pakikipag-ugnayan sa tubig form alkali; c) pasibo, hindi aktibo; b) kapag nakikipag-ugnayan sa mga metal, bumubuo sila ng mga asin; G) tipikal na mga metal; 2. Isang metal na maaaring magamit upang makagawa ng hydrogen (sa pamamagitan ng pagtugon nito sa tubig sa n.a.): a) Zn; b) Mg; c) Au; d) Hg; e) K; 3. Ang mga oxide at hydroxides na may kakayahang tumugon sa parehong mga acid at alkali ay tinatawag na: a) amphoteric b) acidic c) basic 4. Mula kaliwa hanggang kanan sa mga period, mga katangian ng metal: a) tumaas b) humina c) nananatiling hindi nagbabago 5 Mga subgroup ng side element VII pangkat: a) chlorine b) phosphorus c) manganese d) francium 6. Ang singil ng atomic nucleus ay tinutukoy: a) sa pamamagitan ng bilang ng panahon b) sa pamamagitan ng numero ng pangkat c) sa pamamagitan ng serial number 7. Ang parehong sa istraktura ng mga atomo ng mga elemento na may mga serial number 17 at 35: a ) kabuuan mga electron; c) dami mga antas ng elektroniko; d) ang bilang ng mga electron sa huling antas ng enerhiya; b) ang bilang ng mga neutron; 8. Aytem na may elektronikong pormula 1s22s2p63s2p4: a) carbon; b) asupre; c) murang luntian; d) sosa; 9. Ang carbon atom ay may elektronikong formula: a) 1s22s22p3 b) 1s22s2 c) 1s22s22p2 10. Aling elementong atom ang may sumusunod na istraktura ng huling antas ng enerhiya ... 3s23p5: a) posporus; b) fluorine; c) murang luntian; d) magnesiyo; 11. Ang bilang ng mga hindi magkapares na electron sa electron shell ng elemento No. 19: a) 1; b) 2; sa 3; d) 4; 12. Serial number ng elemento na ang mga atomo ay may kakayahang bumuo ng pinakamataas na oxide ng RO3 type: a) No. 11 (sodium); b) No. 14 (silicon); c) No. 16 (sulfur); 13. Ang isang elemento na may electronic formula na 1s22s22p63s23p5 ay bumubuo ng volatile hydrogen bond uri: a) RH4; b) RH3; c) H2R; d) HR; 14. Ang dami ng 3 mol ng hydrogen sa normal na kondisyon: a) 22.4 l; b) 44.8 l; c) 67.2 l; d) 89.6 l; e) 112 l; 15. Elemento ng ikaapat na yugto, na matatagpuan sa pangalawang subgroup; ang oxide at hydroxide ay nagpapakita ng amphoteric character. Ang elementong ito ay bumubuo ng oxide type RO at hydroxide R(OH)2. a) magnesium b) calcium c) zinc d) carbon 16. Maximum valency ng silicon: a) IV b) V c) VI d) VII 17. Minimum valency ng selenium (No. 34): a) I b) II c ) III d ) IV 18. Molecular mass asin na nakuha sa pakikipag-ugnayan ng dalawa mas mataas na mga oxide mga elemento na may pagsasaayos ng atom sa kanila, ayon sa pagkakabanggit, 1s22s22p63s23p64s1 at 1s22s22p3 ay katumbas ng: a) 85; b) 111; c) 63; d) 101; e) 164; 19. Produktong "X", na nakuha bilang resulta ng mga pagbabagong-anyo: Al salt Al (OH) 3 X a) Al Cl3 b) Al H3 c) Na Al O2 d) Al e) Al2O3 20. Ang kabuuan ng mga coefficient sa equation ng reaksyon, ang scheme kung saan H2S + O2 → SO2 + H2O a) 5; b) 6; sa 7; d) 8; e) 9; 21. Molar mass magnesium oxide (sa g/mol): a) 24; b) 36; c) 40; d) 80; e) 82; 22. Ang bilang ng mga moles ng iron oxide (III) na bumubuo sa 800 g koneksyon na ito: a) 1; b) 2; sa 3; d) 4; e) 5; 23. Sa panahon ng pagkasunog ng 8 g ng CH4 methane, 401 kJ ng init ang pinakawalan. Kalkulahin ang thermal effect (Q) ng kemikal na reaksyon CH4 (g) + 2O2 (g) = CO2 (g) + 2H2O (g) + Q: a) + 401 kJ; b) + 802 kJ; c) - 802 kJ; d) + 1604 kJ; e) - 1604 kJ; 24. Sa ilalim ng normal na mga kondisyon, 128 g ng oxygen ang sumasakop sa dami: a) 11.2 l; b) 22.4 l; c) 44.8 l; d) 67.2 l; e) 89.6 l; 25. Mass fraction hydrogen sa SiH4 compound ay: a) 30%; b) 12.5%; c) 40%; d) 60%; e) 65%; 26. Ang mass fraction ng oxygen sa EO2 compound ay 50%. Ang pangalan ng elementong E sa tambalan: a) nitrogen; b) titan; c) asupre; d) siliniyum; e) carbon; 27. Ang bilang ng mga moles ng iron oxide (III) na nakikipag-ugnayan sa 44.8 liters ng hydrogen (n.o.): a) 0.67 mol; b) 2 mol; c) 0.3 mol; d) 0.4 mol; e) 5 mol; 28. Timbang ng hydrochloric acid kinakailangan upang makakuha ng 44.8 litro ng hydrogen (n.o.) (Mg + 2HCl = MgCl2 + H2): a) 146 g; b) 73 g; c) 292 g; d) 219 g; e) 20 g; 29. Mass ng asin na nakapaloob sa 400 g ng 80% sodium chloride solution: a) 146 g; b) 320 g; c) 210 g; d) 32 g; e) 200 g; 30. Ang masa ng asin, na nabuo sa pamamagitan ng pakikipag-ugnayan ng potassium hydroxide na may 300 g ng isang 65% na solusyon ng orthophosphoric acid: a) 422 g; b) 196 g; c) 360 g; d) 435 g; e) 200 g;
Ang hydrogen ay ang pinakasimple sa lahat ng elemento at ang pinaka-sagana sa kalikasan. Alam na ng mga matatandang mag-aaral na ang mga reaksyon ng mga metal tulad ng magnesiyo at sink na may dilute mga inorganikong acid humantong sa pagbuo ng hydrogen. Alam din nila ang tungkol sa pagsubok ng hydrogen gas na may katangiang "pop". Ang hydrogen ay kasama sa mga formula ng karamihan mga simpleng koneksyon, kung saan nagsisimula ang pag-aaral ng kimika sa paaralan, tulad ng water methane sulpuriko acid ammonia at ethanol
Ang hydrogen ay ang pinaka-masaganang elemento sa uniberso. Sa pamamagitan ng umiiral na mga pagtatantya, ang hydrogen ay bumubuo ng higit sa 90% ng mga atomo at humigit-kumulang 75% ng masa ng uniberso. Sa mga elemento na umiiral sa Earth, ang hydrogen ay ang ika-siyam na pinaka-sagana. Binubuo nito ang 0.76% ng masa ng Earth at matatagpuan sa halos kasing dami iba't ibang mga compound parang carbon. Karamihan mahalagang koneksyon Ang natural na nagaganap na hydrogen ay tubig. Ang hydrogen ay matatagpuan din sa mga organikong compound tulad ng karbon at langis.
Ang hydrogen ay hindi lamang isa sa mga pinakakaraniwang elemento, ito rin ay ganap na naiiba sa lahat ng iba pang elemento sa isang bilang ng mga kemikal at pisikal na katangian nito. Bilang karagdagan, ito ay bumubuo ng isang espesyal na serye ng mga compound. Ito ang tanging elemento kung saan pinangalanan ang isang kakaibang uri. kemikal na dumidikit(tingnan ang seksyon 2.1). Mayroong mga konsepto tulad ng H-bomba(tingnan ang seksyon 1.3), isang hydrogen bacterium, at kahit na enerhiya ng hydrogen(tingnan sa ibaba).
