ไฮโดรเจน - สิ่งที่สิ่งที่? สมบัติทางเคมีและกายภาพของไฮโดรเจน

แต่ละ องค์ประกอบทางเคมีที่ มีตำแหน่งสถานที่ของตัวเองในระบบเป็นระยะ ๆ ซึ่งสะท้อนให้เห็นถึงลักษณะที่แสดงโดยพวกเขาและพูดเกี่ยวกับโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ แต่มีอย่างใดอย่างหนึ่งของอะตอมทั้งหมดซึ่งใช้เวลาเพียงสองเซลล์ มันตั้งอยู่ในสองตรงข้ามอย่างสมบูรณ์ในคุณสมบัติที่แสดงโดยกลุ่มขององค์ประกอบ คือไฮโดรเจน คุณสมบัติเหล่านี้ทำให้มันไม่ซ้ำกัน

ไฮโดรเจน - ไม่ได้เป็นเพียงองค์ประกอบ แต่สารที่เรียบง่ายเช่นเดียวกับการเป็นส่วนหนึ่งของสารประกอบที่ซับซ้อนมาก, ไบโอจีและองค์ประกอบ organogenic ดังนั้นเราจึงพิจารณาลักษณะและคุณสมบัติในรายละเอียดของ

ไฮโดรเจนเป็นองค์ประกอบทางเคมี

ไฮโดรเจน - องค์ประกอบของกลุ่มแรกของกลุ่มหลักเช่นเดียวกับกลุ่มที่เจ็ดของกลุ่มหลักในช่วงแรกที่มีขนาดเล็ก ช่วงนี้ประกอบด้วยเพียงสองอะตอม: ฮีเลียมและสัมผัสกับองค์ประกอบ เราอธิบายคุณสมบัติหลักของตำแหน่งไฮโดรเจนในระบบเป็นระยะ ๆ

1. เลขลำดับของไฮโดรเจน - 1 จำนวนของอิเล็กตรอนจะเหมือนกันตามลำดับโปรตอนเท่า มวลอะตอม - 1.00795 มีสามไอโซโทปของธาตุที่มีตัวเลขมวล 1, 2, 3 อย่างไรก็ตามคุณสมบัติของแต่ละคนต่างกันมากเป็นเพราะการเพิ่มขึ้นของมวลต่อหน่วยแม้เพียงครั้งเดียวสำหรับไฮโดรเจนเป็นสองเท่า
2. ความจริงที่ว่านอก ระดับพลังงาน จะมีเพียงหนึ่งอิเล็กตรอนมันประสบความสำเร็จสามารถเป็นได้ทั้งออกซิไดซ์และลดคุณสมบัติ นอกจากนี้หลังจากที่อิเล็กตรอนหดตัวเขายังคงเป็นอิสระโคจรซึ่งมีส่วนเกี่ยวข้องในการก่อตัวของพันธะเคมีของกลไกบริจาคผู้ยอมรับ
3. ไฮโดรเจน - เป็นรีดิวซ์ที่แข็งแกร่ง ดังนั้นจึงถือว่าเป็นสถานที่หลักของกลุ่มแรกของกลุ่มหลักที่เขานำโลหะใช้งานมากที่สุด - อัลคาไลน์
4. อย่างไรก็ตามจากปฏิกิริยามีความแข็งแกร่งรีดิวซ์เช่นตัวอย่างเช่นโลหะและมันอาจจะเป็นสารต้านอนุมูลอิสระรับอิเล็กตรอน สารเหล่านี้จะเรียกว่าไฮไดรด์ บนพื้นฐานนี้เขานำไปสู่กลุ่มย่อยของฮาโลเจนซึ่งเป็นที่คล้ายกัน
5. เนื่องจากมวลอะตอมขนาดเล็กมากของไฮโดรเจนจะถือเป็นองค์ประกอบที่มีน้ำหนักเบา นอกจากนี้ความหนาแน่นนอกจากนี้ยังมีขนาดเล็กมากดังนั้นมันก็ยังเป็นมาตรฐานสำหรับความสะดวก

