Водород в учебната помощ за лексикон за студент по химия
Водородът е газообразен неметал. Това е най-лекият елемент. Като елемент от 1-ви период той има само един електрон в черупката си. Повечето водородни връзки са ковалентни. Водородът проявява свойства както на алкалните метали, така и на халогените. Той е запалим и не може да бъде причислен към 1-ва или 7-ма основна група. Водородът е под формата на молекули.
Свойства на елемента
Константи на веществото и честота на срещане в природата
| Плътност при 25 ° C | 0,089 |
| Твърдост по Моос и Бринел | |
| Скорост на звука в | 1284 |
| Температура на топене в ° C | -259.1 |
| специфична топлина на синтез в | 119 |
| Температура на кипене в ° C | -252,5 |
| Стандартна ентропия S0 в | 131 |
| специфична топлина на изпаряване в | 896,82 |
| Топлопроводимост в (при 27 ° C) | 0,1815 |
| специфичен топлинен капацитет в | 14.05 |
| Коефициент на обемно разширение в 10-3 | |
| спец. електрическо съпротивление в | |
| Дял в земната обвивка в% (атмосфера, Вода, земна кора до 10 км дълбочина) | 0,88 |
Модел на горивна клетка: Енергията, отделена по време на окисляването на водорода, се преобразува директно в електрическа енергия.
Модел на черупката
Период: 1 (K)
Основна група: I.
Външни електрони: 1
Изотопи на елемента
| Атомно число Z | Масово число A | Атомна маса в u | честота в% | Вид радиация и енергия в MeV | Полуживот |
| 1 | 1 | 1.007 825 | 99,985 | ||
| 2 | 2.014 102 | 0,015 | |||
| 3 | 3,016 050 | β: 0,02 | 12.3 а |
Схема за енергийно ниво
Други свойства
Водородът е най-лекият елемент (0,084 g/l при 1 013 hPa). При нормална температура това е безцветен и безвкусен газ, който е само слабо разтворим във вода. При -253 ° C той става течен, а при -259 ° C става твърд. Водородът е относително инертен при нормална температура. Чистият водород изгаря във въздуха (реакция с атмосферен кислород) със слаб син пламък, за да образува вода. Водородът образува експлозивни смеси с кислород (оксиводород) и с хлор (оксихидроген). Ако се доставя топлинна енергия, водородът реагира с алкални и алкалоземни метали, образувайки съответни съединения.
откритие
Водородът е открит от HENRY CAVENDISH, английски учен, през 1766 г., когато той реагира на неблагородни метали с киселини. Той нарече елемента "флогистон". През 1783 г. A. L. de LAVOISIER успява да синтезира газовете водород и кислород във вода. След това LAVOISIER нарече водород след два гръцки термина: хидро (вода) и генао (генерирам) като «водород» - генерирам вода. През 1814 г. символът на елемента "H" е въведен от BERZELIUS.
Възникване/производство
Водородът е най-често срещаният елемент в космоса (слънце: повече от 50% от масата; Млечен път и останалата част на Вселената: около 70-80% от масата) и един от най-често срещаните елементи на земята. В елементарна форма обаче водородът се среща само в следи (в земната атмосфера и във вулканични газове). Той е химически свързан в неорганични съединения като вода, киселини, хидроксиди и хидриди и в много органични съединения (например протеини, мазнини, въглехидрати, петрол и природен газ). Промишлено водородът се получава по различни начини: а) от природен газ чрез разделяне на пара: газообразните въглеводороди (например метан) реагират с водни пари при 800 ° C; Използване на никел-съдържащи катализатори; б) от въглища (кокс) чрез газификация на въглищата: водната пара реагира със светещ кокс при 1200 ° C; в) чрез електролиза (електролитно разлагане на вода): водата се разлага под въздействието на електричеството. В лабораторията поставяте водород u. а. в накланящия се генератор на газ чрез реакцията на цинк със солна киселина.
използване
Елементарният (молекулярен) водород се използва като изходен материал за производството на амоняк, солна киселина, метанол, анилин и много други вещества. Използва се като заваръчен газ (автогенно заваряване). В металургията е необходим като редуктор за извличане на метали. Водородът се използва като гориво и става все по-важен в производството на енергия. Водородът се използва като гориво в горивните клетки. В миналото водородът се е използвал и като пълнител за балони. По време на бедствието в Лейкхърст обаче през 1937 г. в Ню Йорк избухва цепелин на име Хинденбург. Този дирижабъл съдържаше 200 000 м3 водород. Пожар е причинил експлозия на целия дирижабъл. Убити са 35 души.
Важни връзки
неорганични съединения:
- Вода: H2O (основа на всички жизнени процеси: разтворители и транспортни средства, метаболитна среда, строителен материал, храна, подуване)
- Киселини, напр. Б. Сярна киселина: H2SO4
- Хидроксиди, напр. Б. Натриев хидроксид: NaOH
- Соли, напр. Б. Амониев нитрат: NH4NO3
- Хидрати (кристална вода в минерали), напр. Б. Калциев сулфат: CaSO4 x 2 H2O (гипс)
- Хидриди, напр. Б. Калиев хидрид: KH
органични съединения:
- Въглехидрати, напр. Б. Глюкоза (гроздова захар): C6H1 2O6
- Мазнини: съединения (естери), произведени от глицерол (глицерин) и мастни киселини
- Протеини: съединения от аминокиселини
- Нефт, природен газ
Водородът се състои от двуатомни молекули.