Kimyada hidrojen. Hidrojen - özellikleri, fiziksel ve kimyasal özellikleri

Hidrojen– Kimyasal elementlerin Periyodik Tablosunun ilk kimyasal elementi D.I. Mendeleev. Hidrojen kimyasal elementi Periyodik Sistemin ilk periyodu olan birinci grupta, ana alt grupta yer alır.

Hidrojenin bağıl atom kütlesi = 1.

Hidrojen en basit atom yapısına sahiptir; perinükleer boşlukta bulunan tek bir elektrondan oluşur. Hidrojen atomunun çekirdeği bir protondan oluşur.

Kimyasal reaksiyonlardaki bir hidrojen atomu ya vazgeçebilir ya da bir elektron kazanarak iki tür iyon oluşturabilir:

H0 + 1ē → H1− H0 – 1ē → H1+.

Hidrojen– Evrendeki en yaygın element. Tüm atomların yaklaşık %88,6'sını oluşturur (yaklaşık %11,3'ü helyum atomlarıdır, diğer tüm elementlerin toplam payı ise yaklaşık %0,1'dir). Dolayısıyla hidrojen, yıldızların ve yıldızlararası gazın ana bileşenidir. Yıldızlararası uzayda bu element bireysel moleküller, atomlar ve iyonlar halinde bulunur ve boyut, yoğunluk ve sıcaklık açısından önemli ölçüde değişen moleküler bulutlar oluşturabilir.

Hidrojenin yer kabuğundaki kütle oranı %1'dir. Dokuzuncu en yaygın elementtir. Hidrojenin Dünya üzerinde meydana gelen kimyasal süreçlerdeki önemi neredeyse oksijen kadar büyüktür. Dünya üzerinde hem bağlı hem de serbest halde bulunan oksijenin aksine, Dünya üzerindeki hidrojenin hemen hemen tamamı bileşikler halindedir; Atmosferde yalnızca çok küçük miktarda basit bir madde formunda hidrojen bulunur (kuru hava için hacimce %0,00005).

Hidrojen hemen hemen tüm organik maddelerin bir parçasıdır ve tüm canlı hücrelerde mevcuttur.

Hidrojenin fiziksel özellikleri

Hidrojen kimyasal elementinin oluşturduğu basit bir madde moleküler bir yapıya sahiptir. Bileşimi formüle karşılık gelir H2. Kimyasal element gibi basit maddeye de hidrojen denir.

Hidrojen- renksiz, kokusuz ve tatsız, suda hemen hemen çözünmeyen bir gaz. Oda sıcaklığında ve normal atmosfer basıncında çözünürlük, 1 litre su başına 18,8 ml gazdır.

Hidrojen– en hafif gazdır, yoğunluğu 0,08987 g/l'dir. Karşılaştırma için: hava yoğunluğu 1,3 g/l'dir.

Hidrojen metallerde çözünebilir.örneğin, bir hacim paladyumda 850 hacme kadar hidrojen çözülebilir. Hidrojen, son derece küçük moleküler boyutundan dolayı birçok malzemeye yayılabilir.

Diğer gazlar gibi hidrojen de düşük sıcaklıklarda renksiz şeffaf bir sıvı halinde yoğunlaşır; 252,8°C. Sıcaklık -259,2°C'ye ulaştığında hidrojen kara benzer şekilde beyaz kristaller halinde kristalleşir.

Oksijenden farklı olarak hidrojen allotropi ile karakterize edilmez

Hidrojenin uygulamaları

Hidrojen çeşitli endüstrilerde kullanılmaktadır. Amonyak üretmek için çok fazla hidrojen kullanılır (NH3). Azotlu gübreler, sentetik elyaflar ve plastikler ve ilaçlar amonyaktan elde edilir.

Gıda endüstrisinde katı yağlar içeren margarin üretiminde hidrojen kullanılmaktadır. Bunları sıvı yağlardan elde etmek için içlerinden hidrojen geçirilir.

Hidrojen oksijen içinde yandığında alev sıcaklığı yaklaşık 2500°C. Bu sıcaklıkta refrakter metaller eritilebilir ve kaynak yapılabilir. Bu nedenle kaynakta hidrojen kullanılır.

