გამონაბოლქვში წყალბადის ნაწილს. გარდა იმისა, რომ ზრდის ძრავის სპეციფიკურ იმპულსს მოლეკულური წონის შემცირებით, ეს ასევე ამცირებს საქშენისა და წვის კამერის ეროზიას.

„ZHV“-ის გამოყენების ისეთი დაბრკოლებები სხვა სფეროებში, როგორიცაა კრიოგენული ბუნება და დაბალი სიმკვრივე, ასევე შემაკავებელი საშუალებაა გამოსაყენებლად ამ საქმეს. 2009 წლისთვის არის მხოლოდ ერთი გამშვები მანქანა (LV "Delta-4"), რომელიც მთლიანად წყალბადის რაკეტაა. ძირითადად „ZHV“ გამოიყენება რაკეტების ზედა საფეხურებზე, ან ბლოკებზე, რომლებიც ვაკუუმში კოსმოსში ტვირთის გაშვების სამუშაოს მნიშვნელოვან ნაწილს ასრულებენ. ამ ტიპის საწვავის სიმკვრივის გაზრდის ერთ-ერთ ღონისძიებად არის წინადადებები ლამის მსგავსი წყალბადის, ანუ „ZHV“ ნახევრად გაყინული ფორმის გამოყენების შესახებ.

პერიოდულ სისტემაში აქვს თავისი გარკვეული ადგილიპოზიცია, რომელიც ასახავს მის მიერ გამოვლენილ თვისებებს და საუბრობს მის შესახებ ელექტრონული სტრუქტურა. თუმცა, მათ შორის არის ერთი სპეციალური ატომი, რომელიც ერთდროულად ორ უჯრედს იკავებს. იგი განლაგებულია ელემენტების ორ ჯგუფში, რომლებიც სრულიად საპირისპიროა მათი გამოვლენილი თვისებებით. ეს არის წყალბადი. ეს თვისებები მას უნიკალურს ხდის.

წყალბადი არ არის მხოლოდ ელემენტი, არამედ მარტივი ნივთიერება, ისევე როგორც ბევრის განუყოფელი ნაწილი რთული კავშირებიბიოგენური და ორგანული ელემენტი. ამიტომ, უფრო დეტალურად განვიხილავთ მის მახასიათებლებსა და თვისებებს.

წყალბადი, როგორც ქიმიური ელემენტი

წყალბადი არის მთავარი ქვეჯგუფის პირველი ჯგუფის ელემენტი, ასევე პირველი მცირე პერიოდის მთავარი ქვეჯგუფის მეშვიდე ჯგუფი. ეს პერიოდი შედგება მხოლოდ ორი ატომისგან: ჰელიუმი და ელემენტი, რომელსაც ჩვენ განვიხილავთ. მოდით აღვწეროთ პერიოდულ სისტემაში წყალბადის პოზიციის ძირითადი მახასიათებლები.

1. წყალბადის სერიული ნომერია 1, ელექტრონების რაოდენობა იგივეა, შესაბამისად, პროტონების რაოდენობა იგივეა. ატომური მასა არის 1.00795. არსებობს ამ ელემენტის სამი იზოტოპი მასობრივი ნომრებით 1, 2, 3. თუმცა, თითოეული მათგანის თვისებები ძალიან განსხვავებულია, ვინაიდან წყალბადის მასის თუნდაც ერთით გაზრდა მაშინვე ორმაგდება.
2. ის ფაქტი, რომ ის შეიცავს მხოლოდ ერთ ელექტრონს გარედან, საშუალებას აძლევს მას წარმატებით გამოავლინოს როგორც ჟანგვის, ასევე შემცირების თვისებები. გარდა ამისა, ელექტრონის გათავისუფლების შემდეგ ის რჩება თავისუფალ ორბიტალად, რომელიც მონაწილეობს ფორმირებაში ქიმიური ობლიგაციებიდონორ-აქცეპტორი მექანიზმის მიხედვით.
3. წყალბადი არის ძლიერი შემცირების აგენტი. ამიტომ მის მთავარ ადგილად მთავარი ქვეჯგუფის პირველი ჯგუფი ითვლება, სადაც ყველაზე მეტად ლიდერობს აქტიური ლითონები- ტუტე.
4. თუმცა, ძლიერ შემამცირებელ აგენტებთან ურთიერთობისას, როგორიცაა, მაგალითად, ლითონები, ის ასევე შეიძლება იყოს ჟანგვის აგენტი, რომელიც იღებს ელექტრონს. ამ ნაერთებს ჰიდრიდებს უწოდებენ. ამის საფუძველზე ის ხელმძღვანელობს ჰალოგენების ქვეჯგუფს, რომელთანაც ის მსგავსია.
5. მადლობა ძალიან პატარა ატომური მასაწყალბადი ითვლება ყველაზე მსუბუქ ელემენტად. გარდა ამისა, მისი სიმკვრივე ასევე ძალიან დაბალია, ამიტომ ის ასევე სიმსუბუქის ეტალონია.

