В периодичната таблица на Менделеев под номер 1 е най-разпространеният елемент във Вселената - водородът. Разпределението му в процентно изражение се доближава до 75%. Най-ниското му съдържание се отбелязва в слоевете на атмосферата - 0,0001%. Земната кора съдържа 1% газ от масата. Най-голямото му количество се наблюдава във водата: 12%. На нашата планета той е третият най-разпространен химичен елемент.
Описание на артикула
Молекулата на водорода, чиято формула е H-H или H2, е надарена с физични и химични свойства.
Водородът е газ, който няма нито цвят, нито мирис. Разположението на водорода в таблицата на 1-во място се дължи на факта, че при различни условия този елемент може да се прояви като метал или като газ. Той има 1 електрон във външната си орбитала, който водородът може да дари (метални свойства) или да приеме още един (качество на газа).
Диаметърът на водородната молекула е 27 nm.
Диаметърът на водороден атом е 1A, радиусът е 0,41 A.
Свойства
Физически включва следното:
- Точка на кипене– 256oS.
- Точка на топене -259,2oC.
- Въздушно тегло (D) - 0,069.
- Водородът е слабо разтворим във вода.
Химичните свойства са:
- Неполярната връзка между частиците на една молекула има енергия от 436 kJ/mol.
- Температурата на термична дисоциация е 2000oC.
- Реагира с:
- халогени;
- кислород;
- сив;
- азот;
- азотен оксид;
- активни метали.
В природата водородът се среща както в естествената си форма, така и под формата на изотопи: протий, деутерий и тритий.
Структурата на молекулата
Молекулата на елемент има проста структура. Съставът на водородната молекула е представен от два атома, които, приближавайки се, образуват ковалентна неполярна връзка, както и една електронна двойка. Структурата на един атом е: 1 положително заредено ядро, около което се движи 1 отрицателно зареден електрон. Този електрон се намира в 1s орбитала.
H - 1e=H+ този водороден йон е положителен.
Този израз показва, че водородът има подобни параметри на елементите от група 1 в периодичната таблица, които са алкални метали (литий, натрий, калий), даряващи единствения си електрон във външната орбита.
H + 1e=H– отрицателен водороден йон.
Това уравнение показва, че водородът е свързан с подобни елементи от 7-та група, които са газ и са в състояние да приемат липсващите електронидо външното му електронно ниво. Тези газове включват: флуор, хлор, бром и др.
Съставът на водородната молекула е представен графично по-долу.
Разстоянието между водородните атоми е r=0,74 A, докато сумата от орбиталните радиуси е 1,06 A. Това влияе върху дълбочината на припокриване на електронни облаци и силна, стабилна водородна връзка.
Водородният атом е най-елементарният атом в природата. Размерът на атомния протон е 10,5 A, а диаметърът на един атом е 0,1 nm.
Изотопните молекули имат специална структура. Атомното ядро на протия се състои само от един протон. Изотопът е обозначен: 1Н.
Ядрената структура изглежда като комплекс от протон и неутрон (2H).
3Н - тритий - в атомната си структура е надарен с ядро с 1 протон и два неутрона.
Маса
В науката има формули, които изчисляват каква е масата на една водородна молекула. По отношение на елемента определете молекулната и атомната маса.
Моларната маса на водородната молекула се изчислява по общата формула:
M=m / n, където m е масата на веществото, n е неговото количество.
Масата на атома е 1,008 amu. Следователно, относителната маса на молекулата също ще бъде равна на 1,008 Тъй като молекулата на водорода се състои от два атома, относителното атомно тегло е 2,016 a.u. m. Масата на водородната молекула се изразява в грамове на мол (g/mol).
Стойност вприрода
Най-значимото вещество в природата, което образува водород в комбинация с кислород, е водата. Водата е източник на живот, така че водородът е жизненоважен елемент.
От 100% от всички химични елементи, които съставляват околната среда на организма, 1/10 част или 10% е водород. В допълнение към водата, той е в състояние да поддържа кватернерна протеинова структура, което става възможно чрез водородна връзка.
Принципът на комплементарността на нуклеиновата киселина се осъществява и при действието на водородната молекула. В растителна клетка Н участва в процеса на фотосинтеза, биосинтеза и в преноса на енергия през мембранните канали.
Заявление
В химическата промишленост водородът е широко използван. Добавя се при производството на пластмасови изделия, в производството на сапун, както и в производството на амоняк и ментол.
Хранително-вкусова промишленост: при производството на храни се добавя водород като хранителна добавка E949. Такъв компонент може да се види на опаковката на маргарин, растителни масла. Добавката E949 е разрешена от хранително-вкусовата промишленост на Руската федерация.
Водородът някога е бил използван и в аеронавтиката, тъй като веществото е по-леко от въздуха. И така, през 30-те години на миналия век балони и дирижабли се пълнят с този вид газ. Въпреки своята евтиност и лекота на използване, водородът скоро беше изоставен като пълнител, тъй като експлозиите на самолети станаха по-чести.
Днес газът се използва катогориво, използвано в космическата индустрия. Въпреки това се обмислят методи за използването му за работа на двигатели на автомобили и камиони, тъй като елементът не отделя вредни примеси в атмосферата по време на горенето и следователно е екологичен.
Водородните изотопи са неразделна част от много лекарства. Деутерият се използва във фармакологични изследвания за определяне на поведението и ефектите на лекарството в тялото. Тритият се използва в лъчедиагностиката като елемент, който определя биохимичните реакции на ензимния метаболизъм. Водородът е част от пероксида, който е дезинфектант.