Roket yakıtı olarak sıvı hidrojen ve oksijen karışımı kullanılır.

Şu anda birçok ülke yenilenemeyen enerji kaynaklarının (petrol, gaz, kömür) hidrojenle değiştirilmesi konusunda araştırmalara başlamıştır. Hidrojen oksijen içinde yakıldığında çevre dostu bir ürün oluşur - sera etkisine neden olan karbondioksit değil su.

Bilim insanları, hidrojenle çalışan arabaların seri üretiminin 21. yüzyılın ortalarında başlaması gerektiğini öne sürüyor. Çalışması aynı zamanda hidrojenin oksijenle oksidasyonuna dayanan ev tipi yakıt hücreleri yaygın olarak kullanılacaktır.

19. yüzyılın sonu – 20. yüzyılın başında, Havacılık çağının şafağında balonlar, hava gemileri ve balonlar havadan çok daha hafif olduğu için hidrojenle dolduruldu. Ancak zeplin başına gelen felaketin ardından zeplin dönemi hızla eskimeye başladı. Hindenburg. 6 Mayıs 1937 zeplin, Hidrojenle dolu olan uçak alev aldı ve onlarca yolcunun ölümüyle sonuçlandı.

Hidrojen, oksijenle belirli bir oranda son derece patlayıcıdır. Güvenlik düzenlemelerine uyulmaması, zeplin tutuşmasına ve patlamasına neden oldu.

Hidrojen– Kimyasal elementlerin Periyodik Tablosunun ilk kimyasal elementi D.I. Mendeleev
Hidrojen, Periyodik Sistemin ana alt grubu olan grup I'de, 1. periyotta yer alır.
Bileşiklerde hidrojenin değeri – I
Hidrojen– renksiz gaz, kokusuz ve tatsız, suda hemen hemen çözünmez
Hidrojen- en hafif gaz
Düşük sıcaklıklarda sıvı ve katı hidrojen üretilir
Hidrojen metallerde çözünebilir
Hidrojenin uygulamaları çeşitlidir

Hidrojen periyodik tablonun I. ve VII. gruplarında bir numaradır. Hidrojenin sembolü H'dir (enlem. Hidrojenyum). Çok hafif, renksiz ve kokusuz bir gazdır. Hidrojenin üç izotopu vardır: 1H - protium, 2H - döteryum ve 3H - trityum (radyoaktif). Basit hidrojen H₂ ile reaksiyona giren hava veya oksijen oldukça yanıcı ve aynı zamanda patlayıcıdır. Hidrojen toksik ürünler yaymaz. Etanolde ve bir takım metallerde (özellikle yan alt grupta) çözünür.

Dünyadaki hidrojen bolluğu

Oksijen gibi hidrojen de büyük önem taşıyor. Ancak oksijenden farklı olarak hidrojenin neredeyse tamamı başka maddelere bağlıdır. Yalnızca atmosferde serbest halde bulunur, ancak oradaki miktarı son derece önemsizdir. Hidrojen hemen hemen tüm organik bileşiklerin ve canlı organizmaların bir parçasıdır. Çoğu zaman oksit - su formunda bulunur.

Fiziko-kimyasal özellikler

Hidrojen aktif değildir ve ısıtıldığında veya katalizörlerin varlığında hemen hemen tüm basit ve karmaşık kimyasal elementlerle reaksiyona girer.

Hidrojenin basit kimyasal elementlerle reaksiyonu

Yüksek sıcaklıklarda hidrojen oksijen, kükürt, klor ve nitrojen ile reaksiyona girer. Evde gazlarla hangi deneylerin yapılabileceğini öğreneceksiniz.