ამრიგად, აშკარაა, რომ წყალბადის ატომი სრულიად უნიკალურია, ყველა სხვა ელემენტისგან განსხვავებით. შესაბამისად მისი თვისებებიც განსაკუთრებულია, ჩამოყალიბებული კი მარტივი და რთული ნივთიერებებიძალიან მნიშვნელოვანი. განვიხილოთ ისინი შემდგომში.

მარტივი ნივთიერება

თუ ვსაუბრობთ ამ ელემენტზე, როგორც მოლეკულაზე, მაშინ უნდა ვთქვათ, რომ ის არის დიატომური. ანუ წყალბადი (მარტივი ნივთიერება) არის აირი. მისი ემპირიული ფორმულა დაიწერება როგორც H 2, ხოლო გრაფიკული - სინგლის მეშვეობით სიგმა ბმა H-H. ატომებს შორის ბმის წარმოქმნის მექანიზმი კოვალენტური არაპოლარულია.

1. მეთანის ორთქლის რეფორმირება.
2. ქვანახშირის გაზიფიცირება - პროცესი გულისხმობს ნახშირის გათბობას 1000 0 C-მდე, რის შედეგადაც წარმოიქმნება წყალბადი და ნახშირბადის მაღალი შემცველობა.
3. ელექტროლიზი. ეს მეთოდიშეიძლება გამოყენებულ იქნას მხოლოდ სხვადასხვა მარილის წყალხსნარებისთვის, რადგან დნება არ იწვევს წყლის გამონადენს კათოდში.

წყალბადის წარმოების ლაბორატორიული მეთოდები:

1. ლითონის ჰიდრიდების ჰიდროლიზი.
2. განზავებული მჟავების მოქმედება აქტიურ ლითონებზე და საშუალო აქტივობაზე.
3. ურთიერთქმედება ტუტე და ტუტე დედამიწის ლითონებიწყლით.

მიღებული წყალბადის შესაგროვებლად აუცილებელია სინჯარის თავდაყირა შენარჩუნება. ყოველივე ამის შემდეგ, ეს გაზი არ შეიძლება შეგროვდეს ისე, როგორც, მაგალითად, ნახშირორჟანგი. ეს არის წყალბადი, ის გაცილებით მსუბუქია ვიდრე ჰაერი. სწრაფად იშლება და დიდი რაოდენობითჰაერთან შერევისას ფეთქდება. ამიტომ, მილი უნდა იყოს შებრუნებული. შევსების შემდეგ უნდა დაიხუროს რეზინის საცობით.

შეგროვებული წყალბადის სისუფთავის შესამოწმებლად კისერზე უნდა მიიტანოთ ანთებული ასანთი. თუ ბამბა ყრუ და მშვიდია, მაშინ გაზი სუფთაა, ჰაერის მინიმალური მინარევებით. თუ ხმამაღალი და სასტვენია - ბინძური, თან დიდი წილიუცხო კომპონენტები.

გამოყენების სფეროები

როდესაც წყალბადი იწვის, ის გამოიყოფა დიდი რიცხვიენერგია (სითბო), რომ ეს გაზი ითვლება ყველაზე მომგებიან საწვავად. გარდა ამისა, ის ეკოლოგიურად სუფთაა. თუმცა, მისი გამოყენება ამ სფეროში ამჟამად შეზღუდულია. ეს გამოწვეულია სუფთა წყალბადის სინთეზის გაუაზრებელი და გადაუჭრელი პრობლემებით, რომელიც გამოდგება საწვავად რეაქტორებში, ძრავებში და პორტატულ მოწყობილობებში, ასევე საცხოვრებელი გათბობის ქვაბებში.