ดังนั้นจึงเป็นที่เห็นได้ชัดว่าอะตอมไฮโดรเจน - เป็นที่ไม่ซ้ำกันโดยสิ้นเชิงซึ่งแตกต่างจากทุกองค์ประกอบอื่น ๆ ดังนั้นคุณสมบัติของมันก็ยังเป็นพิเศษและรูปแบบที่เรียบง่ายและมีสารที่ซับซ้อนมีความสำคัญมาก ลองพิจารณาพวกเขาต่อไป

สารที่เรียบง่าย

ถ้าเราพูดคุยเกี่ยวกับองค์ประกอบนี้เป็นโมเลกุลก็ต้องบอกว่ามันเป็นอะตอมสองอะตอม นั่นคือไฮโดรเจน (สารง่าย), - ก๊าซ สูตรการทดลองใช้เขียนเป็น H _{2 และกราฟิก} - ผ่านทางเดียวซิกพันธบัตร H-H กลไกของการสร้างความผูกพันระหว่างอะตอม - โควาเลนต์ไม่มีขั้ว

แม้เฮนรีคาเวนดิชใน 1766 ก็สามารถที่จะเปิดสาร ว่าเขาพิสูจน์ให้เห็นว่าไฮโดรเจน - แก๊สหนึ่งซึ่งสามารถที่จะระเบิดในอากาศ ต่อมาคุณสมบัติได้รับการศึกษาดีก็เป็นที่ชัดเจนว่าสาร - เบาในหมู่ผู้ที่มีชื่อเสียง

ยังคงภายหลัง Lavoisier ให้ชื่อ (เป็นองค์ประกอบและสารบนพื้นฐานของมัน) ในลาติน - "ให้กำเนิดน้ำ" ไฮโดรเจนซึ่งหมายความว่า ของ Discoverer 1781 godu องค์ประกอบนี้เฮนรีคาเวนดิชได้รับการพิสูจน์ว่าน้ำ - การรวมกันของไฮโดรเจนและออกซิเจนนั่นคือมันเป็นผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยาดังกล่าว และว่าก๊าซแสงยังเป็นไวไฟมากเป็นที่รู้จักกันอยู่แล้วในศตวรรษที่สิบหกนี้ได้สะท้อนให้เห็นในบันทึกของพาราเซลซัส

ดังนั้นโมเลกุลไฮโดรเจน - เป็นเรื่องธรรมดามากในธรรมชาติและสารธรรมชาติที่เกิดขึ้นเป็นก๊าซที่ประกอบด้วยสองอะตอมซึ่งจะทำให้สามารถที่จะระเบิดในอากาศ นอกจากนี้โมเลกุลที่สามารถย่อยสลายเป็นอะตอมซึ่งมีส่วนร่วมในปฏิกิริยานิวเคลียร์กลายเป็นนิวเคลียสของฮีเลียม กระบวนการเหล่านี้อย่างต่อเนื่องเกิดขึ้นในดวงอาทิตย์และในพื้นที่ซึ่งเป็นซัพพลายเออร์หลักของสารประกอบ

ไฮโดรเจน - สารที่มีความสามารถในการแสดงตัวเองและเป็นตัวแทนออกซิไดซ์และเป็นตัวแทนลด นอกจากนี้ก็เป็นใช้กันอย่างแพร่หลายมากในกิจกรรมของมนุษย์

คุณสมบัติทางกายภาพ

พารามิเตอร์ทางกายภาพของไฮโดรเจนมีดังต่อไปนี้:

1. จุดเดือด - (-252.76 ⁰ C)
2. จุดหลอมเหลว - (-259.2 ⁰ C)
3. ในช่วงอุณหภูมิที่ระบุว่ามันเป็นของเหลวไม่มีสีมีกลิ่นไม่
4. ที่ความดันสูงมากอยู่ snowlike ผลึกของไฮโดรเจนที่เป็นของแข็ง
5. ในเงื่อนไขบางประการ (ความดันสูงและอุณหภูมิต่ำ) เป็นแปลงสภาพให้แก่รัฐโลหะ
6. จวนละลายในน้ำเพื่อให้ค่าใช้จ่ายเป็นไปได้โดยการเคลื่อนที่ของน้ำในการเตรียมความพร้อมในห้องปฏิบัติการ
7. ภายใต้เงื่อนไขสามัญของไฮโดรเจน - ก๊าซเป็นไม่มีสีไม่มีกลิ่นและรสจืด
8. สารไวไฟและวัตถุระเบิด
9. มันละลายได้ดีในโลหะเช่นสามารถที่จะกระจายผ่านความหนา
10. ประมาณ 14.5 เท่าก๊าซเบากว่าอากาศ