Ang hydrogen bacteria ay nakakagawa ng enerhiya sa pamamagitan ng pag-oxidize ng hydrogen sa tubig. Ang enerhiya na ito ay kailangan ng hydrogen bacteria upang sumipsip ng carbon dioxide. Sa ilalim ng ilang mga kundisyon, sila rin ay may kakayahang mag-oxidize ng ilang mga organic compound.
Ang hydrogen ay ang tanging elemento na isang nasusunog na gas. Iyon ang dahilan kung bakit ang Flemish chemist na si J. B. Van Helmont (1579-1644), na unang naghiwalay ng hydrogen, ay tinawag itong "nasusunog na gas". Sa ilalim ng mga kondisyon ng laboratoryo, unang nakuha ang hydrogen sa pamamagitan ng pagkilos ng isang acid sa bakal ni T. Mayern, at nang maglaon (noong 1672) ni R. Boyle. Noong 1766, ang hydrogen ay maingat na pinag-aralan ng English chemist at physicist na si G. Cavendish, na tinawag itong "combustible air". Ang pangalang "hydrogen" ay ipinakilala ni Lavoisier, na bumuo ng salitang Latin na "hydrogen" mula sa mga salitang Griyego"hydro" (tubig) at "genes" (pagsilang).
Antoine Laurent Lavoisier (1743-1794)
Ang Lavoisier ay itinuturing na tagapagtatag modernong kimika. Ang kanyang pinakamahalagang kontribusyon sa kimika ay nakasalalay sa pagbagsak ng maling teorya ng phlogiston. Ayon sa teoryang ito, ang lahat ng nasusunog na sangkap ay binubuo ng dalawang bahagi - phlogiston at sukat. Kapag nasusunog ang isang nasusunog na sangkap, nawawala ang phlogiston at nagiging sukat ("abo" o "dayap"). Eksperimento na ipinakita ni Lavoisier na ang oxygen mula sa hangin ay nakikibahagi sa proseso ng pagkasunog. Itinatag din niya ang papel ng oxygen sa paghinga at sa unang pagkakataon ay nagsimulang makilala ang pagitan ng mga elemento at compound.
Antoine Lavoisier (mula sa isang pagpipinta ni Talstrup).
Ang istraktura ng hydrogen atom
Ang hydrogen atom ay may pinakasimpleng istraktura: ito ay binubuo ng isang nucleus, na isang proton, at isang electron, na matatagpuan sa ls-orbital na nakapalibot sa nucleus (tingnan ang Seksyon 1.2). ganyan simpleng istraktura nagiging sanhi ng marami natatanging katangian hydrogen. Una, ang hydrogen atom ay mayroon lamang isang valence shell ng elektron. Samakatuwid, ang tanging elektron nito ay hindi pinoprotektahan mula sa pagkilos ng singil ng nucleus ng mga panloob na electron. Pangalawa, ito panlabas na shell ito ay sapat na upang makakuha o mawala lamang ng isang electron upang makamit ang isang matatag elektronikong pagsasaayos. Sa wakas, dahil ang hydrogen atom ay binubuo lamang ng isang electron at isang proton, ito ay napakaliit. Sa katunayan, ang covalent radius nito (0.029 nm) at van der Waals radius (0.12 nm) ay pinakamababang halaga sa lahat ng elemento (tingnan ang seksyon 2.2). Ang mga tampok na ito ay nagpapaliwanag ng marami mga natatanging katangian hydrogen at ang espesyal na posisyon nito sa periodic table.
Posisyon sa periodic table
Dahil ang hydrogen atom, nawawala ang nag-iisang elektron nito, ay bumubuo ng isang singilin positibong ion, ang elementong ito ay inilalagay sa tuktok ng pangkat 1 sa periodic table. Gayunpaman, kahit na ang hydrogen sa ilalim ng ilang mga kundisyon ay maaaring makuha
Talahanayan 12.1. Ionization energies ng hydrogen, lithium at sodium
Talahanayan 12.2. Electron affinity ng hydrogen, fluorine at chlorine
Talahanayan 12.3. Average na bond enthalpies sa hydrogen, fluorine at chlorine molecules
mga katangian ng metal (tingnan ang Fig. 2.15), sa ilalim ng normal na mga kondisyon ay nakakakita lamang ito ng mga di-metal na katangian. Ang paghahambing ng enerhiya ng ionization nito sa enerhiya ng ionization ng lithium at sodium (Talahanayan 12.1) ay nagpapakita na ang hydrogen ay ibang-iba sa ibang mga elemento ng pangkat I. mga metal na alkali.
Ang hydrogen atom ay may kakayahan din, kahit na may kahirapan, na mag-attach ng isang electron, na bumubuo ng isang ion. Gayunpaman, ang hydrogen ay hindi isang p-element, at ang paghahambing ng electron affinity nito (tingnan ang Seksyon 2.1) sa electron affinity ng fluorine at chlorine (Talahanayan 12.2) ay nagpapakita na hindi ito kabilang sa Group VII.
Napansin din namin na kahit na ang hydrogen, tulad ng mga halogens, ay bumubuo ng mga diatomic molecule, ang bono sa hydrogen molecule ay mas malakas kaysa sa mga molekula ng fluorine o chlorine. Ito ay mapapatunayan sa pamamagitan ng paghahambing ng kanilang mga bond enthalpies (tingnan ang Seksyon 5.3), na nakasaad sa Talahanayan. 12.3.
Ang pinakakaraniwang elemento ng kemikal sa uniberso ay hydrogen. Ito ay isang uri ng panimulang punto, dahil sa periodic table ito atomic number katumbas ng isa. Inaasahan ng sangkatauhan na matutunan ang higit pa tungkol sa kanya bilang isa sa mga pinaka posible Sasakyan sa hinaharap. Ang hydrogen ay ang pinakasimpleng, pinakamagaan, pinakakaraniwang elemento, ito ay sagana sa lahat ng dako - pitumpu't limang porsyento ng kabuuang masa ng bagay. Ito ay nasa anumang bituin, lalo na sa maraming hydrogen mga higante ng gas. Ang papel nito sa stellar fusion reactions ay susi. Kung walang hydrogen, walang tubig, na nangangahulugang walang buhay. Naaalala ng lahat na ang isang molekula ng tubig ay naglalaman ng isang atom ng oxygen, at ang dalawang atom sa loob nito ay hydrogen. Ito ay para sa lahat sikat na formula H 2 O.
Paano natin ito ginagamit
Natuklasan ang hydrogen noong 1766 Henry Cavendish kapag sinusuri ang reaksyon ng oksihenasyon ng metal. Pagkatapos ng ilang taon ng pagmamasid, napagtanto niya na sa proseso ng pagsunog ng hydrogen, nabuo ang tubig. Noong nakaraan, ihiwalay ng mga siyentipiko ang elementong ito, ngunit hindi ito itinuturing na independyente. Noong 1783, ang hydrogen ay binigyan ng pangalang hydrogen (isinalin mula sa Griyegong "hydro" - tubig, at "gene" - upang manganak). Ang elementong bumubuo ng tubig ay hydrogen. Ito ay isang gas na ang molecular formula ay H 2 . Kung ang temperatura ay malapit sa temperatura ng silid at ang presyon ay normal, ang elementong ito ay hindi mahahalata. Ang hydrogen ay hindi maaaring mahuli ng mga pandama ng tao - ito ay walang lasa, walang kulay, walang amoy. Ngunit sa ilalim ng presyon at sa temperatura na -252.87 C (napakalamig!) Ang gas na ito ay tumutunaw. Ito ay kung paano ito naka-imbak, dahil sa anyo ng isang gas ito ay tumatagal ng marami mas maraming espasyo. Ginagamit ang likidong hydrogen bilang rocket fuel.