ყოველივე ამის შემდეგ, ამ გაზის მოპოვების მეთოდები საკმაოდ ძვირია, ამიტომ პირველ რიგში აუცილებელია სინთეზის სპეციალური მეთოდის შემუშავება. ის, რომელიც საშუალებას მოგცემთ მიიღოთ პროდუქტი დიდი მოცულობადა მინიმალური ხარჯებით.

არსებობს რამდენიმე ძირითადი სფერო, რომლებშიც გამოიყენება გაზი, რომელსაც ჩვენ განვიხილავთ.

1. ქიმიური სინთეზები. ჰიდროგენიზაციის საფუძველზე მიიღება საპნები, მარგარინი და პლასტმასი. წყალბადის მონაწილეობით სინთეზირდება მეთანოლი და ამიაკი, ისევე როგორც სხვა ნაერთები.
2. AT Კვების ინდუსტრია- როგორც დანამატი E949.
3. საავიაციო მრეწველობა (სარაკეტო მშენებლობა, ავიამშენებლობა).
4. ენერგეტიკის ინდუსტრია.
5. მეტეოროლოგია.
6. ეკოლოგიურად სუფთა ტიპის საწვავი.

ცხადია, წყალბადი ისეთივე მნიშვნელოვანია, როგორც ბუნებაში უხვად. მეტი დიდი როლიდაუკრავენ მის მიერ წარმოქმნილ სხვადასხვა ნაერთებს.

წყალბადის ნაერთები

ეს არის რთული ნივთიერებები, რომლებიც შეიცავს წყალბადის ატომებს. ასეთი ნივთიერებების რამდენიმე ძირითადი ტიპი არსებობს.

1. წყალბადის ჰალოიდები. ზოგადი ფორმულა- ჰალ. მათ შორის განსაკუთრებული მნიშვნელობა აქვს წყალბადის ქლორიდს. ეს არის გაზი, რომელიც წყალში იხსნება მარილმჟავას ხსნარის წარმოქმნით. ეს მჟავა გვხვდება ფართო აპლიკაციათითქმის ყველაში ქიმიური სინთეზები. და ორგანულიც და არაორგანულიც. წყალბადის ქლორიდი არის ნაერთი, რომელსაც აქვს ემპირიული ფორმულა HCL და ერთ-ერთი უდიდესია წლიური წარმოების თვალსაზრისით ჩვენს ქვეყანაში. წყალბადის ჰალოიდები ასევე შეიცავს წყალბადის იოდიდს, წყალბადის ფტორს და წყალბადის ბრომიდს. ყველა მათგანი ქმნის შესაბამის მჟავებს.
2. აქროლადი თითქმის ყველა მათგანი საკმაოდ მომწამვლელი აირებია. მაგალითად, წყალბადის სულფიდი, მეთანი, სილანი, ფოსფინი და სხვა. თუმცა, ისინი ძალიან აალებადია.
3. ჰიდრიდები არის ნაერთები ლითონებთან. ისინი მიეკუთვნებიან მარილების კლასს.
4. ჰიდროქსიდები: ფუძეები, მჟავები და ამფოტერული ნაერთები. მათი შემადგენლობა აუცილებლად შეიცავს წყალბადის ატომს, ერთ ან მეტს. მაგალითი: NaOH, K 2 , H 2 SO 4 და სხვა.
5. წყალბადის ჰიდროქსიდი. ეს ნაერთი უფრო ცნობილია როგორც წყალი. წყალბადის ოქსიდის სხვა სახელი. ემპირიული ფორმულა ასე გამოიყურება - H 2 O.
6. Წყალბადის ზეჟანგი. ეს არის ყველაზე ძლიერი ჟანგვის აგენტი, რომლის ფორმულაა H 2 O 2.
7. მრავალრიცხოვანი ორგანული ნაერთები: ნახშირწყალბადები, ცილები, ცხიმები, ლიპიდები, ვიტამინები, ჰორმონები, ეთერზეთები და სხვა.

