Ფიზიკური თვისებები წყალბადის. თვისებები და გამოყენების წყალბადის

წყალბადის H - ქიმიური ელემენტი, ერთ-ერთი ყველაზე გავრცელებული ჩვენს სამყაროს. წყალბადის მასა როგორც ელემენტს შემადგენლობის საქმე ის არის, 75% სულ შინაარსი ატომების სხვა ტიპის. იგი შედის ყველაზე მნიშვნელოვანი და სასიცოცხლო კავშირი პლანეტის - წყალი. განმასხვავებელი წყალბადის არის ასევე ის ფაქტი, რომ პირველი ელემენტია პერიოდული მაგიდა ქიმიური ელემენტების დ I. Mendeleeva.

Discovery და კვლევის

პირველი ნახსენები წყალბადის მწერლობაში Paracelsus თარიღდება მეთექვსმეტე საუკუნეში. მაგრამ მისი იზოლაცია გაზის ნარევი საჰაერო და აალებადი თვისებები კვლევა გაკეთდა მეჩვიდმეტე საუკუნეში მეცნიერები ლემერი. წყალბადის შესწავლილი ინგლისურ ქიმიკოსი და ფიზიკოსი მეცნიერი ჰენრი Cavendish, რომელიც ემპირიულად დაამტკიცა, რომ წყალბადის მასა დაბალი შედარებით სხვა აირები. შემდგომ ეტაპებზე მეცნიერების განვითარების, მრავალი მეცნიერი მუშაობდა მასთან ერთად, როგორიცაა Lavoisier, რომელიც მას "გამომუშავებული წყალი."

მხატვრული მდგომარეობის შესახებ PSKHE

Element, გახსნის პერიოდული მაგიდა D. I. Mendeleeva - წყალბადის. ფიზიკური და ქიმიური თვისებები ატომის გამოფენებში გარკვეული გაორება იმიტომ, რომ წყალბადის ერთდროულად ეკუთვნის პირველი ჯგუფის მთავარი ქვეჯგუფის, თუ იგი ისე იქცევა, როგორც ლითონის და აძლევს ერთ electron პროცესში ქიმიური რეაქცია, და მეშვიდე - იმ შემთხვევაში, თუ მთლიანად ივსება valence ჭურვი, ანუ მიღება უარყოფითი ნაწილაკები, რომლებიც ახასიათებს როგორც მსგავსი ჰალოგენის.

თვისებები ელექტრონული სტრუქტურის ელემენტი

თვისებები წყალბადის ატომის რთული ნივთიერებები, რომელსაც იგი შედის, და მარტივი ნივთიერება, N _2, უპირველეს ყოვლისა, განისაზღვრება ელექტრონული კონფიგურაცია წყალბადის. ნაწილაკების აქვს electron ერთად Z = (-1), რომელიც ბრუნავს ორბიტაზე ბირთვის გარშემო შემცველი ერთი პროტონული ერთეულის მასა და დადებითი მუხტი (+1). ელექტრონული კონფიგურაცია 1s ჩაწერილი, როგორც ^1, რომელიც მიუთითებს თანდასწრებით უარყოფითი ნაწილაკების თავად პირველად და მხოლოდ წყალბადის s-orbitals.

როდესაც იზოლაციის ან recoil ელექტრონული და ატომის ელემენტს აქვს ქონება, რომელიც აერთიანებს ლითონები მიღებული სიგელები. არსებითად წყალბადის იონის - დადებითია ელემენტარული ნაწილაკების. აქედან გამომდინარე, ელექტრონული მოკლებულია წყალბადის მოუწოდა უბრალოდ პროტონული.

ფიზიკური თვისებები

როდესაც აღწერს ფიზიკური თვისებების წყალბადის მოკლედ, ეს არის უფერო, sparingly ხსნადი გაზი ფარდობითი ატომური მასა 2, 14.5-ჯერ მსუბუქი, ვიდრე ჰაერი, გათხევადების ტემპერატურა -252,8 გრადუსი Centigrade.