ขัดแตะผลึกของสารโมเลกุลง่ายสื่อสารอ่อนแอถูกทำลายได้อย่างง่ายดาย

คุณสมบัติทางเคมี

ดังกล่าวข้างต้นไฮโดรเจนสามารถแสดงทั้งลดและคุณสมบัติออกซิไดซิ่ง อำนาจออกซิไดซ์ที่เป็นไปได้ขององค์ประกอบ 1; -1 ดังนั้นจึงมักจะใช้ในอุตสาหกรรมสำหรับการสังเคราะห์ต่างๆและปฏิกิริยา

คุณสมบัติการเกิดออกซิเดชันของไฮโดรเจน

1. ในการทำงานร่วมกับการใช้งาน โลหะ (อัลคาไลน์ และแผ่นดินอัลคาไลน์) ภายใต้เงื่อนไขที่การชุมนุมจะนำไปสู่การก่อตัวของสารประกอบเกลือเหมือนที่เรียกว่าไฮไดรด์ ตัวอย่างเช่น: Lih, CAH _2, KH, แมสซาชู _{2 และอื่น} ๆ
2. สารประกอบกับโลหะใช้งานน้อยลงที่อุณหภูมิสูงหรือไฟส่องสว่าง (ปฏิกิริยาเริ่มต้นแสง) ที่แข็งแกร่งยังเป็นไฮไดรด์

คุณสมบัติไฮโดรเจนลด

1. ปฏิสัมพันธ์ภายใต้สภาวะปกติเท่านั้นที่มีฟลูออรีน (เป็นตัวแทนออกซิไดซ์แรง) ในฐานะที่เป็นผลให้ฟลูออไรไฮโดรเจนหรือ HF กรดไฮโดรฟลูออริก
2. การมีปฏิสัมพันธ์กับเกือบทุกอโลหะ แต่ภายใต้เงื่อนไขที่เข้มงวดมากกว่าบางอย่าง ตัวอย่างของสารประกอบ: H ₂ S, NH ₃ H ₂ O, PH ₃ SiH ₄ และอื่น ๆ
3. การกู้คืนจากโลหะออกไซด์ของพวกเขากับสารที่เรียบง่าย นี้เป็นหนึ่งในอุตสาหกรรม วิธีการในการผลิตโลหะ ที่เรียกว่า vodorodotermiey

นอกจากนี้เรายังควรจะเน้นปฏิกิริยาที่ใช้ในการสังเคราะห์สารอินทรีย์ พวกเขาจะเรียกว่าไฮโดร - ไฮโดรจีเนและความอิ่มตัวของไฮโดรเจนที่เป็นความแตกแยกจากโมเลกุล ขึ้นอยู่กับวิธีการเหล่านี้เป็นส่วนใหญ่ของการเปลี่ยนแปลงของสารไฮโดรคาร์บอนและสารอินทรีย์อื่น ๆ

อยู่ในธรรมชาติ

ไฮโดรเจน - เป็นสารที่พบมากที่สุดบนโลกของเราและเกิน หลังจากที่ทุกคนเกือบทั้งหมดของอวกาศระหว่างดวงดาวและดาวที่ทำจากสารนี้โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ในพื้นที่ก็สามารถอยู่ในรูปแบบของ:

• พลาสม่า;
• ก๊าซ
• ไอออน;
• อะตอม;
• โมเลกุล

มีหลายประเภทของเมฆหนาแน่นที่แตกต่างกันประกอบด้วยแม่นยำของสารนี้

พูดเป็นรูปธรรมของการขยายพันธุ์ในเปลือกโลกไฮโดรเจนอยู่ในสถานที่ที่สองในจำนวนของอะตอมของออกซิเจนหลังจากนั้นประมาณ 17% ของมัน รูปแบบฟรีเป็นของหายากในปริมาณเล็กน้อยเป็นส่วนหนึ่งของอากาศแห้ง สารประกอบที่พบมากที่สุดขององค์ประกอบนี้ - น้ำ มันมีอยู่ในโครงสร้างของมันและมันถูกพบบนดาวเคราะห์ดวงนี้