Ang hydrogen ay maaaring maging solid, metal, ngunit para dito, kailangan ang ultra-high pressure, at ito ang ginagawa ngayon ng mga pinakakilalang siyentipiko, physicist at chemist. Ngayon ang elementong ito ay nagsisilbing alternatibong gasolina para sa transportasyon. Ang paglalapat nito ay katulad ng kung paano gumagana ang isang makina. panloob na pagkasunog: Kapag nasunog ang hydrogen, maraming kemikal na enerhiya nito ang inilalabas. Praktikal din na nakabuo ng isang paraan upang lumikha fuel cell batay dito: kapag pinagsama sa oxygen, nangyayari ang isang reaksyon, at sa pamamagitan nito, nabuo ang tubig at kuryente. Posible na ang transportasyon ay malapit nang "lumipat" sa halip na gasolina sa hydrogen - maraming mga automaker ang interesado sa paglikha ng mga alternatibong materyales na nasusunog, at may ilang mga tagumpay. Ngunit ang isang purong hydrogen engine ay nasa hinaharap pa rin, maraming mga paghihirap. Gayunpaman, ang mga pakinabang ay tulad na ang paglikha ng isang tangke ng gasolina na may solid hydrogen ay puspusan, at hindi uurong ang mga siyentipiko at inhinyero.
Pangunahing impormasyon
Hydrogenium (lat.) - hydrogen, una serial number sa periodic table, denoted H. Ang hydrogen atom ay may mass na 1.0079, ito ay isang gas na sa ilalim ng normal na mga kondisyon ay walang lasa, walang amoy, walang kulay. Inilarawan ng mga chemist mula noong ikalabing-anim na siglo ang isang tiyak na nasusunog na gas, na nagsasaad nito sa iba't ibang paraan. Ngunit ito pala ay para sa lahat parehong kondisyon- kapag ang metal ay inaatake ng acid. Ang hydrogen, kahit na si Cavendish mismo, sa loob ng maraming taon ay tinawag lamang na "nasusunog na hangin." Noong 1783 lamang napatunayan ni Lavoisier na mayroon ang tubig kumplikadong komposisyon, sa pamamagitan ng synthesis at pagsusuri, at pagkaraan ng apat na taon ay binigyan niya ang "nasusunog na hangin" ng modernong pangalan nito. Ang ugat nito tambalang salita ay malawakang ginagamit kapag kinakailangan na pangalanan ang mga hydrogen compound at anumang proseso kung saan ito nakikilahok. Halimbawa, hydrogenation, hydride at iba pa. At ang pangalang Ruso ay iminungkahi noong 1824 ni M. Solovyov.
Sa kalikasan, ang pamamahagi ng elementong ito ay walang katumbas. Sa lithosphere at hydrosphere crust ng lupa ang masa nito ay isang porsyento, ngunit ang mga atomo ng hydrogen ay kasing dami ng labing anim na porsyento. Ang pinakakaraniwang tubig sa Earth, at 11.19% ayon sa timbang dito ay hydrogen. Gayundin, tiyak na naroroon ito sa halos lahat ng mga compound na bumubuo ng langis, karbon, lahat ng natural na gas, luad. Mayroong hydrogen sa lahat ng mga organismo ng mga halaman at hayop - sa komposisyon ng mga protina, taba, nucleic acid, carbohydrates, at iba pa. Ang libreng estado para sa hydrogen ay hindi pangkaraniwan at halos hindi nangyayari - napakakaunti nito sa natural at bulkan na mga gas. Isang napakababang halaga ng hydrogen sa kapaligiran - 0.0001%, sa mga tuntunin ng bilang ng mga atomo. Sa kabilang banda, ang buong stream ng mga proton ay kumakatawan sa hydrogen sa malapit sa Earth space, na bumubuo sa panloob na radiation belt ng ating planeta.
Space
Sa kalawakan, walang elementong kasingkaraniwan ng hydrogen. Ang dami ng hydrogen sa komposisyon ng mga elemento ng Araw ay higit sa kalahati ng masa nito. Karamihan sa mga bituin ay bumubuo ng hydrogen sa anyo ng plasma. Ang pangunahing bahagi ng iba't ibang mga gas ng nebulae at daluyan ng interstellar ay binubuo rin ng hydrogen. Ito ay naroroon sa mga kometa, sa kapaligiran ng isang bilang ng mga planeta. Natural, hindi sa purong anyo, - pagkatapos ay bilang libreng H 2, pagkatapos ay bilang mitein CH 4, pagkatapos ay bilang ammonia NH 3, kahit na bilang tubig H 2 O. Kadalasan mayroong mga radical CH, NH, SiN, OH, PH at mga katulad nito. Bilang isang stream ng mga proton, ang hydrogen ay bahagi ng corpuscular solar radiation at mga cosmic ray.
Sa ordinaryong hydrogen, ang pinaghalong dalawang stable isotopes ay light hydrogen (o protium 1 H) at heavy hydrogen (o deuterium - 2 H o D). Mayroong iba pang mga isotopes: radioactive tritium - 3 H o T, kung hindi man - superheavy hydrogen. At napaka-unstable din 4 N. Sa likas na katangian, ang isang hydrogen compound ay naglalaman ng mga isotopes sa gayong mga sukat: mayroong 6800 protium atoms bawat deuterium atom. Ang tritium ay nabuo sa atmospera mula sa nitrogen, na apektado ng cosmic ray neutrons, ngunit bale-wala. Ano ang ibig sabihin ng mass number ng isotopes? Ang bilang ay nagpapahiwatig na ang protium nucleus ay may isang proton lamang, habang ang deuterium ay hindi lamang isang proton, kundi isang neutron din sa nucleus ng isang atom. Ang Tritium ay may dalawang neutron sa nucleus para sa isang proton. Ngunit ang 4 N ay naglalaman ng tatlong neutron bawat proton. Samakatuwid, ang pisikal at kemikal na mga katangian ng hydrogen isotopes ay ibang-iba kumpara sa mga isotopes ng lahat ng iba pang mga elemento - ang pagkakaiba sa masa ay masyadong malaki.
Istraktura at pisikal na katangian
Sa mga tuntunin ng istraktura, ang hydrogen atom ay ang pinakasimpleng kumpara sa lahat ng iba pang mga elemento: isang nucleus - isang elektron. Potensyal ng ionization - ang nagbubuklod na enerhiya ng nucleus na may elektron - 13.595 electron volts (eV). Ito ay tiyak na dahil sa pagiging simple ng istraktura na ito na ang hydrogen atom ay maginhawa bilang isang modelo quantum mechanics kung kailan magkalkula mga antas ng enerhiya higit pa kumplikadong mga atomo. Sa molekula ng H 2, mayroong dalawang atomo na konektado ng isang kemikal covalent bond. Ang enerhiya ng pagkabulok ay napakataas. Atomic hydrogen maaaring mabuo sa mga reaksiyong kemikal, tulad ng zinc at hydrochloric acid. Gayunpaman, ang pakikipag-ugnayan sa hydrogen ay halos hindi nangyayari - ang atomic na estado ng hydrogen ay napakaikli, ang mga atom ay agad na muling pinagsama sa H 2 na mga molekula.
Mula sa pisikal na pananaw, ang hydrogen ang pinakamagaan kilalang mga sangkap- higit sa labing-apat na beses na mas magaan kaysa sa hangin (tandaan ang paglipad palayo mga air balloon sa mga pista opisyal - sa loob ay mayroon lamang silang hydrogen). Gayunpaman, ang helium ay maaaring kumulo, matunaw, matunaw, tumigas, at ang helium lamang ay kumukulo at natutunaw nang higit pa. mababang temperatura. Mahirap tunawin ito, kailangan mo ng temperatura sa ibaba -240 degrees Celsius. Ngunit mayroon itong napakataas na thermal conductivity. Halos hindi ito natutunaw sa tubig, ngunit perpektong nakikipag-ugnayan ang metal sa hydrogen - natutunaw ito sa halos lahat, pinakamaganda sa lahat sa palladium (850 volume ang ginugugol sa isang volume ng hydrogen). Ang likidong hydrogen ay magaan at tuluy-tuloy, at kapag natunaw sa mga metal, madalas itong sumisira sa mga haluang metal dahil sa pakikipag-ugnayan sa carbon (bakal, halimbawa), ang pagsasabog, ang decarbonization ay nangyayari.