ექსპერიმენტი, თქვენ შეგიძლიათ მარტივად ვხედავ, რომ H ₂ არის იოლი. ეს არის საკმარისი იმისათვის, რომ შეავსოთ სამი ბურთები სხვადასხვა ნივთიერებების - წყალბადის, ნახშირორჟანგი, როგორც წესი, air - და იმავდროულად ათავისუფლებს მხრივ. უსწრაფესი, რომ აღწევს ადგილზე, რომელიც ივსება CO ₂ წვეთი წყალში ჰაერის ნარევი მოიცავს H ₂ და ყველა წარმოშობს ჭერი.

მცირე წონის და ზომის ნაწილაკების წყალბადის გაამართლოს მისი უნარი შეაღწიონ სხვადასხვა მასალები. მაგალითზე იგივე დაადასტურა ამ მარტივი, რათა რამდენიმე დღის შემდეგ მან deflates თავად როგორც უბრალოდ გაზის გაივლის რეზინის. გარდა ამისა, წყალბადის შეიძლება დაგროვება სტრუქტურის გარკვეული ლითონები (პალადიუმის და პლატინის), და როდესაც ტემპერატურა გაიზარდა ორთქლდება იგი.

ქონების წყალბადის sparingly გამოიყენება ლაბორატორიაში მისი იზოლაცია მეთოდი დევნილთა წყალი. ფიზიკური თვისებები წყალბადის (ცხრილი ქვემოთ მოყვანილი შეიცავს ძირითად პარამეტრებს) განსაზღვროს მისი გამოყენების სფერო და მეთოდები მომზადება.

იზოტოპური შემადგენლობა

ისევე, როგორც ბევრი სხვა წევრებს პერიოდული სისტემის ქიმიური ელემენტები, წყალბადის აქვს რამდენიმე ბუნებრივი იზოტოპი, ანუ ატომები იგივე რაოდენობის პროტონებისა წელს ბირთვს, მაგრამ სხვადასხვა რაოდენობის ნეიტრონებს - ნაწილაკების ნულოვანი და ერთეული პასუხისმგებელი მასა. მაგალითები ატომების მქონე ქონება - ჟანგბადი, ნახშირბადი, ქლორი, ბრომი და მოსწონს, მათ შორის რადიაციული.

ფიზიკური თვისებები წყალბადის ¹ H, ყველაზე გავრცელებული წარმომადგენლები ამ ჯგუფის მნიშვნელოვნად განსხვავდება იმ მახასიათებლები მისი სტიპენდიანტები. კერძოდ, სხვადასხვა თვისებები ნივთიერებების რომელიც მათ ეკუთვნით. ამდენად, არ არის რეგულარული და deuterated წყლის შემცველი მის შემადგენლობაში ნაცვლად წყალბადის ატომის მხოლოდ ერთი პროტონული დეიტერიუმის ² H - იზოტოპური ორი ელემენტარული ნაწილაკების: დადებითი და uncharged. ეს იზოტოპური ორჯერ მძიმე, ვიდრე ჩვეულებრივი წყალბადის, რომელიც განმარტავს ფუნდამენტურ განსხვავებას თვისებების ნაერთები, ისინი ქმნიან. ბუნება დეიტერიუმის ნაპოვნი 3200 ჯერ rarer ვიდრე წყალბადის. მესამე წარმომადგენელი - tritium, ³ H, ძირითადი მას აქვს ორი პროტონული და ერთი ნეიტრონი.

მეთოდები ემზადება და იზოლაცია

ლაბორატორიული და სამრეწველო მეთოდები წარმოების წყალბადის საკმაოდ განსხვავებულია. ამდენად, მცირე რაოდენობით გაზის მზადდება, პირველ რიგში, რეაქცია ჩართვის მინერალები და ფართომასშტაბიანი წარმოების უფრო გამოყენებით ორგანული სინთეზის.

