Hidrogén, n mi vodorod n érték és a értelmezése a szó, a meghatározása
(Latin Hydrogenium.), A legkönnyebb gáz halmazállapotú kémiai elem - tagja a IA alcsoportja a periódusos rendszer elemeinek, néha nevezik egy alcsoport VIIA. A Föld hidrogénatmoszférában kötetlen állapotban, csak egy töredéke egy perc, az összeg a 1-2 rész per 1 500 000 tömegrész levegő. Ő általában áll a többi gáz vulkánkitörések, az olaj kutak és a bomlás nagy mennyiségű szerves anyag. Hidrogén egyesül a szén-és (vagy) oxigén egy szerves anyag-típusú szénhidrátok, szénhidrogének, zsírok és állati fehérjék. A hidroszféra hidrogén tartalmazza a vízben - a legnagyobb mennyiségben vegyületet a világon. A kőzetek, talajok, talajok, és más a kéreg hidrogén egyesül a oxigénből víz képződik és a hidroxid-ionok OH-. A hidrogén 16% -a az összes atomok kéreg, de csak körülbelül 1 tömeg%, mivel 16-szer könnyebb, mint az oxigén. Tömege a Nap és a csillagok 70% hidrogénből plazma: a tér a leggyakoribb elem. A hidrogén koncentrációját a légkörben növekszik a magassággal miatt kis sűrűségű és képes mászni nagy magasságokban. Talált a Föld felszínén meteoritok tartalmaznak 6-10 hidrogénatomot tartalmaz 100 szilíciumatomot tartalmaz.
Történelmi háttér. Egy másik német orvos és tudós Paracelsus a 16. században. Hidrogén meghatározott gyulladási határ. 1700-ban N.Lemeri találtuk, hogy a gáz által kibocsátott hatására kénsav, vas-, felrobban a levegőben. Hidrogén G.Kavendish azonosított elem 1766-ban, és elneveztük „levegő-üzemanyag”, és 1781-ben azt mutatta, hogy a víz - a termék a-val való reakciója oxigénnel. Latin Hydrogenium, amely származik a görög kombináció „gendereth víz”, Lavoisier kapott ez az elem.
Általános jellemzők hidrogén. Hidrogén - egy első elemet, a periódusos rendszerben; szénatom, amelyhez ez áll egy protont és körül forgó egyetlen elektron (lásd. még a periódusos). Az egyik 5000 jellemző, hogy hidrogénatomok a sejtmagban egy neutron növeli a tömeget a mag 1-től 2 Ez az úgynevezett hidrogén izotóp deutérium 21H vagy 21D. Egy másik, kevésbé gyakori izotóp hidrogén két neutronok az atommag és az úgynevezett trícium 31H vagy 31T. A trícium bomlik, hogy a radioaktív és a hélium kiszabadul és elektronok. Cores különböző hidrogén izotópok különböznek proton forog.
Hidrogén úgy állíthatjuk elő, a) intézkedés az aktív fém a víz, b) az intézkedés a savak bizonyos fémek, c) A reakcióban bázisként a szilíciumon és néhány amfoter fémek, g) az intézkedés a túlhevített gőz a szén, és a metán, valamint a vas, d) elektrolitikus bontására a víz és a szénhidrogének termikus lebontásával. Kémiai hidrogén aktivitás meghatározása a képessége, hogy adományozni elektronok egy másik atom vagy szocializálódnak annak szinte egyformán a többi elem a kialakulása egy kémiai kötés, vagy csatolni egy másik eleme elektron egy kémiai vegyület úgynevezett hidridet.
Hidrogén keletkezik kereskedelemben nagy mennyiségben fogyasztani ammónia szintézisénél, salétromsav, fém-hidridek. Az élelmiszeripar a hidrogén-hidrogénezéshez (hidrogénezett) folyékony olajok szilárd zsírok (például margarin). A hidrogénezést telített szerves olajok kettős kötéseket tartalmazó között a szénatomok között, átalakítjuk telített azok, amelyek egyszeres szén-szén kötést tartalmaz.
