Vodík - to, co je to za věc? Chemické a fyzikální vlastnosti vodíku

Každý chemický prvek má své místo postavení v periodické soustavy, která odráží vlastnosti projevované ně a hovoří o jeho elektronové struktury. Nicméně, je zde jeden konkrétní všech atomů, která trvá jen dvě buňky. Nachází se ve dvou zcela opačné vlastností vykazovaných skupin prvků. Je vodík. Tyto vlastnosti, aby bylo jedinečné.

Vodík - není jen prvek, ale jednoduchá látka, stejně jako nedílnou součástí mnoha komplexních sloučenin, biogenní a organogenní prvku. Proto považujeme za své charakteristické znaky a vlastnosti v detailu.

Vodík je chemický prvek

Vodík - prvek první skupiny hlavní skupiny, jakož i sedmá skupina hlavní skupiny v prvním malém období. Tato doba se skládá pouze ze dvou atomů: helium a kontaktním prvkem. Popisujeme hlavní rysy polohy vodíku v periodické soustavy.

1. Pořadové číslo vodíku - 1, množství elektronů je stejný, v tomto pořadí, protony tolik. Atomová hmotnost - 1,00795. K dispozici jsou tři izotop prvku s hmotnostními čísly 1, 2, 3. Avšak vlastnosti každého se velmi liší, protože zvýšení hmotnosti na jednotku i jen jednou pro vodík je dvojí.
2. Skutečnost, že vnější energetická hladina , že obsahuje pouze jeden elektron, může úspěšně být oba oxidační a redukční vlastnosti. Kromě toho, po zpětného rázu elektronu zůstává bez orbitalu, který je zapojen do tvorby chemických vazeb donor-akceptorového mechanismu.
3. Vodík - je silné redukční činidlo. Proto je považováno za hlavní místo první skupiny hlavní skupiny, kde vedl nejaktivnější kovy - alkalické.
4. Avšak tím, že reakce se silnými redukčními činidly, jako jsou, například, kovy, a to může být oxidační činidlo, přijímat elektron. Tyto sloučeniny se nazývají hydridy. Na tomto základě se vede podskupinu halogeny, který je podobný.
5. Vzhledem k velmi malé atomové hmotnosti vodíku je považována za nejlehčí prvek. Kromě toho je hustota je také velmi malá, takže je i měřítko pro snadné.

Je tedy zřejmé, že atom vodíku - je zcela unikátní, na rozdíl od všech ostatních prvků. V důsledku toho, že vlastností je také speciální a vytvořené jednoduché a složité látky jsou velmi důležité. Pojďme je zvážit další.

jednoduchá substance

Pokud budeme mluvit o tento prvek jako molekuly, je třeba říci, že to je diatomic. To znamená, že atom vodíku (jednoduché látky), - plyn. Jeho empirický vzorec je zapsána jako _H2, a grafiky - prostřednictvím jediného sigma-vazby H-H. Mechanismus tvorbu vazby mezi atomy - nepolární kovalentní.

Dokonce i Henry Cavendish v roce 1766, byl schopen otevřít látku. Který dokázal, že vodík - plyn, ten, který je schopen vyhodit do vzduchu. Později vlastnosti byly dobře studovali, bylo jasné, že látky - nejlehčí mezi slavné.

Ještě později Lavoisier dal jméno (jako prvek, a látky založené na něm) v latině - „porod do vody“ HYDROGENIUM, což znamená, Objevitel 1781 godu tento prvek Henry Cavendish prokázáno, že vodou - kombinace vodíku a kyslíku, to znamená, že je její reakční produkt. A to světlo plyn je také velmi hořlavý, byl už známý v XVI století, což se odrazilo v záznamech Paracelsus.

Tak, molekulární vodík - je velmi časté v přírodě a v přírodě se vyskytující plynné sloučeniny, skládající se ze dvou atomů, který je schopen ve vhánění vzduchu. Dále, molekula může být rozložen do atomů, které se podílejí na jaderných reakcí, stává jádra hélia. Tyto procesy neustále vyskytují na slunci a ve vesmíru, které jsou hlavními dodavateli sloučeniny.

Vodík - látka, která je schopna se vyjádřit, a jako oxidační činidlo, a jako redukční činidlo. Také, to je velmi široce používán v lidské činnosti.

fyzikální vlastnosti

Fyzikální parametry vodíku má následující:

1. Bod varu - (-252,76 ⁰ ° C).
2. Teplota tání - (-259,2 ⁰ ° C).
3. V rozsahu teplot je uvedeno, že je bezbarvá kapalina, mající žádný zápach.
4. Při velmi vysokých tlacích existovat snowlike krystalů tuhého vodíku.
5. Za určitých podmínek (s vysokou a nízkou teplotou) je převoditelná na kovovém stavu.
6. Je prakticky nerozpustný ve vodě, takže náboj je možné vytěsněním vody v přípravku v laboratoři.
7. Za běžných podmínek vodíku - plyn, bez zápachu, bezbarvý a bez chuti.
8. Hořlavých a výbušných látek.
9. Je dobře rozpouští v kovech, jako je schopen difundovat svou tloušťkou.
10. Přibližně 14,5 krát plyn je lehčí než vzduch.