นอกจากนี้ยังมีไฮโดรเจนเป็นส่วนหนึ่งของสิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ใด ๆ นอกจากนี้ 63% ของร่างกายมนุษย์ในส่วนของอะตอมที่ ไฮโดรเจน - องค์ประกอบคือ organogenic จึงสร้างโมเลกุลของโปรตีนไขมันคาร์โบไฮเดรตและกรดนิวคลีอิกเช่นเดียวกับสารสำคัญอื่น ๆ อีกมากมาย

แผนกต้อนรับ

มีวิธีการที่แตกต่างกันในการได้รับก๊าซภายใต้เรามี เหล่านี้รวมถึงอุตสาหกรรมและห้องปฏิบัติการหลายสายพันธุ์สังเคราะห์

กระบวนการเชิงพาณิชย์สำหรับ การผลิตไฮโดรเจน :

1. แปลงไอน้ำก๊าซมีเทน
2. ก๊าซถ่านหิน - ขั้นตอนที่เกี่ยวข้องกับการให้ความร้อนคาร์บอน 1000 ⁰ C จึงก่อให้เกิดก๊าซไฮโดรเจนและคาร์บอนสูง
3. กระแสไฟฟ้า วิธีการนี้สามารถนำมาใช้เฉพาะสำหรับการแก้ปัญหาน้ำของเกลือต่าง ๆ ตามที่ละลายไม่นำไปสู่น้ำที่ปล่อยออกมาที่ขั้วลบ

วิธีการตรวจทางห้องปฏิบัติการสำหรับการผลิตไฮโดรเจน:

1. การย่อยของไฮไดรด์โลหะ
2. การกระทำของกรดเจือจางบนโลหะที่ใช้งานและกิจกรรมรอง
3. ปฏิสัมพันธ์ของอัลคาไลและด่างโลหะด้วยน้ำ

ในการเก็บรวบรวมไฮโดรเจนผลิตก็เป็นสิ่งจำเป็นที่จะทำให้หลอดคว่ำ หลังจากที่ทุกก๊าซไม่สามารถเก็บเป็นตัวอย่างเช่นก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ คือไฮโดรเจนก็เป็นมากเบากว่าอากาศ หายไปอย่างรวดเร็วและในปริมาณมากเมื่อผสมกับอากาศระเบิด ดังนั้นควรหันหลอด หลังจากเสร็จสิ้นมันก็ควรจะปิดด้วยจุกยาง

ในการตรวจสอบความบริสุทธิ์ของไฮโดรเจนที่เก็บควรนำไปที่คอของการแข่งขันไฟ ถ้าฝ้ายหมองคล้ำและเงียบสงบ - ดังนั้นก๊าซสะอาดสิ่งสกปรกที่มีอากาศน้อยที่สุด ถ้าผิวปากดัง - สกปรกกับหุ้นขนาดใหญ่ของส่วนประกอบต่างประเทศ

พื้นที่ของการใช้งาน

ในระหว่างการเผาไหม้ของไฮโดรเจนที่ปล่อยออกมาเป็นจำนวนมากเพื่อให้พลังงาน (ความร้อน) ที่ใช้เชื้อเพลิงก๊าซเป็นประโยชน์มากที่สุด นอกจากนี้ที่ไม่ก่อให้เกิดมลพิษ อย่างไรก็ตามในวันนี้การใช้งานจะถูก จำกัด ในพื้นที่นี้ นี่คือสาเหตุที่ไม่รอบคอบไม่สมบูรณ์แก้ไขปัญหาของการสังเคราะห์ของไฮโดรเจนบริสุทธิ์ซึ่งจะเหมาะสำหรับใช้เป็นเชื้อเพลิงในเครื่องยนต์เครื่องปฏิกรณ์และอุปกรณ์พกพาเช่นเดียวกับบ้านร้อนหม้อไอน้ำ