ცხადია, ჩვენს მიერ განხილული ელემენტის ნაერთების მრავალფეროვნება ძალიან დიდია. ეს კიდევ ერთხელ ადასტურებს მის მაღალ მნიშვნელობას ბუნებისა და ადამიანისთვის, ისევე როგორც ყველა ცოცხალი არსებისთვის.

არის საუკეთესო გამხსნელი

როგორც ზემოთ აღინიშნა, საერთო სახელი მოცემული ნივთიერება- წყალი. შედგება ორი წყალბადის და ერთი ჟანგბადის ატომისგან, რომლებიც ერთმანეთთან კოვალენტურია პოლარული ობლიგაციები. წყლის მოლეკულა არის დიპოლური, რაც ხსნის მის ბევრ თვისებას. კერძოდ, ის ფაქტი, რომ ეს არის უნივერსალური გამხსნელი.

ზუსტად ზე წყლის გარემოთითქმის ყველაფერი ხდება ქიმიური პროცესები. პლასტმასის შიდა რეაქციები და ენერგეტიკული მეტაბოლიზმიცოცხალ ორგანიზმებში ასევე ხორციელდება წყალბადის ოქსიდის გამოყენებით.

ყველაზე მეტად წყალი ითვლება მნიშვნელოვანი ნივთიერებაპლანეტაზე. ცნობილია, რომ მის გარეშე ვერც ერთი ცოცხალი ორგანიზმი ვერ იცოცხლებს. დედამიწაზე მას შეუძლია არსებობდეს აგრეგაციის სამ მდგომარეობაში:

• თხევადი;
• გაზი (ორთქლი);
• მყარი (ყინული).

წყალბადის იზოტოპიდან გამომდინარე, რომელიც მოლეკულის ნაწილია, არსებობს სამი სახის წყალი.

1. მსუბუქი ან პროტიუმი. იზოტოპი მასობრივი რიცხვით 1. ფორმულა არის H 2 O. ეს არის ჩვეულებრივი ფორმა, რომელსაც ყველა ორგანიზმი იყენებს.
2. დეიტერიუმი ან მძიმე, მისი ფორმულაა D 2 O. შეიცავს იზოტოპს 2 H.
3. სუპერ მძიმე ან ტრიტიუმი. ფორმულა ჰგავს T 3 O, იზოტოპი არის 3 H.

პლანეტაზე სუფთა პროტიუმის წყლის მარაგი ძალიან მნიშვნელოვანია. ეს უკვე ბევრ ქვეყანაში აკლია. მუშავდება მეთოდები მარილიანი წყლის დასამუშავებლად სასმელი წყლის მისაღებად.

წყალბადის ზეჟანგი უნივერსალური საშუალებაა

ეს ნაერთი, როგორც ზემოთ აღინიშნა, შესანიშნავი ჟანგვის აგენტია. თუმცა, ძლიერ წარმომადგენლებთან ერთად მას შეუძლია მოიქცეს როგორც შემამცირებელი. გარდა ამისა, მას აქვს გამოხატული ბაქტერიციდული ეფექტი.

ამ ნაერთის სხვა სახელია პეროქსიდი. სწორედ ამ ფორმით გამოიყენება მედიცინაში. მოცემული ნაერთის კრისტალური ჰიდრატის 3%-იანი ხსნარი არის სამედიცინო პრეპარატი, რომელიც გამოიყენება მცირე ჭრილობების დასამუშავებლად მათი დეკონტამინაციის მიზნით. თუმცა დადასტურებულია, რომ ამ შემთხვევაში დროთა განმავლობაში ჭრილობის შეხორცება იზრდება.

წყალბადის ზეჟანგი ასევე გამოიყენება სარაკეტო საწვავი, დეზინფექციისა და გაუფერულების ინდუსტრიაში, როგორც ქაფის აგენტი შესაბამისი მასალების წარმოებისთვის (მაგალითად, ქაფი). გარდა ამისა, პეროქსიდი ხელს უწყობს აკვარიუმების გაწმენდას, თმის გაუფერულებას და კბილების გათეთრებას. თუმცა, ამავდროულად აზიანებს ქსოვილებს, ამიტომ ამ მიზნით არ არის რეკომენდებული სპეციალისტების მიერ.