A nagy tisztaságú (99,9998%), a folyékony hidrogént használunk űrrakétákat tűzveszélyes.
Fizikai tulajdonságok. Cseppfolyósítása és megszilárdulási hidrogén igényel nagyon alacsony hőmérsékleten és nagy nyomáson (lásd. A tulajdonságait az I. táblázatban). Normális körülmények között, hidrogén - gáz színtelen, szagtalan és íztelen, nagyon egyszerű: 1 liter hidrogént 0 C-on és légköri nyomáson súlyú 0,08987 g (vö levegő sűrűsége és hélium 1,2929 és 0,1785 g / l volt. ; azonban töltött ballon hélium és ugyanolyan felvonó amilyen egy ballon hidrogénnel, legyen 8% -kal magasabb térfogat). I. táblázat mutatja, néhány fizikai és termodinamikai tulajdonságai a hidrogén.
A szerkezet a atom. Semleges hidrogén (Protium) két alapvető részecskék (elektronok és protonok), és van egy atomsúlya 1. Mivel a nagy sebességű mozgás az elektronsugár (2,25 km / s vagy 7? 1015 Vol. / S) és annak dualista korpuszkuláris hullám természet lehetetlen pontosan megállapítani a koordinátákat (pozíció) az elektron egy adott időpontban, de vannak olyan területek a nagy valószínűsége, hogy egy elektron, és ezek határozzák meg a méretét egy atom. A legtöbb kémiai és fizikai tulajdonságai a hidrogén, különösen azok, amelyek a gerjesztési (abszorpciós energiaszint) matematikailag pontosan előre (lásd. Spectroscopy). Hidrogén hasonló a alkálifémek az a tény, hogy ezek az elemek a adására képes elektron akceptor atom képez egy kémiai kötés, amely eltérhet részlegesen ion (elektron transzfer), hogy a kovalens (összesen elektronpár). Az erős hidrogén-akceptor elektronok képez pozitív ion H +, azaz proton. Az elektron pályája hidrogénatom lehet 2 elektront, azonban hidrogénatom is képes fogadni egy elektron alkotnak egy negatív ion H-, hidrid-ion, és a hidrogén közös halogénatommal, amelyet az jellemez, elfogadása egy elektron alkotnak negatív típusú Cl- halogenidion. hidrogén-dualizmus tükrözi az a tény, hogy a periódusos rendszer elemeinek elrendezve alcsoportjának IA (alkálifémek), és néha - egy alcsoportja VIIA (halogének) (lásd még a Chemistry.).
Kémiai tulajdonságok. A kémiai tulajdonságai a hidrogén határozza meg egy elektron. A szükséges energia mennyisége szétválasztására az elektron, több, mint adhat bármely ismert kémiai oxidálószert. Ezért a kémiai hidrogén kötést létesíteni más atomokkai közelebb van kovalens, mint ionos, hogy. Tisztán a kovalens kötés kialakulását akkor történik, amikor a hidrogén molekula:
A formáció egy mol (azaz 2 gramm) H2 szabadul 434 kJ. Még 3000 fok K disszociációs hidrogén nagyon kicsi, és egyenlő 9,03%, 5000 K eléri a 94%, és csak 10.000 K disszociációs megtelik. A formáció a két mól (36 g) a víz a atomos hidrogén és oxigén (4H + O2. 2H2O) juttatott több mint 1250 kJ, és a hőmérséklet eléri a 3000-4000. C, mivel az égés a molekuláris hidrogén (2H2 + O2. 2H2O) jut csak 285,8 kJ és láng hőmérséklete eléri a 2500. C.
Szobahőmérsékleten, kevésbé reakcióképes hidrogénatom. Megindításának legtöbb reakció kell törni vagy gyengítheti az erős kötés H-H, miután töltött sok energiát. A hidrogén-reakciók növekszik a használata a katalizátor (platina csoportbeli fémek, oxidok átmeneti fémek vagy nehéz) molekulákat és módszereket a gerjesztési (fény, elektromos kisülés, elektromos ív, magas hőmérséklet). Ilyen körülmények között, a hidrogénnel reakcióba gyakorlatilag bármely elemét, kivéve a nemesgázok. Aktív alkálifémek és alkáli-földfémek (például lítium és kalcium) reagálnak a hidrogénnel, mint a donor elektronok és alkotó vegyület úgynevezett só-hidridek (2Li + H2 2LiH; .. Ca + H2 CaH2).