Laboratuvar koşullarında hidrojenin oksijenle etkileşimi deneyimi

Gaz çıkış borusundan gelen saf hidrojeni alıp ateşe verelim. Neredeyse fark edilmeyen bir alevle yanacak. Herhangi bir kaba hidrojen tüpü yerleştirirseniz yanmaya devam edecek ve duvarlarda su damlacıkları oluşacaktır. Bu oksijen hidrojenle reaksiyona girdi:

2Н₂ + О₂ = 2Н₂О + Q

Hidrojen yandığında çok fazla termal enerji üretilir. Oksijen ve hidrojen kombinasyonunun sıcaklığı 2000 °C'ye ulaşır. Oksijen hidrojeni oksitlediği için bu reaksiyona oksidasyon reaksiyonu denir.

Normal koşullar altında (ısıtma olmadan) reaksiyon yavaş ilerler. Ve 550 ° C'nin üzerindeki sıcaklıklarda bir patlama meydana gelir (sözde patlayıcı gaz oluşur). Geçmişte balonlarda sıklıkla hidrojen kullanılıyordu ancak patlayıcı gazın oluşması nedeniyle çok sayıda kaza yaşandı. Topun bütünlüğü ihlal edildi ve bir patlama meydana geldi: hidrojen oksijenle reaksiyona girdi. Bu nedenle artık periyodik olarak alevle ısıtılan helyum kullanılmaktadır.

Klor, hidrojen ile reaksiyona girerek hidrojen klorür oluşturur (yalnızca ışık ve ısı varlığında). Hidrojen ve klorun kimyasal reaksiyonu şöyle görünür:

H₂ + Cl₂ = 2HCl

İlginç gerçek: Florun hidrojenle reaksiyonu karanlıkta ve 0 ° C'nin altındaki sıcaklıklarda bile patlamaya neden olur.

Azotun hidrojenle etkileşimi yalnızca ısıtıldığında ve bir katalizör varlığında gerçekleşebilir. Bu reaksiyon amonyak üretir. Reaksiyon denklemi:

ЗН₂ + N₂ = 2NN₃

Kükürt ve hidrojenin reaksiyonu bir gaz - hidrojen sülfit oluşturmak üzere meydana gelir. Sonuç çürük yumurta kokusudur:

H₂ + S = H₂S

Hidrojen sadece metallerde çözünmez, aynı zamanda onlarla reaksiyona da girebilir. Sonuç olarak hidrür adı verilen bileşikler oluşur. Bazı hidritler roketlerde yakıt olarak kullanılır. Ayrıca nükleer enerji üretmek için de kullanılıyorlar.

Karmaşık kimyasal elementlerle reaksiyon

Örneğin bakır oksitli hidrojen. Bir tüp hidrojen alıp bakır oksit tozundan geçirelim. Reaksiyonun tamamı ısıtıldığında meydana gelir. Siyah bakır tozu kahverengimsi kırmızıya (düz bakır rengi) dönüşecektir. Şişenin ısıtılmamış alanlarında da sıvı damlacıkları görünecektir - bu oluşmuştur.

Kimyasal reaksiyon:

CuO + H₂ = Cu + H₂O

Görebildiğimiz gibi hidrojen oksitle ve indirgenmiş bakırla reaksiyona girdi.

Geri kazanım reaksiyonları

Bir madde reaksiyon sırasında bir oksidi uzaklaştırıyorsa, bu bir indirgeyici maddedir. Bakır oksidin reaksiyon örneğini kullanarak hidrojenin bir indirgeyici madde olduğunu görüyoruz. Ayrıca HgO, MoO₃ ve PbO gibi diğer bazı oksitlerle de reaksiyona girer. Herhangi bir reaksiyonda elementlerden biri oksitleyici madde ise diğeri indirgeyici madde olacaktır.

Tüm hidrojen bileşikleri

Ametallerle hidrojen bileşikleri- çok uçucu ve zehirli gazlar (örneğin hidrojen sülfür, silan, metan).

Hidrojen halojenürler- Hidrojen klorür en yaygın olarak kullanılır. Çözündüğünde hidroklorik asit oluşturur. Bu grup ayrıca şunları içerir: hidrojen florür, hidrojen iyodür ve hidrojen bromür. Bütün bu bileşikler karşılık gelen asitlerin oluşumuyla sonuçlanır.

Hidrojen peroksit(kimyasal formül H₂O₂) güçlü oksitleyici özellikler sergiler.