შემდეგი ქიმიური რეაქცია გამოიყენება ლაბორატორიაში:

1. რეაქცია ტუტე და ტუტე დედამიწაზე ლითონები წყლის შექმნან ტუტე და სასურველი აირით.
2. ელექტროლიზის წყლის ელექტროლიტური ხსნარი ანოდზე გამოვიდა H ₂ ↑ და კათოდური - ჟანგბადის.
3. რღვევა hydrides ტუტე ლითონების წყლით, ტუტე და პროდუქტები, შესაბამისად, გაზის H ₂ ↑.
4. რეაგირებს dilute მჟავა ლითონები შექმნას მარილები და H ₂ ↑.
5. მოქმედება ტუტე on სილიკონი, ალუმინის და თუთია ხელს უწყობს გათავისუფლებას წყალბადის პარალელურად შექმნას რთული მარილები.

სამრეწველო გაზის სასარგებლოდ მიღებული ასეთი ტექნიკა, როგორც:

1. თერმული დაშლის მეთანის თანდასწრებით კატალიზატორი მისი შემადგენელი ელემენტარული ნივთიერებების (350 გრადუსი აღწევს ღირებულება ასეთი პარამეტრი ტემპერატურა) - წყალბადის H ₂ და ნახშირბადის C. ↑
2. გადაცემა წყლის ორთქლის მეშვეობით coke 1000 ° C შექმნას ნახშირორჟანგი CO ₂ და H ₂ ↑ (ყველაზე გავრცელებული მეთოდი).
3. კონვერტაციის გაზის on ნიკელის კატალიზატორი ტემპერატურა 800 გრადუსი.
4. წყალბადი არის byproduct დროს ელექტროლიზის of წყალხსნარში გადაწყვეტილებები კალიუმის ქლორიდი ან ნატრიუმის.

ქიმიური ურთიერთქმედების: ზოგადი დებულებები

ფიზიკური თვისებები წყალბადის დიდწილად ახსნას თავისი ქცევის საპასუხოდ პროცესების კონკრეტულ ნაერთი. ვალენტობებს წყალბადი არის 1, რადგან იგი მდებარეობს პერიოდული მაგიდა პირველ ჯგუფში, და ექსპონატების სხვადასხვა დაჟანგვის სახელმწიფო. ყველა ნაერთები, გარდა hydrides, წყალბადის sd = (1+) in მოლეკულების ტიპის ცნს, CN _2, CN ₃ - (1).

მოლეკულის წყალბადის აირის, ჩამოყალიბდა უზრუნველყოფს განზოგადებული electron წყვილი, რომელიც შედგება ორი ატომი და საკმაოდ სტაბილური ენერგიულად, ამ მიზეზის გამო, რომ ნორმალურ პირობებში უფრო ინერტული რეაქცია და შედის ნორმალური პირობების შეცვლის. დამოკიდებულია დაჟანგვის ხარისხით წყალბადის სხვა ნივთიერებები, ეს შეიძლება გახდეს როგორც ანტიოქსიდანტური და აღმდგენი.

ნივთიერებები, რომლებიც რეაგირება შექმნას წყალბადის და

Elemental ურთიერთქმედება შექმნან რთული ნივთიერებები (ხშირად მომატებული ტემპერატურა):

1. ტუტე და ტუტე დედამიწაზე ლითონის + H = წყალბადის.
2. Halogen + H ₂ = წყალბადის halide.
3. გოგირდის + = გოგირდწყალბადის.
4. ჟანგბადის + _H2O = წყალი.
5. Carbon + H = მეთანი.
6. აზოტის + H ₂ = ამიაკი.

ურთიერთქმედება რთული ნივთიერებები:

1. მომზადება სინთეზის გაზის გაზით და წყალბადის.
2. აღდგენა ლითონები მათი ოქსიდების ერთად H _2.
3. წყალბადის ინტენსივობა უჯერი ალიფატური.