Mga katangian ng kemikal
Sa mga compound, para sa karamihan, ang hydrogen ay nagpapakita ng estado ng oksihenasyon (valence) ng +1, tulad ng sodium at iba pang mga alkali na metal. Siya ay itinuturing na kanilang analogue, na nakatayo sa pinuno ng unang pangkat ng sistema ng Mendeleev. Ngunit ang hydrogen ion sa metal hydride ay negatibong sisingilin, na may estado ng oksihenasyon na -1. Gayundin, ang elementong ito ay malapit sa mga halogens, na kayang palitan ito ng mga organikong compound. Nangangahulugan ito na ang hydrogen ay maaari ding maiugnay sa ikapitong pangkat ng sistemang Mendeleev. Sa ilalim ng normal na mga kondisyon, ang mga molekula ng hydrogen ay hindi naiiba sa aktibidad, na pinagsasama lamang sa mga pinaka-aktibong non-metal: ito ay mabuti sa fluorine, at kung ito ay magaan, na may murang luntian. Ngunit kapag pinainit, ang hydrogen ay nagiging iba - ito ay tumutugon sa maraming elemento. Ang atomic hydrogen, kumpara sa molecular hydrogen, ay napaka-aktibo sa kemikal, kaya ang tubig ay nabuo na may kaugnayan sa oxygen, at ang enerhiya at init ay inilabas sa daan. Sa temperatura ng silid ang reaksyong ito ay napakabagal, ngunit kapag pinainit sa itaas ng limang daan at limampung degree, isang pagsabog ay nakuha.
Ang hydrogen ay ginagamit upang bawasan ang mga metal, dahil inaalis nito ang oxygen mula sa kanilang mga oxide. Sa fluorine, ang hydrogen ay bumubuo ng isang pagsabog kahit na sa dilim at sa minus dalawang daan at limampu't dalawang degrees Celsius. Ang klorin at bromine ay nagpapasigla lamang ng hydrogen kapag pinainit o naiilaw, at yodo lamang kapag pinainit. Ang hydrogen at nitrogen ay bumubuo ng ammonia (ganito ang paggawa ng karamihan sa mga pataba). Kapag pinainit, ito ay aktibong nakikipag-ugnayan sa asupre, at nakuha ang hydrogen sulfide. Sa tellurium at selenium, mahirap magdulot ng hydrogen reaction, ngunit sa purong carbon, ang reaksyon ay nangyayari sa napaka mataas na temperatura, at nakuha ang methane. Sa carbon monoxide, ang hydrogen ay bumubuo ng iba't ibang mga organikong compound, presyon, temperatura, impluwensya ng mga catalyst dito, at lahat ng ito ay may malaking praktikal na kahalagahan. Sa pangkalahatan, ang papel ng hydrogen, pati na rin ang mga compound nito, ay napakahusay, dahil nagbibigay ito mga katangian ng acid mga protic acid. Ang mga hydrogen bond ay nabuo na may maraming elemento, na nakakaapekto sa mga katangian ng parehong inorganic at organic compound.
Pagkuha at paggamit
Ang hydrogen ay ginawang komersyal mula sa mga natural na gas- nasusunog, coke, mga gas na nagpapadalisay ng langis. Maaari rin itong makuha sa pamamagitan ng electrolysis kung saan hindi masyadong mahal ang kuryente. Gayunpaman, ang pinakamahalagang paraan ng produksyon ng hydrogen ay ang catalytic reaction ng hydrocarbons, karamihan sa methane, na may water vapor, kapag nakuha ang conversion. Ang paraan ng oxidizing hydrocarbons na may oxygen ay malawakang ginagamit. Pagkuha ng hydrogen mula sa natural na gas ay ang pinakamurang paraan. Ang dalawa pa ay ang paggamit ng coke oven gas at refinery gas - ang hydrogen ay inilalabas kapag ang iba pang mga bahagi ay natunaw. Ang mga ito ay mas madaling tunaw, at para sa hydrogen, tulad ng naaalala namin, kailangan mo -252 degrees.
Ang hydrogen peroxide ay napakapopular. Ang paggamot sa solusyon na ito ay madalas na ginagamit. molecular formula Ang H 2 O 2 ay malamang na hindi pinangalanan ng lahat ng milyun-milyong tao na gustong maging blonde at magpagaan ng buhok, gayundin ng mga mahilig sa kalinisan sa kusina. Kahit na ang mga gumagamot ng mga gasgas mula sa paglalaro ng isang kuting ay madalas na hindi napagtanto na sila ay gumagamit ng hydrogen treatment. Ngunit alam ng lahat ang kuwento: mula noong 1852, hydrogen matagal na panahon ginagamit sa aeronautics. Ang airship na naimbento ni Henry Giffard ay batay sa hydrogen. Tinatawag silang mga zeppelin. Ang mga zeppelin ay pinilit na umalis sa kalangitan sa pamamagitan ng mabilis na pag-unlad ng pagtatayo ng sasakyang panghimpapawid. Noong 1937, nagkaroon ng malaking aksidente nang masunog ang Hindenburg airship. Pagkatapos ng insidenteng ito, hindi na muling ginamit ang mga zeppelin. Ngunit sa pagtatapos ng ikalabing walong siglo, ang pagkalat mga lobo napuno ng hydrogen ay nasa lahat ng dako. Bilang karagdagan sa paggawa ng ammonia, ngayon ang hydrogen ay kinakailangan para sa paggawa ng methyl alcohol at iba pang mga alkohol, gasolina, hydrogenated heavy likidong panggatong at solidong gasolina. Hindi mo magagawa nang walang hydrogen kapag hinang, kapag pinuputol ang mga metal - maaari itong maging oxygen-hydrogen at atomic-hydrogen. At ang tritium at deuterium ay nagbibigay buhay sa nuclear energy. Ito, tulad ng naaalala natin, isotopes ng hydrogen.
Neumyvakin
Ang hydrogen bilang isang kemikal na elemento ay napakahusay na hindi nito maiwasang magkaroon ng sarili nitong mga tagahanga. Ivan Pavlovich Neumyvakin - Doktor ng Medical Sciences, Propesor, Laureate Gantimpala ng Estado at marami pa siyang titulo at parangal, kasama ng mga ito. Bilang isang doktor ng tradisyunal na gamot, siya ay pinangalanang pinakamahusay na katutubong manggagamot sa Russia. Siya ang bumuo ng maraming pamamaraan at prinsipyo ng pag-render Medikal na pangangalaga mga astronaut sa paglipad. Siya ang lumikha ng isang natatanging ospital - isang ospital na nakasakay sa isang space ship. Kasabay nito, siya ang coordinator ng estado ng direksyon ng kosmetiko na gamot. Space at mga pampaganda. Ang kanyang pagkahumaling sa hydrogen ay hindi naglalayong kumita ng malaking pera, tulad ng nangyayari ngayon gamot sa tahanan, ngunit sa kabaligtaran - upang turuan ang mga tao na mabawi mula sa anumang bagay na literal na isang matipid na lunas, nang walang karagdagang pagbisita sa mga parmasya.
Nagsusulong siya ng paggamot gamit ang isang gamot na literal na naroroon sa bawat tahanan. Ito ay hydrogen peroxide. Maaari mong punahin si Neumyvakin hangga't gusto mo, igiit pa rin niya ang kanyang sarili: oo, sa katunayan, literal na lahat ay maaaring pagalingin ng hydrogen peroxide, dahil ito ay saturates panloob na mga selula ang katawan na may oxygen, sinisira ang mga toxin, gawing normal ang balanse ng acid at alkalina, at mula dito ang mga tisyu ay muling nabuo, ang buong organismo ay pinasigla. Wala pang nakakita sa sinuman na gumaling ng hydrogen peroxide, mas hindi napagmasdan, ngunit sinabi ni Neumyvakin na ang paggamit ng lunas na ito, maaari mong ganap na mapupuksa ang mga viral, bacterial at fungal na sakit, maiwasan ang pag-unlad ng mga tumor at atherosclerosis, talunin ang depresyon, pabatain ang katawan at hindi magkasakit ng SARS at sipon.
Panacea
Sigurado si Ivan Pavlovich na sa wastong paggamit ng simpleng gamot na ito at sa lahat ng mga simpleng tagubilin, maaari mong talunin ang maraming mga sakit, kabilang ang mga napakaseryoso. Napakalaki ng kanilang listahan: mula sa periodontal disease at tonsilitis hanggang sa myocardial infarction, stroke at diabetes. Ang mga bagay na tulad ng sinusitis o osteochondrosis ay lumipad mula sa mga unang sesyon ng paggamot. Kahit na ang mga kanser na tumor ay natatakot at tumakas mula sa hydrogen peroxide, dahil ang immune system ay pinasigla, ang buhay ng katawan at ang mga panlaban nito ay naisaaktibo.