Hidrojen hidroksitler veya su H₂O.

Hidritler- bunlar metalli bileşiklerdir.

Hidroksitler- bunlar asitler, bazlar ve hidrojen içeren diğer bileşiklerdir.

Organik bileşikler: proteinler, yağlar, lipitler, hormonlar ve diğerleri.

Mendeleev'in kimyasal elementlerin periyodik tablosunda ilk sırada yer alır ve H sembolüyle gösterilir.

Hidrojen evrendeki en küçük ve en bol bulunan elementtir. Tüm atomların yaklaşık %88,6'sını oluşturur. Bu nedenle yıldızların ve yıldızlararası gazın ana bileşenidir.

Yıldızlarda ve gaz devi gezegenlerde büyük miktarlarda bulunur. Yıldızlarda meydana gelen füzyon reaksiyonlarında anahtar rol oynar.

Basit madde hidrojen - H2 - en hafif gazdır, havadan 14,5 kat daha hafiftir.

Oda sıcaklığında ve normal basınçta hidrojen gazı tatsız, renksiz ve kokusuzdur.

Serbest hidrojen H2, karasal gazlarda nispeten nadir bulunur, ancak su formunda jeokimyasal süreçlerde son derece önemli bir rol alır.

A. L. Lavoisier hidrojene Hydrogène adını verdi (eski Yunanca ὕδωρ - "su" ve γεννάω - "doğuruyorum") - "suyu doğurmak". Rus adı "hidrojen", kimyager M. F. Solovyov tarafından 1824'te - M. V. Lomonosov'un "oksijen" e benzetilerek önerildi.

2007 yılında: Moleküler hidrojen insan vücudu için yüksek bir tedavi potansiyeline sahiptir.

vücudu hücresel düzeyde iyileştirir, vücudun bağışıklığını ve canlılığını artırır, kronik hastalıklar da dahil olmak üzere birçok farklı hastalıkta önleyici ve tedavi edici etkiye sahiptir, vücudu gençleştirir ve erken yaşlanmayı önler.

Bugüne kadar hidrojenin insan vücuduna faydaları hakkında 600'den fazla bilimsel ve tıbbi makale yazıldı.

Hidrojeni tedavi ve profilaktik amaçlarla kullanmanın en basit ve etkili yolu formdadır.

Her yaştan insan için faydalı ve güvenlidir ve hiçbir yan etkisi yoktur. Nötr veya hafif alkali ve oldukça negatif olup insan tüketimi için ideal bir içecektir.

Düşük kütleye sahip olan hidrojen molekülleri, insan vücudunun tüm hücrelerine ve dokularına nüfuz eden yüksek hızlı bir difüzyon hareketine sahiptir.

Hidrojen en güçlüsüdür. İnsan vücudundaki zararlı maddelerin hidrojen tarafından uzaklaştırılması sonucunda su oluşur. Diğer antioksidanlar da benzer şekilde reaksiyona girdiğinde zararlı yan ürünler üretirler.

Hidrojen (H2O)’yu oluşturan iki elementten biridir. Her su molekülü iki hidrojen atomu ve bir oksijen atomu içerir.

Sudaki moleküler hidrojen konsantrasyonunu arttırmak için bir yöntem kullanılır, yani. doğru akımın etkisi altında suyun hidrojen ve oksijene ayrışması. Bu su şifalı hale gelir ve tedavi edici potansiyele sahiptir. Evde zaten var.

Basınç ve aşırı soğuk (-252,87 santigrat derece) altında hidrojen sıvı hale gelir. Bu durumda depolanan hidrojen, "normal" gaz halindeki formundan daha az yer kaplar. Sıvı hidrojen, diğer şeylerin yanı sıra roket yakıtı olarak kullanılır.

Ultra yüksek basınçta katı hale dönüşür ve metalik hidrojen haline gelir. Bu yönde bilimsel araştırmalar yapılıyor.