Krystalová mřížka jednoduchého molekulárních látek, komunikace slabý, takže snadno zničeny.

chemické vlastnosti

Jak bylo uvedeno výše, vodík může vykazovat jak snižování a oxidační vlastnosti. Použitelným oxidačním síla prvku 1; -1. Proto se často používá v průmyslu pro různé syntézy a reakce.

Oxidační vlastnosti vodíku

1. Interakce s aktivními kovy (alkalických a kovů alkalických zemin) za obvyklých podmínek vede k tvorbě solí, jako sloučenin nazývaných hydridy. Například: LiH, _CaH2, KH, MGH _{2 a} další.
2. Sloučeniny s méně aktivních kovů při vysokých teplotách, nebo silné osvětlení (fotochemická zahájení reakce) také tvoří hydridy.

Vodíku redukční vlastnosti

1. Interakce za normálních podmínek pouze fluorem (jako silné oxidační činidlo). V důsledku toho, se fluorovodíku HF nebo kyseliny fluorovodíkové.
2. Interakce s téměř všechny nekovů, ale za určitých poněkud přísných podmínek. Příklady sloučenin: H ₂ S, NH _3, H ₂ O, PH _3, SiH ₄ a dalších.
3. Obnovuje kovů z jejich oxidů na jednoduché látky. To je jednou z hlavních průmyslových způsobů výroby kovového nazývaná vodorodotermiey.

Měli bychom také zdůraznit reakce, které se používají v organických syntézách. Nazývají se hydrogenace - dehydrogenace a nasycení atom vodíku, to znamená, že jeho štěpení od molekuly. na těchto metodách, více přeměn uhlovodíků a jiných organických sloučenin na bázi.

Být v přírodě

Vodík - je nejběžnější substance na naší planetě i mimo ni. Koneckonců, téměř všichni z mezihvězdného prostoru a hvězdy jsou vyrobeny z této konkrétní sloučeniny. Ve vesmíru může existovat ve formě:

• plazmy;
• plyn;
• ionty;
• atomy;
• molekuly.

Existuje několik typů různé hustoty mraků, které se skládají právě z této látky.

Když už mluvíme konkrétně šíření v zemské kůře, vodík je na druhém místě na počet atomů kyslíku po jejím přibližně 17%. Volná forma je vzácná, jen v menších množstvích jako součást suchého vzduchu. Nejběžnější sloučenina tohoto prvku - voda. Je v jeho struktuře a je k dispozici na této planetě.

Také, vodík je nedílnou součástí každého živého organismu. Kromě toho, 63% lidského těla za zlomek atomů. Vodík - prvek je organogenní proto vytváří molekul proteinů, tuků, karbohydrátů a nukleových kyselin, stejně jako mnoho dalších důležitých sloučenin.

recepce

Existují různé způsoby, jak dostat plyn pod námi. Ty zahrnují několik průmyslových a laboratorních varianty syntézy.

Komerční způsoby výroby vodíku :

1. Konverze metanu parou.
2. Zplyňování uhlí - proces zahrnuje zahřívání uhlík 1000 ⁰ ° C, čímž se vytvoří vodík a uhlík-intenzivní.
3. Elektrolýza. Tato metoda může být použita pouze pro vodné roztoky různých solí, jak se tavenina nevede k vypouštěné vody na katodě.

Laboratorní metody pro výrobu vodíku:

1. Hydrolýza hydridy kovů.
2. Působením zředěné kyseliny na aktivních kovů a vedlejší činnost.
3. Interakce alkalických kovů a kovů alkalických zemin s vodou.

Pro sběr vodík vyrobený, je nutné, aby trubku vzhůru nohama. Koneckonců, plyn nemůže být shromažďovány jako je například oxid uhličitý. Je vodík, je mnohem lehčí než vzduch. Rychle mizí, a ve velkých množstvích při smíchání se vzduchem exploduje. Z tohoto důvodu by měla trubka otáčet. Po jejím dokončení by měla být uzavřena pryžovou zátkou.

Pro kontrolu čistoty sebraných vodíku by měl přinést k hrdlu zapáleného utkání. Pokud bavlna nudné a tiché - takže plyn je čistý, s minimálními vzduchovými nečistot. Je-li hlasité pískání - špinavá, s velkým podílem zahraničních komponentů.

Oblasti použití

Při spalování vodíku uvolněného je tak velké množství energie (tepla), že topný plyn je nejvýhodnější. Kromě toho, neznečišťující. Dnes, nicméně, jeho použití je omezeno v této oblasti. To je vzhledem k neuvážené není zcela vyřešen problémy syntézy čistý vodík, který by byl vhodný pro použití jako palivo v reaktorech motorů a přenosných zařízení, jakož i ohřívání vody domů.