Kahit na ang mga bata ay maaaring tratuhin sa ganitong paraan, maliban na ito ay mas mahusay para sa mga buntis na kababaihan na umiwas sa paggamit ng hydrogen peroxide sa ngayon. Hindi rin inirerekomenda ang pamamaraang ito mga taong may mga inilipat na organo dahil sa posibleng hindi pagkakatugma ng tissue. Ang dosis ay dapat na mahigpit na sinusunod: mula sa isang patak hanggang sampu, pagdaragdag ng isa araw-araw. Tatlong beses sa isang araw (tatlumpung patak ng tatlong porsyento na solusyon ng hydrogen peroxide bawat araw, wow!) kalahating oras bago kumain. Maaari mong ipasok ang solusyon sa intravenously at sa ilalim ng pangangasiwa ng isang manggagamot. Minsan ang hydrogen peroxide ay pinagsama para sa isang mas epektibong epekto sa iba pang mga gamot. Sa loob ng solusyon ay ginagamit lamang sa diluted form - na may malinis na tubig.
Sa panlabas
Ang mga compress at banlawan ay napakapopular kahit na bago pa nilikha ni Propesor Neumyvakin ang kanyang mga pamamaraan. Alam ng lahat na, tulad ng mga compress ng alkohol, ang hydrogen peroxide ay hindi maaaring gamitin sa dalisay na anyo nito, dahil ang pagkasunog ng tissue ay magreresulta, ngunit ang mga warts o fungal infection ay lokal na lubricated at may isang malakas na solusyon - hanggang labinlimang porsyento.
Sa mga pantal sa balat, na may pananakit ng ulo, ang mga pamamaraan ay isinasagawa din kung saan ang hydrogen peroxide ay kasangkot. Ang compress ay dapat gawin gamit ang isang cotton cloth na ibinabad sa isang solusyon ng dalawang kutsarita ng tatlong porsyento ng hydrogen peroxide at limampung milligrams. malinis na tubig. Takpan ang tela ng foil at balutin ng lana o tuwalya. Ang tagal ng compress ay mula sa isang-kapat ng isang oras hanggang isang oras at kalahati sa umaga at gabi hanggang sa pagbawi.
Opinyon ng mga doktor
Ang mga opinyon ay nahahati, hindi lahat ay hinahangaan ang mga katangian ng hydrogen peroxide, bukod dito, hindi lamang sila naniniwala sa kanila, tinatawanan nila sila. Kabilang sa mga doktor ay may mga sumuporta kay Neumyvakin at kinuha pa ang pag-unlad ng kanyang teorya, ngunit sila ay nasa minorya. Karamihan ng Isinasaalang-alang ng mga doktor ang gayong plano sa paggamot hindi lamang hindi epektibo, ngunit kadalasang nakamamatay.
Sa katunayan, wala pang opisyal na isang solong napatunayang kaso kapag ang isang pasyente ay gagaling gamit ang hydrogen peroxide. Kasabay nito, walang impormasyon tungkol sa pagkasira ng kalusugan na may kaugnayan sa paggamit ng pamamaraang ito. Ngunit ang mahalagang oras ay nawala, at ang isang tao na nakatanggap ng isa sa mga malubhang sakit at ganap na umasa sa panlunas sa lahat ng Neumyvakin ay may panganib na mahuli sa pagsisimula ng kanyang tunay na tradisyonal na paggamot.
HYDROGEN, N (lat. hydrogenium; a. hydrogen; n. Wasserstoff; f. hydrogene; i. hidrogeno), - isang kemikal na elemento panaka-nakang sistema mga elemento ng Mendeleev, na sabay-sabay na iniuugnay sa mga pangkat I at VII, atomic number 1, atomic mass 1.0079. Ang natural na hydrogen ay may matatag na isotopes - protium (1 H), deuterium (2 H, o D) at radioactive - tritium (3 H, o T). Para sa mga natural na compound, ang average na ratio D/Н = (158±2).10 -6 Ang equilibrium na nilalaman ng 3 Н sa Earth ay ~5.10 27 atoms.
Mga pisikal na katangian ng hydrogen
Ang hydrogen ay unang inilarawan noong 1766 ng English scientist na si G. Cavendish. Sa ilalim ng normal na mga kondisyon, ang hydrogen ay isang walang kulay, walang amoy, at walang lasa na gas. Sa likas na katangian, sa isang libreng estado, ito ay nasa anyo ng mga molekula ng H 2. Ang dissociation energy ng H 2 molecule ay 4.776 eV; ang potensyal ng ionization ng hydrogen atom ay 13.595 eV. Ang hydrogen ay ang pinakamagaan na sangkap sa lahat ng kilala, sa 0 ° C at 0.1 MPa 0.0899 kg / m 3; punto ng kumukulo - 252.6 ° C, punto ng pagkatunaw - 259.1 ° C; kritikal na mga parameter: t - 240 ° C, presyon 1.28 MPa, density 31.2 kg / m 3. Ang pinaka thermally conductive sa lahat ng mga gas - 0.174 W / (m.K) sa 0 ° C at 1 MPa, tiyak na init 14,208.10 3 J(kg.K).
Mga kemikal na katangian ng hydrogen
Ang likidong hydrogen ay napakagaan (density sa -253°C 70.8 kg / m 3) at tuluy-tuloy (sa -253°C ito ay 13.8 cP). Sa karamihan ng mga compound, ang hydrogen ay nagpapakita ng estado ng oksihenasyon na +1 (katulad ng mga alkali metal), mas madalas -1 (katulad ng metal hydride). Sa ilalim ng normal na kondisyon molekular na hydrogen hindi aktibo; solubility sa tubig sa 20°C at 1 MPa 0.0182 ml/g; mahusay na natutunaw sa mga metal - Ni, Pt, Pd, atbp. Bumubuo ng tubig na may oxygen na may paglabas ng init na 143.3 MJ / kg (sa 25 ° C at 0.1 MPa); sa 550°C at sa itaas, ang reaksyon ay sinamahan ng pagsabog. Kapag nakikipag-ugnayan sa fluorine at chlorine, ang mga reaksyon ay sumasabay din sa isang pagsabog. Ang pangunahing mga compound ng hydrogen: H 2 O, ammonia NH 3, hydrogen sulfide H 2 S, CH 4, metal at halogen hydrides CaH 2, HBr, Hl, pati na rin ang mga organikong compound C 2 H 4, HCHO, CH 3 OH, atbp .
Hydrogen sa kalikasan
Ang hydrogen ay isang laganap na elemento sa kalikasan, ang nilalaman nito ay 1% (sa pamamagitan ng masa). Ang pangunahing reservoir ng hydrogen sa Earth ay tubig (11.19%, sa pamamagitan ng masa). Ang hydrogen ay isa sa mga pangunahing bahagi ng lahat ng natural na organikong compound. Sa malayang estado, ito ay naroroon sa bulkan at iba pang natural na gas, sa (0.0001%, ayon sa bilang ng mga atomo). Binubuo nito ang bulto ng masa ng Araw, mga bituin, interstellar gas, gas nebulae. Ito ay naroroon sa mga atmospheres ng mga planeta sa anyo ng H 2 , CH 4 , NH 3 , H 2 O, CH, NHOH, atbp. Ito ay bahagi ng corpuscular radiation ng Araw (proton fluxes) at cosmic ray (electron). mga flux).
Pagkuha at paggamit ng hydrogen
Hilaw na materyal para sa industriyal na produksyon hydrogen - mga refinery gas, mga produkto ng gasification, atbp. Ang mga pangunahing pamamaraan para sa paggawa ng hydrogen: ang reaksyon ng hydrocarbons na may singaw ng tubig, hindi kumpletong oksihenasyon ng hydrocarbons, conversion ng oksido, electrolysis ng tubig. Ginagamit ang hydrogen para sa paggawa ng ammonia, alkohol, sintetikong gasolina, hydrochloric acid, hydrotreating ng mga produktong petrolyo, pagputol ng mga metal na may apoy na hydrogen-oxygen.