Hidrojen ulaşımda alternatif yakıt olarak kullanılıyor. Hidrojenin kimyasal enerjisi, geleneksel içten yanmalı motorlarda kullanılana benzer şekilde yakıldığında açığa çıkar. Temelinde, hidrojenin oksijenle kimyasal reaksiyonu yoluyla su ve elektrik üretme sürecini içeren yakıt hücreleri de yaratılır.

Hidrojen, gıda katkı maddesi E949 (ambalaj gazı, sınıf “Diğer”) olarak kayıtlıdır. Rusya Federasyonu'nun gıda endüstrisinde gıda ürünlerinin üretimine yardımcı olarak kullanılması kabul edilebilir gıda katkı maddeleri listesine dahil edilmiştir.

Makaleyi okuyun ve siteye gidin www.h2miraclewater-russia.ru Hidrojen aparatı ve hidrojen suyu hakkında daha fazla bilgi için.

Ders 29

Hidrojen. su

Dersin özeti:

Su. Kimyasal ve fiziksel özellikler

Hidrojen ve suyun doğadaki rolü

Kimyasal element olarak hidrojen

Hidrojen, yeri belirsiz olan D.I. Mendeleev'in periyodik tablosundaki tek elementtir. Kimyasal sembolü periyodik tabloda iki kez yazılır: hem IA hem de VIIA gruplarında. Bu, hidrojenin kendisini hem alkali metaller hem de halojenlerle birleştiren bir takım özelliklere sahip olmasıyla açıklanmaktadır (Tablo 14).

Tablo 14

Hidrojenin özelliklerinin alkali metaller ve halojenlerin özellikleriyle karşılaştırılması

Alkali metallerle benzerlikler	Halojenlere benzerlik
Dış enerji seviyesinde hidrojen atomları bir elektron içerir. Hidrojen bir s elementidir	Dış ve tek seviye tamamlanmadan önce, halojen atomları gibi hidrojen atomları da bir elektrondan yoksundur.
Hidrojen indirgeyici özellikler sergiler. Oksidasyonun bir sonucu olarak hidrojen, +1 bileşiklerinde en sık bulunan oksidasyon durumunu alır.	Hidrojen, halojenler gibi, alkali ve alkalin toprak metalleri içeren bileşiklerde, oksitleyici özelliklerini doğrulayan -1 oksidasyon durumuna sahiptir.
Uzayda metal kristal kafesli katı hidrojenin var olduğu varsayılmaktadır.	Flor ve klor gibi hidrojen de normal koşullar altında bir gazdır. Halojen molekülleri gibi molekülleri diatomiktir ve kovalent polar olmayan bir bağ yoluyla oluşur.

Doğada hidrojen, kütle numaraları 1, 2 ve 3 olan üç izotop formunda bulunur: protium 1 1 H, döteryum 2 1 D ve trityum 3 1 T. İlk ikisi kararlı izotoplardır ve üçüncüsü radyoaktiftir. Protium izotopların doğal karışımında baskındır. H:D:T izotopları arasındaki niceliksel oranlar 1: 1,46 10 -5: 4,00 10 -15'tir.

Hidrojen izotoplarının bileşikleri özellik bakımından birbirinden farklıdır. Örneğin, hafif protium suyunun (H 2 O) kaynama ve donma noktaları sırasıyla - 100 o C ve 0 o C'ye ve döteryum suyunun (D 2 O) - 101,4 o C ve 3,8 o C'ye eşittir. Reaksiyon hızı şunları içerir: hafif su, ağır sudan daha yüksektir.

Evrende hidrojen en yaygın elementtir; Evrenin kütlesinin yaklaşık %75'ini veya tüm atomlarının %90'ından fazlasını oluşturur. Hidrojen, Dünya'nın en önemli jeolojik kabuğu olan hidrosferdeki suyun bir parçasıdır.

Hidrojen, karbonla birlikte tüm organik maddeleri oluşturur, yani Dünya'nın canlı kabuğunun - biyosferin bir parçasıdır. Yer kabuğunda - litosferde - hidrojenin kütle içeriği yalnızca %0,88'dir, yani. tüm elementler arasında 9. sırada yer alır. Dünyanın hava kabuğu - atmosfer, moleküler hidrojenin payı olan toplam hacmin milyonda birinden daha azını içerir. Sadece atmosferin üst kısmında bulunur.

