În tabelul periodic al lui Mendeleev la numărul 1 este cel mai comun element din univers - hidrogenul. Distribuția sa, în termeni procentuali, se apropie de 75%. Conținutul său cel mai scăzut este notat în straturile atmosferei - 0,0001%. Scoarța terestră conține 1% gaz din masă. Cea mai mare cantitate a sa se observă în apă: 12%. Pe planeta noastră, este al treilea element chimic cel mai răspândit.
Descrierea articolului
Molecula de hidrogen, a cărei formulă este H-H sau H2, este înzestrată cu proprietăți fizice și chimice.
Hidrogenul este un gaz care nu are nici culoare, nici miros. Locația hidrogenului în tabel pe locul 1 se datorează faptului că, în diferite condiții, acest element se poate manifesta ca un metal sau ca un gaz. Are 1 electron în orbital exterior, pe care hidrogenul îl poate dona (proprietăți metalice) sau poate accepta încă unul (calități de gaz).
Diametrul unei molecule de hidrogen este de 27 nm.
Diametrul unui atom de hidrogen este 1A, raza este 0,41 A.
Proprietăți
Fizic include următoarele:
- Punctul de fierbere– 256oS.
- Punctul de topire -259,2oC.
- Greutatea aerului (D) - 0,069.
- Hidrogenul este slab solubil în apă.
Proprietățile chimice sunt:
- Legătura nepolară dintre particulele unei molecule are o energie de 436 kJ/mol.
- Temperatura de disociere termică este de 2000oC.
- Reacționează cu:
- halogeni;
- oxigen;
- gri;
- azot;
- oxid nitric;
- metale active.
În natură, hidrogenul apare atât sub forma sa naturală, cât și sub formă de izotopi: protiu, deuteriu și tritiu.
Structura moleculei
Molecula unui element are o structură simplă. Compoziția moleculei de hidrogen este reprezentată de doi atomi care, apropiindu-se, formează o legătură covalentă nepolară, precum și o pereche de electroni. Structura unui atom este: 1 nucleu încărcat pozitiv, în jurul căruia se mișcă 1 electron încărcat negativ. Acest electron este situat în orbitalul 1s.
H - 1e=H+ acest ion de hidrogen este pozitiv.
Această expresie indică faptul că hidrogenul are parametri similari cu elementele din grupa 1 din Tabelul periodic, care sunt metale alcaline (litiu, sodiu, potasiu) care donează singurul lor electron pe orbita exterioară.
H + 1e=H– ion de hidrogen negativ.
Această ecuație arată că hidrogenul este legat de elemente similare din grupa a 7-a, care sunt gaze și sunt capabile să accepte electronii lipsăla nivelul său electronic exterior. Aceste gaze includ: fluor, clor, brom etc.
Compoziția moleculei de hidrogen este prezentată grafic mai jos.
Distanța dintre atomii de hidrogen este r=0,74 A, în timp ce suma razelor orbitale este de 1,06 A. Acest lucru afectează adâncimea suprapunerii norilor de electroni și o legătură de hidrogen puternică și stabilă.
Atomul de hidrogen este cel mai elementar atom din natură. Dimensiunea unui proton atomic este de 10,5 A, iar diametrul unui atom este de 0,1 nm.
Moleculele izotopice au o structură specială. Nucleul atomic al protiumului este format dintr-un singur proton. Izotopul este desemnat: 1Н.
Structura nucleară arată ca un complex de proton și neutron (2H).
3Н - tritiu - în structura sa atomică este dotat cu un nucleu cu 1 proton și doi neutroni.
Mesă
În știință, există formule care calculează care este masa unei molecule de hidrogen. În raport cu elementul, determinați masele moleculare și atomice.
Masa molară a unei molecule de hidrogen se calculează prin formula generală:
M=m / n, unde m este masa substanței, n este cantitatea acesteia.
Masa unui atom este de 1,008 amu. În consecință, masa relativă a moleculei va fi și ea egală cu 1,008. Deoarece molecula de hidrogen este formată din doi atomi, greutatea atomică relativă este de 2,016 a.u. m. Masa unei molecule de hidrogen este exprimată în grame pe mol (g/mol).
Valoare înnatura
Cea mai semnificativă substanță din natură care formează hidrogen în combinație cu oxigenul este apa. Apa este sursa vieții, așa că hidrogenul este un element vital.
Din 100% din toate elementele chimice care formează mediul organismului, 1/10 parte sau 10% este hidrogen. Pe lângă apă, este capabil să mențină o structură proteică cuaternară, care este posibilă prin legăturile de hidrogen.
Principiul complementarității acidului nucleic apare și cu acțiunea moleculei de hidrogen. Într-o celulă vegetală, H participă la procesul de fotosinteză, biosinteză și la transferul de energie prin canalele membranare.
Aplicație
În industria chimică, hidrogenul este utilizat pe scară largă. Se adaugă la fabricarea produselor din plastic, la fabricarea săpunului, precum și la producția de amoniac și mentol.
Industria alimentară: în producția de alimente, hidrogenul este adăugat ca aditiv alimentar E949. O astfel de componentă poate fi văzută pe ambalajul margarinei, uleiurilor vegetale. Aditivul E949 este permis de industria alimentară a Federației Ruse.
Hidrogenul a fost odată folosit și în industria aeronautică, deoarece substanța este mai ușoară decât aerul. Deci, în anii 30 ai secolului trecut, baloanele și aeronavele erau umplute cu acest tip de gaz. În ciuda faptului că este ieftin și ușor de utilizat, hidrogenul a fost în curând abandonat ca umplutură, deoarece exploziile aeronavelor au devenit mai frecvente.
Astăzi, gazul este folosit cacombustibil utilizat în industria spațială. Cu toate acestea, sunt luate în considerare metode de utilizare a acestuia pentru funcționarea motoarelor mașinilor și camioanelor, deoarece elementul nu emite impurități nocive în atmosferă în timpul arderii și, prin urmare, este ecologic.
Izotopii de hidrogen sunt o componentă integrantă a multor medicamente. Deuteriul este folosit în cercetarea farmacologică pentru a determina comportamentul și efectele unui medicament în organism. Tritiul este utilizat în radiodiagnostic ca element care determină reacțiile biochimice ale metabolismului enzimatic. Hidrogenul face parte din peroxid, care este un dezinfectant.