Ang hydrogen ay isang promising gaseous fuel. Ang Deuterium at tritium ay nakahanap ng aplikasyon sa nuclear power engineering.
hydrogen
HYDROGEN-a; m. Isang kemikal na elemento (H), isang magaan, walang kulay at walang amoy na gas na pinagsama sa oxygen upang bumuo ng tubig.
◁ Hydrogen, ika, ika. Mga koneksyon sa V. V bacteria. V-th bomba(isang malaking bomba mapanirang puwersa, na ang pagsabog na aksyon ay batay sa thermonuclear reaksyon). Hydrogenous, ika, ika.
hydrogen(lat. Hydrogenium), isang kemikal na elemento ng pangkat VII ng periodic system. Sa kalikasan, mayroong dalawang matatag na isotopes (protium at deuterium) at isang radioactive isotope (tritium). Ang molekula ay diatomic (H 2). Walang kulay at walang amoy na gas; density 0.0899 g/l, t kip - 252.76°C. Pinagsasama nito ang maraming elemento upang bumuo ng tubig na may oxygen. Ang pinakakaraniwang elemento sa espasyo; bumubuo (sa anyo ng plasma) ng higit sa 70% ng masa ng Araw at mga bituin, ang pangunahing bahagi ng mga gas ng interstellar medium at nebulae. Ang hydrogen atom ay bahagi ng maraming mga acid at base, karamihan sa mga organikong compound. Ginagamit ang mga ito sa paggawa ng ammonia, hydrochloric acid, para sa hydrogenation ng mga taba, atbp., Sa hinang at pagputol ng mga metal. Nangangako bilang panggatong (tingnan ang. Hydrogen energy).
HYDROGENHYDROGEN (lat. Hydrogenium), H, isang kemikal na elemento na may atomic number 1, atomic mass 1.00794. simbolo ng kemikal Ang hydrogen H ay binabasa sa ating bansa na "abo", dahil ang liham na ito ay binibigkas sa Pranses.
Ang natural na hydrogen ay binubuo ng pinaghalong dalawa matatag na nuclides (cm. NUCLIDE) na may mga numero ng masa 1.007825 (99.985% sa pinaghalong) at 2.0140 (0.015%). Bilang karagdagan, ang mga bakas na halaga ng radioactive nuclide, tritium, ay palaging naroroon sa natural na hydrogen. (cm. TRITIUM) 3 H (half-life T 1/2 12.43 taon). Dahil ang nucleus ng isang hydrogen atom ay naglalaman lamang ng 1 proton (hindi maaaring magkaroon ng mas kaunting mga proton sa nucleus ng isang atom ng isang elemento), minsan sinasabi na ang hydrogen ay bumubuo ng isang natural lower bound panaka-nakang sistema ng mga elemento ng D. I. Mendeleev (bagaman ang elementong hydrogen mismo ay matatagpuan sa pinakatuktok ng talahanayan). Ang elementong hydrogen ay matatagpuan sa unang yugto ng periodic table. Ito rin ay kabilang sa 1st group (pangkat IA ng alkali metals (cm. ALKALI METALS)), at sa ika-7 pangkat (pangkat VIIA ng mga halogens (cm. HALOGENS)).
Ang mga masa ng mga atom sa hydrogen isotopes ay malaki ang pagkakaiba (sa ilang beses). Ito ay humahantong sa mga kapansin-pansing pagkakaiba sa kanilang pag-uugali sa mga pisikal na proseso(paglilinis, electrolysis, atbp.) at sa tiyak mga pagkakaiba sa kemikal(Ang mga pagkakaiba sa pag-uugali ng isotopes ng isang elemento ay tinatawag na isotope effect; para sa hydrogen, ang isotope effect ay pinakamahalaga). Samakatuwid, hindi tulad ng mga isotopes ng lahat ng iba pang mga elemento, ang mga isotopes ng hydrogen ay may mga espesyal na simbolo at pangalan. Hydrogen na may Pangkalahatang numero Ang 1 ay tinatawag na light hydrogen, o protium (lat. Protium, mula sa Greek protos - ang una), na tinutukoy ng simbolo H, at ang nucleus nito ay tinatawag na proton (cm. PROTON (elementarya na particle)), simbolo r. Ang hydrogen na may mass number na 2 ay tinatawag na heavy hydrogen, deuterium (cm. DEUTERIUM)(Latin Deuterium, mula sa Greek deuteros - ang pangalawa), ang mga simbolo na 2 H, o D (basahin ang "de") ay ginagamit upang italaga ito, ang nucleus d ay ang deuteron. radioactive isotope na may mass number na 3 ay tinatawag na superheavy hydrogen, o tritium (lat. Tritum, mula sa Greek tritos - ang pangatlo), ang simbolo na 2 H o T (basahin ang "mga"), ang nucleus t ay isang triton.
Configuration ng isang electron layer ng neutral unexcited hydrogen atom 1 s 1
. Sa mga compound, nagpapakita ito ng mga estado ng oksihenasyon na +1 at, mas madalas, -1 (valency I). Radius neutral na atom hydrogen 0.024 nm. Ang enerhiya ng ionization ng atom ay 13.595 eV, ang electron affinity ay 0.75 eV. Sa sukat ng Pauling, ang electronegativity ng hydrogen ay 2.20. Ang hydrogen ay isa sa mga di-metal.
Sa malayang anyo nito, ito ay isang magaan, nasusunog na gas na walang kulay, amoy o lasa.
Kasaysayan ng pagtuklas
Ang pagpapakawala ng nasusunog na gas sa panahon ng pakikipag-ugnayan ng mga acid at metal ay naobserbahan noong ika-16 at ika-17 siglo sa bukang-liwayway ng pagbuo ng kimika bilang isang agham. Sikat English physicist at chemist na si G. Cavendish (cm. Cavendish Henry) noong 1766 inimbestigahan niya ang gas na ito at tinawag itong "nasusunog na hangin". Kapag nasunog, ang "nasusunog na hangin" ay nagbigay ng tubig, ngunit ang pagsunod ni Cavendish sa teorya ng phlogiston (cm. PHLOGISTON) pinipigilan siyang gawin tamang konklusyon. Pranses na botika A. Lavoisier (cm. Lavoisier Antoine Laurent) kasama ang inhinyero na si J. Meunier (cm. MEUNIER Jean-Baptiste Marie Charles), gamit ang mga espesyal na gasometer, noong 1783 ay nagsagawa ng synthesis ng tubig, at pagkatapos ay ang pagsusuri nito, nabubulok na singaw ng tubig na may pulang-mainit na bakal. Kaya, itinatag niya na ang "nasusunog na hangin" ay bahagi ng tubig at maaaring makuha mula dito. Noong 1787, dumating si Lavoisier sa konklusyon na ang "nasusunog na hangin" ay isang simpleng sangkap, at, samakatuwid, ay isa sa mga mga elemento ng kemikal. Binigyan niya ito ng pangalang hydrogene (mula sa Griyegong hydor - tubig at gennao - manganak) - "pagsilang ng tubig." Ang pagtatatag ng komposisyon ng tubig ay nagtapos sa "phlogiston theory". pangalang Ruso Ang "hydrogen" ay iminungkahi ng chemist na si M. F. Solovyov (cm. SOLOVIEV Mikhail Fedorovich) noong 1824. Sa pagpasok ng ika-18 at ika-19 na siglo, natagpuan na ang atom ng hydrogen ay napakagaan (kumpara sa mga atomo ng iba pang mga elemento), at ang bigat (masa) ng atom ng hydrogen ay kinuha bilang isang yunit para sa paghahambing. ang atomic na masa ng mga elemento. Ang masa ng hydrogen atom ay itinalaga ng isang halaga na katumbas ng 1.
Ang pagiging nasa kalikasan
Ang hydrogen ay humigit-kumulang 1% ng masa ng crust ng lupa (ika-10 na lugar sa lahat ng elemento). Ang hydrogen ay halos hindi matatagpuan sa libreng anyo nito sa ating planeta (ang mga bakas nito ay matatagpuan sa itaas na kapaligiran), ngunit ito ay ipinamamahagi halos lahat ng dako sa Earth sa komposisyon ng tubig. Ang elementong hydrogen ay matatagpuan sa organic at mga di-organikong compound mga buhay na organismo, natural gas, langis, matigas na uling. Ito ay nakapaloob, siyempre, sa komposisyon ng tubig (mga 11% ng timbang), sa iba't ibang natural na mala-kristal na hydrates at mineral, na naglalaman ng isa o higit pang mga OH hydroxo group.
