I det periodiske systemet til Mendeleev ved nummer 1 er det vanligste grunnstoffet i universet - hydrogen. Fordelingen, i prosentvis, nærmer seg 75%. Dets laveste innhold er notert i lagene av atmosfæren - 0,0001%. Jordskorpen inneholder 1 masseprosent gass. Den største mengden er observert i vann: 12%. På planeten vår er det det tredje vanligste kjemiske elementet.
Varebeskrivelse
Hydrogenmolekylet, hvis formel er H-H eller H2, er utstyrt med fysiske og kjemiske egenskaper.
Hydrogen er en gass som verken har farge eller lukt. Plasseringen av hydrogen i tabellen på 1. plass skyldes det faktum at dette elementet under forskjellige forhold kan manifestere seg som et metall eller som en gass. Den har 1 elektron i sin ytre orbital, som hydrogen kan donere (metalliske egenskaper) eller akseptere ett til (gasskvaliteter).
Diameteren til et hydrogenmolekyl er 27 nm.
Diameteren til et hydrogenatom er 1A, radiusen er 0,41 A.
Properties
Fysisk inkluderer følgende:
- Kokepunkt– 256oS.
- Smeltepunkt -259,2oC.
- Luftvekt (D) - 0,069.
- Hydrogen er dårlig løselig i vann.
De kjemiske egenskapene er:
- Den ikke-polare bindingen mellom partiklene i et molekyl har en energi på 436 kJ/mol.
- Den termiske dissosiasjonstemperaturen er 2000oC.
- Reagerer med:
- halogens;
- oksygen;
- grå;
- nitrogen;
- nitrogenoksid;
- aktive metaller.
I naturen forekommer hydrogen både i sin naturlige form og i form av isotoper: protium, deuterium og tritium.
Strukturen til molekylet
Molekylet til et grunnstoff har en enkel struktur. Sammensetningen av hydrogenmolekylet er representert av to atomer, som nærmer seg, danner en kovalent ikke-polar binding, samt ett elektronpar. Strukturen til ett atom er: 1 positivt ladet kjerne, rundt hvilken 1 negativt ladet elektron beveger seg. Dette elektronet er lokalisert i 1s orbital.
H - 1e=H+ dette hydrogenionet er positivt.
Dette uttrykket indikerer at hydrogen har lignende parametere som gruppe 1-elementer i det periodiske systemet, som er alkalimetaller (litium, natrium, kalium) som donerer sitt eneste elektron i den ytre bane.
H + 1e=H– negativt hydrogenion.
Denne ligningen viser at hydrogen er relatert til lignende grunnstoffer fra den 7. gruppen, som er gass og er i stand til å akseptere de manglende elektronenetil sitt ytre elektroniske nivå. Disse gassene inkluderer: fluor, klor, brom osv.
Sammensetningen av hydrogenmolekylet er grafisk presentert nedenfor.
Avstanden mellom hydrogenatomer er r=0,74 A, mens summen av orbitalradiene er 1,06 A. Dette påvirker dybden av elektronskyoverlapping og en sterk, stabil hydrogenbinding.
Hogenatomet er det mest elementære atomet i naturen. Størrelsen på et atomproton er 10,5 A, og diameteren til ett atom er 0,1 nm.
Isotopmolekyler har en spesiell struktur. Atomkjernen til protium består av bare ett proton. Isotopen er betegnet: 1Н.
Den kjernefysiske strukturen ser ut som et kompleks av et proton og et nøytron (2H).
3Н - tritium - er i sin atomstruktur utstyrt med en kjerne med 1 proton og to nøytroner.
Messe
I vitenskapen finnes det formler som beregner massen til et hydrogenmolekyl. Bestem molekyl- og atommassene i forhold til grunnstoffet.
Molmassen til et hydrogenmolekyl beregnes ved hjelp av den generelle formelen:
M=m / n, der m er massen til stoffet, n er mengden.
Massen til et atom er 1,008 amu. Følgelig vil også den relative massen til molekylet være lik 1,008. Siden hydrogenmolekylet består av to atomer, er den relative atomvekten 2,016 a.u. m. Massen til et hydrogenmolekyl uttrykkes i gram per mol (g/mol).
Verdi innnatur
Det viktigste stoffet i naturen som danner hydrogen i kombinasjon med oksygen er vann. Vann er kilden til liv, så hydrogen er et viktig element.
Av 100 % av alle kjemiske elementer som utgjør organismens miljø, er 1/10 del, eller 10 %, hydrogen. I tillegg til vann er den i stand til å opprettholde en kvaternær proteinstruktur, som er muliggjort av hydrogenbinding.
Prinsippet om nukleinsyrekomplementaritet forekommer også med virkningen av hydrogenmolekylet. I en plantecelle deltar H i prosessen med fotosyntese, biosyntese og i overføring av energi gjennom membrankanaler.
Application
I den kjemiske industrien er hydrogen mye brukt. Det tilsettes ved fremstilling av plastprodukter, i såpefremstilling, samt i produksjon av ammoniakk og mentol.
Matindustri: i produksjon av mat tilsettes hydrogen som tilsetningsstoff E949. En slik komponent kan sees på emballasjen til margarin, vegetabilske oljer. Tilsetning E949 er tillatt av næringsmiddelindustrien i den russiske føderasjonen.
Hydrogen ble en gang også brukt i luftfartsindustrien, siden stoffet er lettere enn luft. Så på 30-tallet av forrige århundre ble ballonger og luftskip fylt med denne typen gass. Til tross for billigheten og brukervennligheten, ble hydrogen snart forlatt som fyllstoff ettersom flyeksplosjoner ble hyppigere.
I dag brukes gass somdrivstoff brukt i romfartsindustrien. Imidlertid vurderes metoder for å bruke det til drift av motorer til biler og lastebiler, siden elementet ikke avgir skadelige urenheter til atmosfæren under forbrenning, og derfor er miljøvennlig.
Hydrogenisotoper er en integrert komponent i mange medisiner. Deuterium brukes i farmakologisk forskning for å bestemme oppførselen og effekten av et medikament i kroppen. Tritium brukes i radiodiagnostikk som et element som bestemmer de biokjemiske reaksjonene til enzymmetabolismen. Hydrogen er en del av peroksid, som er et desinfeksjonsmiddel.