อันที่จริงวิธีการสำหรับการเตรียมความพร้อมของก๊าซที่มีราคาค่อนข้างแพงดังนั้นก่อนที่มีความจำเป็นต้องพัฒนาวิธีการสังเคราะห์พิเศษ หนึ่งที่จะช่วยให้เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่มีขนาดใหญ่และมีความพยายามที่น้อยที่สุด

มีพื้นที่สำคัญหลายในการที่ก๊าซจะใช้ภายใต้การพิจารณาโดยเรามี

1. การสังเคราะห์สารเคมี ขึ้นอยู่กับการได้รับสบู่ hydrogenation เนยเทียมพลาสติก เมื่อมีส่วนร่วมไฮโดรเจนสังเคราะห์เมทานอลและแอมโมเนียและสารอื่น ๆ
2. ในอุตสาหกรรมอาหาร - เป็นสารเติมแต่ง E949
3. อุตสาหกรรมการบิน (จรวดเครื่องบิน)
4. พลังงานไฟฟ้า
5. อุตุนิยมวิทยา
6. ลักษณะทำความสะอาดน้ำมันเชื้อเพลิง

เห็นได้ชัดว่าไฮโดรเจนมีความสำคัญเป็นกระจายในธรรมชาติ ยังคงมีบทบาทสำคัญพวกเขากลายสารประกอบที่แตกต่างกัน

สารไฮโดรเจน

นี้สารซับซ้อนที่มีอะตอมไฮโดรเจน หลายประเภทพื้นฐานของสารดังกล่าวสามารถระบุได้

1. ไลด์ สูตรทั่วไป - HHal ความสำคัญโดยเฉพาะอย่างยิ่งในหมู่พวกเขาเป็นไฮโดรเจนคลอไรด์ ก๊าซนี้ซึ่งละลายในน้ำในรูปแบบสารละลายกรดไฮโดรคลอริก กรดนี้จะถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในการสังเคราะห์ทางเคมีเกือบทั้งหมด นอกจากนี้ทั้งอินทรีย์และอนินทรี ไฮโดรเจนคลอไรด์ - สารประกอบที่มีสูตรเชิงประจักษ์ HCL และเป็นหนึ่งในที่ใหญ่ที่สุดในแง่ของการผลิตต่อปีในประเทศนี้ นอกจากนี้ยังมีลิดไฮโดรเจน ได้แก่ ไอโอไดด์ไฮโดรเจนไฮโดรเจนฟลูออไรและไฮโดรเจนโบรไมด์ พวกเขาทั้งหมดเกิดกรดที่สอดคล้องกัน
2. สารระเหยอโลหะไฮโดรเจน เกือบทั้งหมดของพวกก๊าซพิษค่อนข้าง ยกตัวอย่างเช่นไฮโดรเจนซัลไฟด์มีเทนไซเลน, ฟอสฟีนและอื่น ๆ มันเป็นไวไฟมาก
3. ไฮไดรด์ - สารประกอบที่มีโลหะ อ้างถึงเกลือของชั้นเรียน
4. ไฮดรอกไซเบส, กรดและสาร amphoteric องค์ประกอบของพวกเขาจึงจำเป็นต้องรวมอะตอมไฮโดรเจนหนึ่งหรือมากกว่า ตัวอย่าง: NaOH, K ₂ [Al (OH) _4], H ₂ SO ₄ และอื่น ๆ
5. ไฮโดรเจนไฮดรอกไซ สารนี้เป็นที่รู้จักกันดีในฐานะน้ำ อีกออกไซด์ชื่อไฮโดรเจน สูตรเชิงประจักษ์ของมันคือ - H ₂ ทุม
6. ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ นี้สันดาปที่แข็งแกร่งซึ่งมีสูตร H แบบฟอร์ม ₂ O ₂
7. สารอินทรีย์ต่าง ๆ นานา: ไฮโดรคาร์บอนโปรตีนไขมันไขมัน, วิตามินฮอร์โมนและน้ำมันหอมระเหยอื่น ๆ