Általában hidridek olyan vegyületek, amelyek hidrogén. A sokféle tulajdonságainak ilyen vegyületek (attól függően, hogy az atom hidrogénatomhoz kötődik), hidrogén-funkciók magyarázható mutatnak töltés -1 és +1 gyakorlatilag. Ez nyilvánvaló a hasonlóságokat és CaH2 LiH és típusa CaCl2 és NaCl-sók. Úgy véljük, hogy a negatív töltésű hidrogén-hidridek (H-); ion egy redukálószerrel reagáltatunk savas vizes közegben: 2H- H2 + 2e- + 2,25B. H- ion képes csökkenteni a víz proton H +, hogy gáz alakú hidrogén-: H- + H2O. H2 + OH-.
Azokat a vegyületeket, bór-hidrogén - boránok (bór-hidridek) - képviselnek szokatlan osztályába tartozó vegyületek boránokkal. A legegyszerűbb képviselője BH3 létező csak a formája egy stabil diboránkomplex B2H6. Vegyületek blshim száma bóratomot előállított különböző módon. Ismeretes, például, tetraborane B4H10, B5H9 pentaborane stabil és instabil pentaborane B5H11, geksaboran B6H10, dekaboránt B10H14. Diborán nyerhetők BCI3 és H2 keresztül közbenső B2H5Cl, amely ekkor 0 ° C diszproporcionálódik a B2H6, és a kapott lítium-alumínium-hidrid LiH vagy LiAIH4 c BCI3. A lítium-alumínium-hidrid (komplex vegyület - sóoldat-hidrid) négy hidrogénatomot kovalens kötések kialakítása Al, de van egy ionos kötést Li + -. Egy másik példa a hidrogén-ion-bór-hidrid-ion, BH4-. Az alábbiakban hidridek durva osztályozás szerint a tulajdonságok szerint a helyzet az elemek periódusos rendszerének elemeit. Átmeneti fém-hidridek vagy a fém az úgynevezett közvetítők és gyakran nem alkotnak sztöchiometrikus vegyületek, azaz, aránya a hidrogén fém atomok nem expresszálódik egész szám, például vanádium-hidrid, és a hidrid VH0,6 tórium ThH3,1. Platina csoportbeli fémek (Ru, Rh, Pd, Os, Ir és Pt) aktívan hidrogéngázt abszorbeálni és szolgálhat a hatékony hidrogénezéshez katalizátorként reakciók (például hidrogénezés folyékony olajok alkotnak zsírok, nitrogén-konverziókat az ammónia szintézis CH3OH metanol CO). Hidridjéből Be, Mg, Al és alcsoportok Cu, Zn, Ga - poláris, termikusan instabilak.
Nem-fémek alkotják illékony hidridek képletű MHX (X - egy egész szám) egy viszonylag alacsony forráspontú és nagy gőznyomású. Ezek a hidridek jelentősen eltérnek sóoldat-hidridek, amelyben a hidrogén egy negatív töltés. V illékony hidridek (például szénhidrogének) dominál között kovalens kötés hidrogén és nemfémek. Mivel az amplifikációs nemfém képződött vegyületet karakter részben az ionos kötés, például H + Cl-, (H2) 2 + O2-, N3- (H3) 3+. Specifikus példaként a kialakulását különböző hidridek alábbiakban felsorolt (zárójelben hidrid képződéshő):
Hasonlósága miatt a tulajdonságait Protium és deutérium helyettesíthetők Protium deutérium. Ezek a vegyületek az úgynevezett címkéket. A vegyületet összekeverjük egy hagyományos, hidrogén-deutérium anyag lehet felfedezni módon, a természete és mechanizmusa sok reakciót. Az ezt a módszert alkalmazzák, hogy tanulmányozza a biológiai és biokémiai reakciók, mint az emésztést.