წყალბადური ბმის

ფიზიკური თვისებები წყალბადის ისეთი, რომ საშუალებას იძლევა, ყოფნის დაკავშირებით electronegative ელემენტი, შექმნას სპეციალური ტიპის დაკავშირებით იგივე atom მიმდებარე მოლეკულების რომელსაც unshared electron წყვილი (მაგალითად, ჟანგბადი, აზოტი და ფტორი). ნათელი მაგალითი იმისა, რომ არის უკეთესი შევხედოთ ამ მოვლენას - ეს არის წყალი. შეიძლება ითქვას, stitched წყალბადური ბმების სუსტია, ვიდრე covalent ან იონური, მაგრამ იმის გამო, რომ ბევრი მათგანი აქვს მნიშვნელოვანი გავლენა თვისებები ნივთიერებები. ფაქტობრივად, წყალბადის ბონდის - ელექტროსტატიკური ურთიერთქმედების, რომ ავალდებულებს წყლის მოლეკულების შევიდა dimers და პოლიმერები, რომელიც ადასტურებს მისი მაღალი დუღილის წერტილი.

წყალბადის შემადგენლობის მინერალური ნაერთების

შემადგენლობა არაორგანული მჟავები მოიცავს პროტონული - მოხსნისათვის atom როგორიცაა წყალბადი. ნივთიერების მჟავა ნარჩენების, რომელსაც აქვს დაჟანგვის ხარისხით მეტი (-1) განაცხადა, polybasic ნაერთი. დღეისათვის არსებობს რამდენიმე წყალბადის ატომები, რაც multistage დისოციაციის წყალხსნარებში. ყოველი მომდევნო პროტონული მჟავა ნარჩენების ჰყოფს რთული. რაოდენობრივად წყალბადის შემცველობის გარემოს განისაზღვრება მისი მჟავიანობა.

წყალბადის შეიცავდეს ჰიდროქსილის ჯგუფები და ბაზები. ისინი დაკავშირებულია წყალბადის ატომის ჟანგბადის, რის შედეგადაც დაჟანგვის ხარისხით ნარჩენების ტუტე ყოველთვის ტოლია (-1). შინაარსი ჰიდროქსილის ჯგუფები გარემო, განისაზღვრება მისი basicity.

გამოყენება ადამიანის საქმიანობის

ცილინდრების ნივთიერება, ისევე როგორც კონტეინერების სხვა თხევადი აირები, როგორიცაა ჟანგბადის, აქვს კონკრეტული გამოჩენა. ისინი მოხატული darkish მწვანე ფერის ნათელი წითელი "წყალბადი" lettering. გაზის გაუკეთეს შევიდა ბურთით წნევა დაახლოებით 150 ატმოსფერომდე. ფიზიკური თვისებები წყალბადის, კერძოდ მარტივად აირისებრი საერთო სახელმწიფო და გამოიყენება შევსების მათ ნარევი ჰელიუმი ბუშტები, sounding ბურთებს და ა.შ.

წყალბადი, ფიზიკური და ქიმიური თვისებები, რომელიც ხალხმა ისწავლა გამოიყენოთ მრავალი წლის წინ, ამ ეტაპზე ჩართული ბევრი მრეწველობის. მისი ძირითადი მასა მიდის წარმოების ამიაკი. გარდა ამისა, წყალბადის ჩართული წარმოების ლითონები (hafnium, გერმანიუმი, გალიუმის, სილიკონი, მოლიბდენი, ვოლფრამი, ცირკონიუმი, და სხვა) ოქსიდები, საუბრისას რეაქცია, როგორც შემცირების აგენტი და მარილი ციანმჟავას მეთილის სპირტი, და ასევე სინთეზური თხევად საწვავზე. კვების მრეწველობის იყენებს იგი გარდაქმნას მცენარეული ზეთები მყარი ცხიმები.

განსაზღვრული ქიმიური თვისებები და გამოყენების წყალბადის სხვადასხვა hydrogenation პროცესებში და hydrogenation ცხიმები, ნახშირის, ნახშირწყალბადები, ზეთები და მძიმე მაზუთის. მასთან აწარმოოს ძვირფასი ქვები, ვარვარა, ატარებენ გაყალბება და შედუღების ლითონის პროდუქცია გავლენის ქვეშ ჟანგბადის წყალბადი ალი.