เป็นที่ชัดเจนว่ามีความหลากหลายของการเชื่อมต่อที่เรากำลังพิจารณาองค์ประกอบที่มีขนาดใหญ่มาก นี้ยืนยันอีกครั้งหนึ่งมีมูลค่าสูงของธรรมชาติและมนุษย์เช่นเดียวกับสิ่งมีชีวิตทั้งหมด

ออกไซด์ไฮโดรเจน - เป็นตัวทำละลายที่ดีที่สุด

ดังกล่าวข้างต้นชื่อสามัญชนของสาร - น้ำ ประกอบด้วยสองอะตอมไฮโดรเจนและออกซิเจนหนึ่งที่เชื่อมต่อกันพันธะโควาเลนขั้วโลก โมเลกุลน้ำเป็นขั้วซึ่งจะอธิบายหลายคุณสมบัติที่แสดงโดยมัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งความเป็นจริงที่ว่ามันเป็นตัวทำละลายสากล

มันอยู่ในสิ่งแวดล้อมทางน้ำเกิดขึ้นเกือบทุกกระบวนการทางเคมี ปฏิกิริยาพลาสติกภายในและการเผาผลาญพลังงานในสิ่งมีชีวิตจะดำเนินการยังออกมาพร้อมกับไฮโดรเจนออกไซด์

น้ำจะถือเป็นสารที่มีความสำคัญมากที่สุดในโลก เป็นที่รู้จักกันว่าไม่มีก็ไม่สามารถมีชีวิตอยู่มีชีวิตเดียว ในโลกก็สามารถอยู่ในสามรัฐของการรวม:

• ของเหลว
• ก๊าซ (ไอน้ำ);
• ความแข็ง (น้ำแข็ง)

ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับไอโซโทปไฮโดรเจนในโมเลกุลมีสามชนิดของน้ำ

1. ง่ายหรือโปรเทียม ไอโซโทปที่มีเลขมวล 1. สูตร - H ₂ ทุมนี้เป็นรูปแบบที่คุ้นเคยที่ใช้ชีวิตทุกชนิด
2. ดิวทีเรียมหรือหนักก็สูตร - D ₂ ทุมมีไอโซโทป ² เอช
3. superheavy หรือไอโซโทป สูตรเป็น T ₃ O ไอโซโทป - ³ N.

สำรองที่สำคัญมากของน้ำจืดในโปรเทียมดาวเคราะห์ แล้วในหลายประเทศมีการขาดของมัน วิธีการพัฒนาสำหรับการรักษาของน้ำเกลือในการผลิตน้ำดื่ม

ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ - เป็นวิธีสากล

สารนี้เป็นที่กล่าวถึงข้างต้นอนุมูลอิสระที่ดีเยี่ยม แต่กับตัวแทนที่แข็งแกร่งและสามารถทำหน้าที่เป็นตัวแทนการลดเกินไป นอกจากนี้ยังมีผลต่อการฆ่าเชื้อแบคทีเรียที่แข็งแกร่ง

อีกชื่อหนึ่งของสารนี้ - เปอร์ออกไซด์ ในรูปแบบนี้มันถูกนำมาใช้ในการแพทย์ วิธีการแก้ปัญหา 3% ของสารผลึกภายใต้การพิจารณา - นี้ยาเสพติดทางการแพทย์ที่ใช้สำหรับการรักษาแผลขนาดเล็กที่มีมุมมองในการปนเปื้อนของพวกเขา อย่างไรก็ตามมันก็พิสูจน์ให้เห็นว่าในเวลาเดียวกันการรักษาบาดแผลที่เพิ่มขึ้น

นอกจากนี้ยังไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ที่ใช้ในจรวดเชื้อเพลิงในอุตสาหกรรมสำหรับการฆ่าเชื้อและฟอกเป็นตัวแทนฟองเพื่อให้ได้วัสดุที่สอดคล้องกัน (โฟมตัวอย่าง) นอกจากนี้เปอร์ออกไซด์ช่วยทำความสะอาดพิพิธภัณฑ์สัตว์น้ำเปลี่ยนสีผมและฟันขาว อย่างไรก็ตามเนื้อเยื่อความเสียหายเพื่อให้ผู้เชี่ยวชาญเพื่อการนี้ไม่แนะนำ