Ve skutečnosti, způsoby pro přípravu plynu, jsou poměrně drahé, takže před tím, než je nutné vyvinout zvláštní metodu syntézy. Takovou, která umožní získat produkt ve velkém měřítku a s minimálním úsilím.

Existuje několik klíčových oblastí, v nichž se plyn používané v úvahu námi.

1. Chemická syntéza. na získané hydrogenační mýdlo, margarín, plastovým. Při zapojení vodík syntetizovány methanol a amoniak, a další sloučeniny.
2. V potravinářském průmyslu - jako přísada E949.
3. Letecký průmysl (rakety, letadla).
4. Elektrická energie.
5. Meteorologie.
6. Paliva čistší vzhled.

Je zřejmé, že vodík je stejně důležitá jako rozšířeny v přírodě. Stále hrají důležitou roli, kterou vytvořený různých sloučenin.

sloučeniny vodíku

Tento komplex látka obsahující atomy vodíku. je možné identifikovat několik základních typů těchto látek.

1. Halogenidy. Obecný vzorec - HHal. Zvláštní význam mezi nimi je chlorovodík. Tento plyn, který se rozpouští ve vodě za vzniku roztoku kyseliny chlorovodíkové. Tato kyselina je široce používán v téměř všech chemických syntéz. Kromě toho, jak organické a anorganické. chlorovodík - sloučenina má empirický vzorec HCl a je jedním z největších z hlediska výroby za rok v této zemi. K dispozici je také halogenovodík zahrnují jodovodík, fluorovodík a bromovodík. Všichni za vzniku odpovídající kyseliny.
2. Těkavé vodíku nekovové sloučeniny. Téměř všechny z nich docela jedovaté plyny. Například, sirovodíku, methanu, silan, fosfinu, a další. Je velmi hořlavé.
3. Hydridy - sloučeniny s kovy. Viz solí třídy.
4. Hydroxidy: báze, kyseliny a amfoterní sloučeniny. Jejich složení je nutné uvést atomy vodíku, jeden nebo více. Příklad: NaOH, K ₂ [Al (OH) _4], H _{2SO 4,} a další.
5. Hydroxid vodík. Tato sloučenina je lépe známý jako voda. Další oxid název vodík. Jeho empirický vzorec je - H ₂ O.
6. Peroxid vodíku. Toto silné oxidační činidlo, které má tvar vzorec H ₂ O _2.
7. Mnoho organických sloučenin: uhlovodíky, proteiny, tuky, lipidy, vitamíny, hormony, a jiné esenciální oleje.

Je jasné, že pro rozmanitost připojení uvažujeme prvek je velmi velký. To opět potvrzuje vysokou hodnotu přírody a člověka, stejně jako pro všechny živé bytosti.

Oxid vodík - je nejlepší rozpouštědlo

Jak již bylo zmíněno výše, plebejce název látky - vodu. Skládá se ze dvou atomů vodíku a jeden atom kyslíku vzájemně polární kovalentní vazby. Molekula vody je dipól, což vysvětluje, mnoho vlastností vystavovaných tím. Zejména skutečnost, že je univerzální rozpouštědlo.

To bylo ve vodním prostředí vyskytují téměř všechny chemické procesy. Vnitřní plastová reakce a energetický metabolismus v živých organismech se rovněž provádí s oxidem vodíku.

Voda je považována za nejdůležitější substance na planetě. Je známo, že bez ní nemůže žít jediný živý organismus. Na Zemi může existovat ve třech státech agregace:

• kapalina;
• Plynu (páry);
• pevná látka (led).

V závislosti na izotopy vodíku v molekule, jsou tři druhy vody.

1. Easy nebo protium. Izotop s hmotnostním množství 1. vzorce - H ₂ O. To je známá forma, který používá všechny organismy.
2. Deuteria nebo těžké, vzorec - D _2O obsahuje izotop ² H.
3. Superheavy nebo tritium. Vzorec je T ₃ O izotop - ³ N.

Velmi důležité zásoby sladké vody na planetě protium. Již v mnoha zemích je nedostatek. Rozvinuté způsoby léčení slané vody k výrobě pitné vody.

peroxid vodíku - je univerzální prostředek

Tato sloučenina, jak bylo uvedeno výše, vynikající oxidační činidlo. Nicméně, se silnými zástupci mohou působit i jako redukční činidlo také. Kromě toho, že má silný baktericidní účinek.

Jiný název této sloučeniny - peroxid. V této podobě se používá v lékařství. 3% roztok krystalických látek v úvahu - to léčivem, které se používá k léčbě drobných poranění s ohledem na jejich dekontaminaci. Nicméně, to je prokázáno, že ve stejnou dobu hojení rány zvyšuje.

Také peroxid vodíku se používá v raketové palivo v průmyslu pro dezinfekci a bělení, jako pěnotvorné činidlo, za vzniku odpovídající materiály (pěna, například). Kromě toho je peroxid pomáhá čistit akvária, odbarvovat vlasy a vybělit zuby. Nicméně, poškozuje tkáně, takže odborníci k tomuto účelu nedoporučuje.