Hidrojen üretimi ve kullanımı

Hidrojen ilk olarak 16. yüzyılda ortaçağ doktoru ve simyacı Paracelsus tarafından bir demir plakanın sülfürik asit içine daldırılmasıyla elde edildi ve 1766'da İngiliz kimyager Henry Cavendish, hidrojenin yalnızca demirin sülfürik asitle etkileşimi yoluyla üretilmediğini kanıtladı. aynı zamanda diğer asitlerle birlikte diğer metaller. Cavendish ayrıca ilk kez hidrojenin özelliklerini tanımladı.

İÇİNDE laboratuvar koşullar altında hidrojen elde edilir:

1. Metallerin asitle etkileşimi:

Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2

2. Alkali ve alkali toprak metallerin su ile etkileşimi

2Na + 2H20 → 2NaOH + H2

Ca + 2H20 → Ca(OH)2 + H2

İÇİNDE endüstri Hidrojen aşağıdaki yollarla elde edilir:

1. Tuzların, asitlerin ve alkalilerin sulu çözeltilerinin elektrolizi. En sık kullanılan çözüm sofra tuzudur:

2NaCl + 2H20 →el. akım H 2 + Cl 2 + NaOH

2. Sıcak kok ile su buharının azaltılması:

C + H2O → tCO + H2

Ortaya çıkan karbon monoksit ve hidrojen karışımına denir. su gazı (sentez gazı), ve çeşitli kimyasal ürünlerin (amonyak, metanol vb.) sentezinde yaygın olarak kullanılır. Hidrojeni su gazından ayırmak için karbon monoksit, su buharı ile ısıtıldığında karbondioksite dönüştürülür:

CO + H2 → tCO2 + H2

3. Metanın ısıtılması su buharı ve oksijen varlığında. Bu yöntem şu anda ana yöntemdir:

2CH4 + Ö2 + 2H2Ö → t2CO2 + 6H2

Hidrojen yaygın olarak aşağıdaki amaçlarla kullanılır:

1. amonyak ve hidrojen klorürün endüstriyel sentezi;

2. sentez gazının bir parçası olarak metanol ve sentetik sıvı yakıtın elde edilmesi (2 hacim hidrojen ve 1 hacim CO);

3. Petrol fraksiyonlarının hidro-işlenmesi ve hidrokrakingi;

4. sıvı yağların hidrojenasyonu;

5. metallerin kesilmesi ve kaynaklanması;

6. Oksitlerinden tungsten, molibden ve renyumun elde edilmesi;

7. Yakıt olarak uzay motorları.

8. Termonükleer reaktörlerde yakıt olarak hidrojen izotopları kullanılır.

Hidrojenin fiziksel ve kimyasal özellikleri

Hidrojen renksiz, tatsız ve kokusuz bir gazdır. Yoğunluk hayır. 0,09 g/l (havadan 14 kat daha hafif). Hidrojen suda çok az çözünür (100 hacim su başına yalnızca 2 hacim gaz), ancak d-metaller - nikel, platin, paladyum (bir hacim paladyumda 900 hacme kadar hidrojen çözülür) tarafından iyi emilir.

Kimyasal reaksiyonlarda hidrojen hem indirgeyici hem de oksitleyici özellikler gösterir. Çoğu zaman hidrojen indirgeyici bir madde olarak görev yapar.

1. Metal olmayanlarla etkileşim. Hidrojen, ametallerle uçucu hidrojen bileşikleri oluşturur (bkz. Ders 25).

Halojenli reaksiyon hızı ve koşullar flordan iyodine kadar değişir: flor ile hidrojen karanlıkta bile patlayıcı bir şekilde reaksiyona girer, klor ile reaksiyon oldukça sakin bir şekilde ışıkla çok az ışınlamayla ilerler, brom ve iyot ile reaksiyonlar tersine çevrilebilir ve yalnızca ısıtıldığında meydana gelir:

H2 + F2 → 2HF

H 2 + Cl 2 → hν 2HCl

H 2 + I 2 → t 2HI

Oksijen ile ve kükürt hidrojen hafif ısıtmayla reaksiyona girer. Oksijen ve hidrojenin 1:2 oranındaki karışımına denir patlayıcı gaz:

H 2 + Ö 2 → t H 2 Ö

H 2 + S → t H 2 S

Azot, fosfor ve karbon ile reaksiyon ısı altında, yüksek basınç altında ve bir katalizör varlığında gerçekleşir. Reaksiyonlar tersine çevrilebilir:

3H2 + N2 → kat., p, t2NH3

2H 2 + 3P → kat., p, t3PH 3

H 2 + C → kat., p, t CH 4

2. Karmaşık maddelerle etkileşim. Yüksek sıcaklıklarda hidrojen metalleri oksitlerinden ayırır:

CuO + H 2 → t Cu + H 2 O

3. Şu tarihte: alkali ve toprak alkali metallerle etkileşim Hidrojen oksitleyici özellikler sergiler:

2Na + H2 → 2NaH

Ca + H 2 → CaH 2

4. Organik maddelerle etkileşim. Hidrojen birçok organik maddeyle aktif olarak etkileşime girer; bu tür reaksiyonlara hidrojenasyon reaksiyonları denir. Bu tür reaksiyonlar “Organik Kimya” koleksiyonunun III.Bölümünde daha ayrıntılı olarak tartışılacaktır.

MINSK TEKNOLOJİ VE HAFİF SANAYİ TASARIMI KOLEJİ

Soyut

disiplin: Kimya

Konu: “Hidrojen ve bileşikleri”

Tarafından hazırlandı: 1. sınıf öğrencisi 343 grup

Viskup Elena

Kontrol edildi: Alyabyeva N.V.

Minsk 2009

Periyodik tablodaki hidrojen atomunun yapısı

Oksidasyon durumları

Doğada yaygınlık

Basit bir madde olarak hidrojen

Hidrojen bileşikleri

Referanslar

Periyodik tablodaki hidrojen atomunun yapısı

Periyodik tablonun ilk elementi (1. periyot, seri numarası 1). Diğer kimyasal elementlerle tam bir benzerliği yoktur ve herhangi bir gruba ait değildir, bu nedenle tablolarda koşullu olarak grup IA ve/veya grup VIIA'ya yerleştirilmiştir.

Hidrojen atomu, tüm elementlerin atomları arasında en küçük ve en hafif olanıdır. Atomun elektronik formülü 1s 1'dir. Bir elementin serbest haldeki olağan varoluş şekli, iki atomlu bir moleküldür.

Oksidasyon durumları

Daha elektronegatif elementlere sahip bileşiklerdeki hidrojen atomu, örneğin HF, H2O, vb. gibi +1 oksidasyon durumu sergiler. Ve metal hidritli bileşiklerde, hidrojen atomunun oksidasyon durumu -1'dir, örneğin NaH, CaH 2, vb. Tipik metaller ve metal olmayanlar arasında bir elektronegatiflik değerine sahiptir. Asetik asit veya alkol gibi organik çözücülerdeki birçok organik bileşiği katalitik olarak indirgeme yeteneğine sahiptir: doymamış bileşikleri doymuş olanlara, bazı sodyum bileşiklerini amonyak veya aminlere.

Doğada yaygınlık

Doğal hidrojen iki kararlı izotoptan oluşur - protium 1 H, döteryum 2 H ve trityum 3 H. Döteryum aksi takdirde D olarak ve trityum T olarak adlandırılır. Çeşitli kombinasyonlar mümkündür, örneğin NT, HD, TD, H 2, D 2 , T2. Hidrojen doğada kükürt (H2S), oksijen (su formunda), karbon, nitrojen ve klor ile çeşitli bileşikler formunda daha yaygındır. Daha az sıklıkla fosfor, iyot, brom ve diğer elementleri içeren bileşikler şeklinde. Tüm bitki ve hayvan organizmalarının, petrolün, fosil kömürlerin, doğal gazın ve bir dizi mineral ve kayanın bir parçasıdır. Serbest durumda, çok nadiren küçük miktarlarda bulunur - volkanik gazlarda ve organik kalıntıların ayrışma ürünlerinde. Hidrojen evrende en çok bulunan elementtir (yaklaşık %75). Güneş'in ve çoğu yıldızın yanı sıra esas olarak hidrojenden oluşan Jüpiter ve Satürn gezegenlerinin bir bileşenidir. Bazı gezegenlerde hidrojen katı halde bulunabilir.

