Hidrogenul în chimie studenți pentru lexiconul studenților
Hidrogenul este un nemetal gazos. Este cel mai ușor element. Ca element al primei perioade, are un singur electron în cochilie. Majoritatea legăturilor de hidrogen sunt covalente. Hidrogenul prezintă proprietăți atât ale metalelor alcaline, cât și ale halogenilor. Este inflamabil și nu poate fi atribuit nici grupului principal 1, nici al 7-lea. Hidrogenul se prezintă sub formă de molecule.
Proprietățile elementului
Constantele substanței și frecvența apariției în natură
| Densitate la 25 ° C | 0,089 |
| Duritatea Mohs și Brinell | |
| Viteza sunetului în | 1284 |
| Temperatura de topire în ° C | -259.1 |
| căldura specifică de fuziune în | 119 |
| Temperatura de fierbere în ° C | -252,5 |
| Entropie standard S0 in | 131 |
| căldură specifică de vaporizare în | 896,82 |
| Conductivitate termică în (la 27 ° C) | 0,1815 |
| capacitate termică specifică în | 14.05 |
| Coeficientul de expansiune a volumului în 10-3 | |
| spec. rezistența electrică în | |
| Ponderea în anvelopa pământului în% (atmosferă, Apa, scoarța terestră până la 10 km adâncime) | 0,88 |
Modelul unei celule de combustibil: energia eliberată în timpul oxidării hidrogenului este convertită direct în energie electrică.
Modelul Shell
Perioada: 1 (K)
Grupul principal: I.
Electroni externi: 1
Izotopii elementului
| Numărul atomic Z | Masa numărul A | Masa atomică în u | frecvență în% | Tipul de radiație și energie în MeV | Jumătate de viață |
| 1 | 1 | 1.007 825 | 99.985 | ||
| 2 | 2.014 102 | 0,015 | |||
| 3 | 3.016 050 | β: 0,02 | 12.3 a |
Schema nivelului de energie
Alte proprietăți
Hidrogenul este cel mai ușor element (0,084 g/l la 1 013 hPa). La temperatura normală este un gaz incolor și fără gust care este doar puțin solubil în apă. La -253 ° C devine lichid și la -259 ° C devine solid. Hidrogenul este relativ inert la temperatura normală. Hidrogenul pur arde în aer (reacție cu oxigenul atmosferic) cu o flacără albastră slabă pentru a forma apă. Hidrogenul formează amestecuri explozive cu oxigenul (oxihidrogen), precum și cu clorul (oxihidrogenul). Dacă se furnizează energie termică, hidrogenul reacționează cu metalele alcaline și alcalino-pământoase pentru a forma compuși corespunzători.
descoperire
Hidrogenul a fost descoperit de HENRY CAVENDISH, un savant englez, în 1766 când a făcut ca metalele de bază să reacționeze cu acizii. El a numit elementul „flogiston”. În 1783 A. L. de LAVOISIER a reușit să sintetizeze gazele hidrogen și oxigen în apă. LAVOISIER a numit apoi hidrogen după două nume grecești: hidro (apă) și gennao (generez) ca „hidrogen” - generez apă. În 1814, simbolul elementului „H” a fost introdus de BERZELIUS.
Apariție/producție
Hidrogenul este cel mai comun element din spațiu (soare: mai mult de 50% din masă; Calea Lactee și restul universului: aproximativ 70-80% din masă) și unul dintre cele mai comune elemente de pe pământ. Cu toate acestea, în forma sa elementară, hidrogenul apare doar în urme (în atmosfera terestră și în gazele vulcanice). Este legat chimic în compuși anorganici precum apa, acizi, hidroxizi și hidruri și în mulți compuși organici (de exemplu, proteine, grăsimi, carbohidrați, în petrol și gaze naturale). Industrial, hidrogenul se obține în diferite moduri: a) din gazul natural prin divizarea vaporilor: hidrocarburile gazoase (de exemplu, metanul) reacționează cu vaporii de apă la 800 ° C; Utilizarea catalizatorilor care conțin nichel; b) din cărbune (cocs) prin gazificare a cărbunelui: vaporii de apă reacționează cu cocsul strălucitor la 1.200 ° C; c) prin electroliză (descompunerea electrolitică a apei): apa se descompune prin influența electricității. În laborator puneți hidrogen u. A. în generatorul de gaz înclinabil prin reacția zincului cu acidul clorhidric.
utilizare
Hidrogenul elementar (molecular) este utilizat ca materie primă pentru producerea de amoniac, acid clorhidric, metanol, anilină și multe alte substanțe. Se folosește ca gaz de sudură (sudură autogenă). În metalurgie este necesar ca agent de reducere pentru extracția metalelor. Hidrogenul este utilizat ca combustibil și devine din ce în ce mai important pentru generarea de energie. Hidrogenul este utilizat ca combustibil în celulele de combustie. În trecut, hidrogenul era folosit și ca umplutură pentru baloane. Cu toate acestea, în timpul dezastrului de la Lakehurst, un zeppelin pe nume Hindenburg a explodat în New York în 1937. Acest dirigibil conținea 200.000 m3 de hidrogen. Un incendiu a provocat explozia întregului dirigibil. 35 de persoane au fost ucise.
Conexiuni importante
compuși anorganici:
- Apă: H2O (baza tuturor proceselor de viață: solvenți și mijloace de transport, mediu metabolic, material de construcție, alimente, agent de umflare)
- Acizi, de ex. B. Acid sulfuric: H2SO4
- Hidroxizi, de ex. B. Hidroxid de sodiu: NaOH
- Săruri, de ex. B. Nitrat de amoniu: NH4NO3
- Hidrați (apă cristalină în minerale), de ex. B. Sulfat de calciu: CaSO4 x 2 H2O (gips)
- Hidruri, de ex. B. Hidrură de potasiu: KH
compusi organici:
- Carbohidrați, de ex. B. Glucoză (zahăr din struguri): C6H1 2O6
- Grăsimi: compuși (esteri) obținuți din glicerol (glicerină) și acizi grași
- Proteine: compuși din aminoacizi
- Petrol, gaz natural
Hidrogenul este format din molecule diatomice.