Водень у хімії студентський словник навчальні помічники
Водень - газоподібний неметал. Це найлегший елемент. Як елемент 1-го періоду він має лише один електрон в оболонці. Більшість водневих зв’язків є ковалентними. Водень проявляє властивості як лужних металів, так і галогенів. Вогненебезпечний і не може бути віднесений до 1-ї або 7-ї основних груп. Водень у формі молекул.
Властивості елемента
Константи речовини та частота зустрічальності в природі
| Щільність при 25 ° C | 0,089 |
| Твердість за Моосом та Бринелем | |
| Швидкість звуку в | 1284 |
| Температура плавлення в ° С | -259.1 |
| питома теплота плавлення в | 119 |
| Температура кипіння в ° С | -252,5 |
| Стандартна ентропія S0 дюйма | 131 |
| питома теплота випаровування в | 896,82 |
| Теплопровідність у (при 27 ° C) | 0,1815 |
| питома теплоємність в | 14.05 |
| Коефіцієнт об'ємного розширення в 10-3 | |
| специфікація електричний опір в | |
| Частка земної оболонки у% (атмосфера, Вода, земна кора глибиною до 10 км) | 0,88 |
Модель паливного елемента: енергія, що виділяється під час окислення водню, перетворюється безпосередньо в електричну енергію.
Модель оболонки
Період: 1 (K)
Основна група: І.
Зовнішні електрони: 1
Ізотопи елемента
| Атомне число Z | Масове число А | Атомна маса в u | частота у% | Тип випромінювання і енергія в МеВ | Півжиття |
| 1 | 1 | 1,007 825 | 99,985 | ||
| 2 | 2,014 102 | 0,015 | |||
| 3 | 3,016 050 | β: 0,02 | 12.3 а |
Схема рівня енергії
Інші властивості
Водень - найлегший елемент (0,084 г/л при 1013 гПа). При нормальній температурі це безбарвний і несмачний газ, який лише важко розчиняється у воді. При -253 ° C він стає рідким, а при -259 ° C стає твердим. Водень відносно інертний при нормальній температурі. Чистий водень горить у повітрі (реакція з атмосферним киснем) слабким синім полум’ям, утворюючи воду. Водень утворює вибухонебезпечні суміші з киснем (оксиводнем), а також з хлором (оксигідродом). Якщо подається теплова енергія, водень реагує з лужними та лужноземельними металами, утворюючи відповідні сполуки.
відкриття
Водень був відкритий Генрі Кейвендішем, англійським вченим, в 1766 році, коли він змусив неблагородні метали реагувати з кислотами. Він назвав елемент "флогістоном". У 1783 р. А. Л. де ЛАВОАЗЬЄ вдалося синтезувати у воді гази водень і кисень. Тоді LAVOISIER назвав водень за двома грецькими термінами: гідро (вода) і геннао (я генерую) як «водень» - я генерую воду. У 1814 році БЕРЦЕЛІЙ ввів символ елемента "H".
Виникнення/виробництво
Водень - найпоширеніший елемент у космосі (Сонце: більше 50% маси; Чумацький Шлях та решта Всесвіту: близько 70-80% маси) та один з найпоширеніших елементів на землі. Однак у елементарній формі водень зустрічається лише в слідах (в земній атмосфері та вулканічних газах). Він хімічно зв’язується з неорганічними сполуками, такими як вода, кислоти, гідроксиди та гідриди, а також з багатьма органічними сполуками (наприклад, білками, жирами, вуглеводами, нафтою та природним газом). Промислово водень отримують різними способами: а) з природного газу розщепленням парою: газоподібні вуглеводні (наприклад, метан) реагують з водяною парою при 800 ° С; Використання нікельвмісних каталізаторів; б) із вугілля (коксу) шляхом газифікації вугілля: водяна пара реагує зі світиться коксом при 1200 ° С; в) електролізом (електролітичне розкладання води): вода розкладається під впливом електрики. У лабораторії, крім усього іншого, використовують водень. в генераторі газу, що нахиляється, в результаті реакції цинку з соляною кислотою.
використання
Елементарний (молекулярний) водень використовується як вихідний матеріал для виробництва аміаку, соляної кислоти, метанолу, аніліну та багатьох інших речовин. Застосовується як зварювальний газ (автогенне зварювання). У металургії він необхідний як відновник для вилучення металів. Водень використовується як паливо і набуває все більшого значення у виробництві енергії. Водень використовується як паливо в паливних елементах. У минулому водень також використовували як наповнювач для повітряних куль. Однак під час катастрофи в Лейкхерсті в 1937 році в Нью-Йорку вибухнув цепелін на ім'я Гінденбург. Цей дирижабль містив 200 000 м3 водню. Пожежа призвела до вибуху всього дирижабля. Загинуло 35 людей.
Важливі зв’язки
неорганічні сполуки:
- Вода: H2O (основа всіх процесів життєдіяльності: розчинники та транспортні засоби, метаболічне середовище, будівельний матеріал, їжа, збудник)
- Кислоти, напр. B. Сірчана кислота: H2SO4
- Гідроксиди, напр. B. Гідроксид натрію: NaOH
- Солі, напр. B. Нітрат амонію: NH4NO3
- Гідрати (кришталева вода в мінералах), напр. B. Сульфат кальцію: CaSO4 x 2 H2O (гіпс)
- Гідриди, напр. B. Гідрид калію: KH
органічні сполуки:
- Вуглеводи, напр. B. Глюкоза (виноградний цукор): C6H1 2O6
- Жири: сполуки (складні ефіри), виготовлені з гліцерину (гліцерину) та жирних кислот
- Білки: сполуки з амінокислот
- Нафта, природний газ
Водень складається з двохатомних молекул.