Ang hydrogen bilang isang elemento ay nangingibabaw sa uniberso. Ito ay nagkakahalaga ng halos kalahati ng masa ng Araw at iba pang mga bituin, naroroon ito sa kapaligiran ng isang bilang ng mga planeta.
Resibo
Maaaring makuha ang hydrogen sa maraming paraan. Sa industriya, ang mga natural na gas ay ginagamit para dito, pati na rin ang mga gas na nakuha mula sa pagdadalisay ng langis, coking at gasification ng karbon at iba pang mga gatong. Sa paggawa ng hydrogen mula sa natural na gas (ang pangunahing sangkap ay methane), ang catalytic na pakikipag-ugnayan nito sa singaw ng tubig at hindi kumpletong oksihenasyon sa oxygen ay isinasagawa:
CH 4 + H 2 O \u003d CO + 3H 2 at CH 4 + 1/2 O 2 \u003d CO 2 + 2H 2
Ang paghihiwalay ng hydrogen mula sa coke gas at refinery gas ay batay sa kanilang pagkatunaw sa panahon ng malalim na paglamig at pag-alis mula sa pinaghalong mga gas na mas madaling matunaw kaysa sa hydrogen. Sa pagkakaroon ng murang kuryente, ang hydrogen ay nakuha sa pamamagitan ng electrolysis ng tubig, na dumadaan sa kasalukuyang sa pamamagitan ng mga solusyon sa alkali. Sa ilalim ng mga kondisyon ng laboratoryo, ang hydrogen ay madaling makuha sa pamamagitan ng pakikipag-ugnayan ng mga metal na may mga acid, halimbawa, zinc na may hydrochloric acid.
Mga katangiang pisikal at kemikal
Sa ilalim ng normal na mga kondisyon, ang hydrogen ay isang liwanag (density sa ilalim ng normal na kondisyon 0.0899 kg / m 3) walang kulay na gas. Punto ng pagkatunaw -259.15 °C, punto ng kumukulo -252.7 °C. Ang likidong hydrogen (sa puntong kumukulo) ay may density na 70.8 kg/m 3 at ito ang pinakamagaan na likido. Pamantayan potensyal ng elektrod H 2 / H - sa may tubig na solusyon kinuha katumbas ng 0. Ang hydrogen ay hindi gaanong natutunaw sa tubig: sa 0 ° C, ang solubility ay mas mababa sa 0.02 cm 3 / ml, ngunit ito ay lubos na natutunaw sa ilang mga metal (sponge iron at iba pa), lalo na rin sa metallic palladium (mga 850 volume ng hydrogen sa 1 volume ng metal). Ang init ng pagkasunog ng hydrogen ay 143.06 MJ/kg.
Umiiral sa anyo diatomic na mga molekula H 2 . Ang dissociation constant ng H 2 sa mga atomo sa 300 K ay 2.56 10 -34. Ang dissociation energy ng H 2 molecule sa mga atom ay 436 kJ/mol. Ang internuclear na distansya sa molekula ng H 2 ay 0.07414 nm.
Dahil ang nucleus ng bawat H atom, na bahagi ng molekula, ay may sariling spin (cm. SPIN), kung gayon ang molecular hydrogen ay maaaring nasa dalawang anyo: sa anyo ng orthohydrogen (o-H 2) (parehong orientation ang parehong spins) at sa anyo ng parahydrogen (p-H 2) (may iba't ibang oryentasyon ang mga spins). Sa ilalim ng normal na kondisyon, ang normal na hydrogen ay pinaghalong 75% o-H 2 at 25% p-H 2 . Mga katangiang pisikal Ang p- at o-H 2 ay bahagyang naiiba sa isa't isa. Kaya, kung ang kumukulong punto ng purong o-H 2 ay 20.45 K, kung gayon puro p-n 2 - 20.26 K. Pagbubukas 2 sa p-H 2 ay sinamahan ng paglabas ng 1418 J/mol ng init.
AT siyentipikong panitikan Paulit-ulit na pinagtatalunan na ang mataas na presyon(sa itaas 10 GPa) at sa mababang temperatura (mga 10 K at mas mababa), ang solid hydrogen, na kadalasang nag-crystallize sa isang hexagonal molecular-type na sala-sala, ay maaaring mag-transform sa isang substance na may mga katangian ng metal marahil kahit na isang superconductor. Gayunpaman, wala pa ring malinaw na data sa posibilidad ng naturang paglipat.
Ang mataas na lakas ng bono ng kemikal sa pagitan ng mga atomo sa molekula ng H 2 (na, halimbawa, gamit ang pamamaraan molecular orbitals, ay maaaring ipaliwanag sa pamamagitan ng katotohanan na sa molekula na ito pares ng elektron na matatagpuan sa bonding orbital, at ang antibonding orbital ay hindi napupunan ng mga electron) ay humahantong sa katotohanan na sa temperatura ng silid, ang gas na hydrogen ay hindi aktibo sa kemikal. Kaya, nang walang pag-init, na may simpleng paghahalo, ang hydrogen ay tumutugon (na may pagsabog) lamang sa gas na fluorine:
H 2 + F 2 \u003d 2HF + Q.
Kung ang pinaghalong hydrogen at chlorine ay na-irradiated sa room temperature ilaw ng ultraviolet, pagkatapos ay mayroong isang agarang pagbuo ng hydrogen chloride HCl. Ang reaksyon ng hydrogen na may oxygen ay nangyayari sa isang pagsabog kung ang isang katalista, metallic palladium (o platinum), ay ipinakilala sa pinaghalong mga gas na ito. Kapag nag-apoy, ang pinaghalong hydrogen at oxygen (ang tinatawag na explosive gas (cm. PASABOG NA GAS)) sumasabog, at ang pagsabog ay maaaring mangyari sa mga mixtures kung saan ang hydrogen content ay mula 5 hanggang 95 porsyento ng dami. Ang purong hydrogen sa hangin o sa purong oxygen ay nasusunog nang tahimik sa ebolusyon isang malaking bilang init:
H 2 + 1 / 2O 2 \u003d H 2 O + 285.75 kJ / mol
Kung ang hydrogen ay nakikipag-ugnayan sa iba pang mga di-metal at metal, pagkatapos ay sa ilalim lamang ng ilang mga kundisyon (pagpainit, mataas na presyon, ang pagkakaroon ng isang katalista). Kaya, ang hydrogen ay tumutugon nang pabalik-balik sa nitrogen sa altapresyon(20-30 MPa at higit pa) at sa temperatura na 300-400 ° C sa pagkakaroon ng isang katalista - bakal:
3H 2 + N 2 = 2NH 3 + Q.
Gayundin, kapag pinainit lamang, ang hydrogen ay tumutugon sa sulfur upang bumuo ng hydrogen sulfide H 2 S, na may bromine - upang bumuo ng hydrogen bromide HBr, na may iodine - upang bumuo ng hydrogen iodide HI. Ang hydrogen ay tumutugon sa karbon (graphite) upang bumuo ng pinaghalong hydrocarbon ng iba't ibang komposisyon. Ang hydrogen ay hindi direktang nakikipag-ugnayan sa boron, silikon, at posporus; ang mga compound ng mga elementong ito na may hydrogen ay hindi direktang nakukuha.
Kapag pinainit, ang hydrogen ay maaaring tumugon sa alkalina, mga metal na alkaline earth at magnesiyo sa pagbuo ng mga compound na may ionic na katangian ng bono, na naglalaman ng hydrogen sa estado ng oksihenasyon -1. Kaya, kapag ang kaltsyum ay pinainit sa isang hydrogen na kapaligiran, isang parang asin na hydride ng komposisyon na CaH 2 ay nabuo. Ang polymeric aluminum hydride (AlH 3) x - isa sa pinakamalakas na ahente ng pagbabawas - ay hindi direktang nakuha (halimbawa, gamit ang mga organoaluminum compound). may maraming mga metal sa paglipat(halimbawa, zirconium, hafnium, atbp.) Ang hydrogen ay bumubuo ng mga compound ng variable na komposisyon (mga solidong solusyon).