Basit bir madde olarak hidrojen

Bir hidrojen molekülü, kovalent polar olmayan bir bağla bağlanan iki atomdan oluşur. Fiziksel özellikler- renksiz ve kokusuz gaz. Uzayda diğer gazlardan daha hızlı yayılır, küçük gözeneklerden geçer ve yüksek sıcaklıklarda çeliğe ve diğer malzemelere nispeten kolaylıkla nüfuz eder. Yüksek ısı iletkenliğine sahiptir.

Kimyasal özellikler. Düşük sıcaklıklarda normal durumunda aktif değildir; ısınmadan (ışık varlığında) flor ve klor ile reaksiyona girer.

H 2 + F 2 2HF H 2 +Cl 2 hv 2HCl

Metal olmayanlarla metallere göre daha aktif etkileşime girer.

Çeşitli maddelerle etkileşime girdiğinde hem oksitleyici hem de indirgeyici özellikler sergileyebilir.

Hidrojen bileşikleri

Hidrojen bileşiklerinden biri halojenlerdir. Hidrojen Grup VIIA elementleriyle birleştiğinde oluşurlar. HF, HCl, HBr ve HI renksiz gazlardır ve suda oldukça çözünürler.

Cl2 + H2OHCIO + HC1; HClO-klorlu su

HBr ve HI tipik indirgeyici ajanlar olduğundan HCl gibi bir değişim reaksiyonuyla elde edilemezler.

CaF2 + H2S04 = CaS04 + 2HF

Su, doğadaki en yaygın hidrojen bileşiğidir.

2H2 + Ö2 = 2H2Ö

Rengi yok, tadı yok, kokusu yok. Çok zayıf bir elektrolit, ancak birçok metal ve metal olmayan, bazik ve asidik oksitlerle aktif olarak reaksiyona girer.

2H20 + 2Na = 2NaOH + H2

H 2 O + BaO = Ba(OH) 2

3H 2 Ö + P 2 Ö 5 = 2H 3 PO 4

Ağır su (D 2 O), suyun izotopik bir çeşididir. Ağır sudaki maddelerin çözünürlüğü normal suya göre çok daha azdır. Ağır su zehirlidir çünkü canlı organizmalardaki biyolojik süreçleri yavaşlatır. Suyun tekrarlanan elektrolizi sırasında elektroliz kalıntısında birikir. Nükleer reaktörlerde soğutucu ve nötron moderatörü olarak kullanılır.

Hidritler, hidrojenin metallerle (yüksek sıcaklıklarda) veya hidrojenden daha az elektronegatifliği olan metal olmayan maddelerle etkileşimidir.

Si + 2H2 = SiH4

Hidrojenin kendisi 16. yüzyılın ilk yarısında keşfedildi. Paracelsus. 1776'da G. Cavendish ilk kez özelliklerini araştırdı; 1783-1787'de A. Lavoisier hidrojenin suyun bir parçası olduğunu gösterdi, onu kimyasal elementler listesine dahil etti ve "hidrojen" adını önerdi.

Referanslar

1. M.B. Volovich, O.F. Kabardin, R.A. Lidin, L.Yu. Alikberova, V.S. Rokhlov, V.B. Pyatunin, Yu.A. Simagin, S.V. Simonovich/Schoolchildren’s Handbook/Moskova “AST-PRESS BOOK” 2003.

2.I.L. Knunyats / Kimya Ansiklopedisi / Moskova “Sovyet Ansiklopedisi” 1988

3. I.E. Shimanovich / Kimya 11 / Minsk “Halkın Asveta'sı” 2008

4. F. Cotton, J. Wilkinson / Modern inorganik kimya / Moskova “Mir” 1969