A harmadik hidrogén izotóp, trícium (31T), van jelen a természetben nyomokban. Ellentétben stabil deutérium, trícium radioaktív, és egy felezési ideje 12,26 év. A trícium bomlik a hélium (32He) a kiadás? A-részecske (elektron). A trícium és fém tritide előállításához felhasznált nukleáris energia; például a következő reakció megy végbe fúziós hidrogén bomba:
21H + 31H. 42He + 10n + 17,6 MeV
Termelés hidrogén. Gyakran további kérelmet természete határozza meg a hidrogén-termelés. Bizonyos esetekben, mint például ammónia szintézis, kis mennyiségű nitrogén-hidrogén-forrás, természetesen, nem ártalmas szennyező. A keveréket szén-monoxid (II) szintén nem akadályozza, ha hidrogént alkalmazunk redukálószerként.
1. A legnagyobb hidrogén-termelés alapján katalitikus átalakítása szénhidrogének gőzzel rendszer CnH2n + 2 + nH2O. nCO + (2n + 1) H2 és CnH2n + 2 + 2nH2O. nCO2 + (3n + 1) H2. Az eljárás hőmérséklete függ a katalizátor készítmény. Ismeretes, hogy a hőmérséklet a reakció propán lehet csökkenteni 370 C-on, egy bauxit katalizátort. Akár 95% -a a termelt, míg a CO fogy további reakciót vízgőzzel:
H2O + CO. CO2 + H2
2. Eljárás a víz gázt ad jelentős része a teljes hidrogén-termelés. A módszer abban áll, a reakció a vízgőz és koksz keverékét képezve a CO és H2. A reakció endoterm, és végezzük 1000 ° C A fűtött kokszot gőzzel kezeljük (H = 121,8 kJ / mól ?.); Tisztított felszabadult gáz keverék tartalmaz egy bizonyos mennyiségű hidrogén, nagy százaléka a CO és CO2 némi szennyeződést. Hozamának növelésére a H2-monoxid CO eltávolítjuk gőzfejlesztő további kezelés 370. C, ez ad több, mint a CO2. A szén-dioxid viszonylag könnyen eltávolítjuk úgy, hogy a gázkeveréket a gázmosó, a vízpermet ellenáramban.
3. Az elektrolízis. Az elektrolitikus folyamat, hidrogén gyakorlatilag egy mellékterméke a termelése a fő termék - klór és alkáli (NaOH). Az elektrolízist hajtjuk végre gyengén lúgos vizes közegben, 80 ° C és egy feszültség körülbelül 2V, vasalóval katóddal és egy nikkel anód:
4. Vas-gőz módszert, amellyel gőzt 500-1000. C vezetjük át a vas: 3fe + 4H2O Fe3O4 + 4H2 + 160,67 kJ. Ezzel a módszerrel kapott, hidrogént általában használt hidrogénezési zsírok és olajok. Összetétele vas-oxid függ a folyamat-hőmérséklet; a
Talán lesz érdekelt, hogy tudja a lexikális, közvetlen vagy ábrás e szavak jelentését:
vízi közlekedés - a szállítási mód, hogy az utasokat és rakományt.
búvár - ágazat termelési tevékenységek összefüggő búvárélmény.
vízkezelés - az eljárás megszüntetésére a víz természetes, háztartási és ipari.
Falls - szabad áramlását víz alá egy szikláról. Sok.
Esik: A legismertebb vízesések a világon - a cikk Angel Falls r.Churun (r.Karoni medence, Venezuela).
H-bomba - fegyver nagy pusztító erővel (nagyságrendileg megatonna TNT-vel.
Alga - (algák), egy nagy és heterogén primitív, emlékeztet a növények.
Algák: algák a múltban - a cikk alga Valószínű, hogy valamilyen formában az algák.
Alga: Alga besorolás - cikk ALGÁK utolsó algák tekintették primitív növények.
Algák: az elosztó és ökológia - cikk alga víz alga. A bolygó nehéz megtalálni.