Ang hydrogen ay maaaring tumugon hindi lamang sa maraming simple, kundi pati na rin sa mga kumplikadong sangkap. Una sa lahat, dapat tandaan ang kakayahan ng hydrogen na bawasan ang maraming mga metal mula sa kanilang mga oxide (tulad ng bakal, nikel, tingga, tungsten, tanso, atbp.). Kaya, kapag pinainit sa temperatura na 400-450 ° C at sa itaas, ang bakal ay nababawasan ng hydrogen mula sa alinman sa mga oxide nito, halimbawa:
Fe 2 O 3 + 3H 2 \u003d 2Fe + 3H 2 O.
Dapat pansinin na ang mga metal lamang na matatagpuan sa serye ng mga karaniwang potensyal na lampas sa manganese ay maaaring mabawasan mula sa mga oxide ng hydrogen. Higit pa mga aktibong metal(kabilang ang manganese) ay hindi nababawasan sa metal mula sa mga oxide.
Ang hydrogen ay may kakayahang magdagdag sa isang doble o triple na bono sa maraming mga organikong compound (ito ang tinatawag na hydrogenation reactions). Halimbawa, sa pagkakaroon ng isang nickel catalyst, ang hydrogenation ng ethylene C 2 H 4 ay maaaring isagawa, at ang ethane C 2 H 6 ay nabuo:
C 2 H 4 + H 2 \u003d C 2 H 6.
Ang interaksyon ng carbon monoxide (II) at hydrogen sa industriya ay gumagawa ng methanol:
2H 2 + CO \u003d CH 3 OH.
Sa mga compound kung saan ang isang hydrogen atom ay konektado sa isang atom ng isang mas electronegative na elemento E (E = F, Cl, O, N), ang mga hydrogen bond ay nabuo sa pagitan ng mga molekula. (cm. HYDROGEN BOND)(dalawang E atomo ng pareho o dalawa iba't ibang elemento ay magkakaugnay sa pamamagitan ng H atom: E "... H ... E"", at ang lahat ng tatlong atom ay matatagpuan sa parehong tuwid na linya). Ang ganitong mga bono ay umiiral sa pagitan ng mga molekula ng tubig, ammonia, methanol, atbp. at lead sa isang kapansin-pansing pagtaas sa mga punto ng kumukulo ang mga sangkap na ito, isang pagtaas sa init ng pagsingaw, atbp.
Aplikasyon
Ginagamit ang hydrogen sa synthesis ng ammonia NH 3 , hydrogen chloride HCl, methanol CH 3 OH, sa hydrocracking (pag-crack sa isang hydrogen atmosphere) ng natural na hydrocarbons, bilang isang reducing agent sa produksyon ng ilang mga metal. hydrogenation (cm. HYDROGENATION) ang mga natural na langis ng gulay ay nakakakuha ng solidong taba - margarin. Hinahanap ng likidong hydrogen ang paggamit bilang isang rocket fuel at din bilang isang coolant. Ang pinaghalong oxygen at hydrogen ay ginagamit sa hinang.
Sa isang pagkakataon, iminungkahi na sa malapit na hinaharap, ang reaksyon ng pagkasunog ng hydrogen ay magiging pangunahing mapagkukunan ng paggawa ng enerhiya, at ang enerhiya ng hydrogen ay papalitan ang mga tradisyonal na mapagkukunan ng paggawa ng enerhiya (karbon, langis, atbp.). Kasabay nito, ipinapalagay na para sa produksyon ng hydrogen sa isang malaking sukat ay posible na gamitin ang electrolysis ng tubig. Ang electrolysis ng tubig ay medyo masinsinang proseso ng enerhiya, at sa kasalukuyan ay hindi kumikita ang pagkuha ng hydrogen sa pamamagitan ng electrolysis sa isang pang-industriyang sukat. Ngunit inaasahan na ang electrolysis ay ibabatay sa paggamit ng katamtamang temperatura (500-600 ° C) na init, na sa malalaking dami nangyayari sa trabaho nuclear power plants. Ang init na ito ay limitado ang paggamit, at ang posibilidad na makakuha ng hydrogen sa tulong nito ay malulutas ang parehong problema ng ekolohiya (kapag ang hydrogen ay sinunog sa hangin, ang dami ng nabuong kapaligiran. nakakapinsalang sangkap minimum) at ang problema sa paggamit ng medium-temperatura na init. Gayunpaman, pagkatapos Sakuna sa Chernobyl ang pag-unlad ng enerhiyang nuklear ay pinipigilan sa lahat ng dako, upang ang ipinahiwatig na mapagkukunan ng enerhiya ay hindi naa-access. Samakatuwid, ang mga prospect para sa malawakang paggamit ng hydrogen bilang isang mapagkukunan ng enerhiya ay nagbabago pa rin hanggang sa kalagitnaan ng ika-21 siglo.
Mga tampok ng sirkulasyon
Ang hydrogen ay hindi lason, ngunit kapag hinahawakan ito, dapat palaging isaalang-alang ang mataas na peligro ng sunog at pagsabog nito, at ang panganib ng pagsabog ng hydrogen ay tumaas dahil sa mataas na kakayahan gas sa diffusion kahit na sa pamamagitan ng ilang solid na materyales. Bago simulan ang anumang mga operasyon sa pag-init sa isang kapaligiran ng hydrogen, dapat mong tiyakin na ito ay malinis (kapag nag-aapoy ng hydrogen sa isang test tube na nakabaligtad, ang tunog ay dapat na mapurol, hindi tumatahol).
Biyolohikal na papel
Ang biological na kahalagahan ng hydrogen ay tinutukoy ng katotohanan na ito ay bahagi ng mga molekula ng tubig at lahat ng pinakamahalagang grupo ng mga natural na compound, kabilang ang mga protina, nucleic acid, lipid, at carbohydrates. Humigit-kumulang 10% ng masa ng mga buhay na organismo ay hydrogen. Ang kakayahan ng hydrogen na mabuo hydrogen bond gumaganap ng mahalagang papel sa pagpapanatili ng spatial istrukturang quaternary protina, pati na rin sa pagpapatupad ng prinsipyo ng complementarity (cm. COMPLEMENTARY) sa pagbuo at pag-andar ng mga nucleic acid (iyon ay, sa imbakan at pagpapatupad genetic na impormasyon), sa pangkalahatan sa pagpapatupad ng "pagkilala" sa antas ng molekular. Ang hydrogen (H + ion) ay nakikibahagi sa pinakamahalagang dinamikong proseso at reaksyon sa katawan - sa biyolohikal na oksihenasyon, pagbibigay ng mga buhay na selula ng enerhiya, sa photosynthesis sa mga halaman, sa biosynthesis reactions, sa nitrogen fixation at bacterial photosynthesis, sa pagpapanatili ng acid-base balance at homeostasis (cm. homeostasis), sa mga proseso ng transportasyon ng lamad. Kaya, kasama ng oxygen at carbon, ang hydrogen ay bumubuo ng istruktura at functional na batayan ng mga phenomena ng buhay.
encyclopedic Dictionary. 2009 .
Mga kasingkahulugan:Tingnan kung ano ang "hydrogen" sa iba pang mga diksyunaryo:
Talaan ng mga nuclides Pangkalahatang Impormasyon Pangalan, simbolo Hydrogen 4, 4H Neutrons 3 Protons 1 Nuclide properties Atomic mass 4.027810 (110) ... Wikipedia
Talaan ng mga nuclides Pangkalahatang impormasyon Pangalan, simbolo Hydrogen 5, 5H Neutrons 4 Protons 1 Nuclide properties Atomic mass 5.035310 (110) ... Wikipedia
Talaan ng mga nuclides Pangkalahatang impormasyon Pangalan, simbolo Hydrogen 6, 6H Neutrons 5 Protons 1 Nuclide properties Atomic mass 6.044940 (280) ... Wikipedia
Talaan ng mga nuclides Pangkalahatang impormasyon Pangalan, simbolo Hydrogen 7, 7H Neutrons 6 Protons 1 Nuclide properties Atomic mass 7.052750 (1080) ... Wikipedia
