Propiedades físicas de hidróxeno. Propiedades e uso de hidróxeno

Hidróxeno H - elemento, unha das máis comúns no noso universo. de masa de hidróxeno como un elemento da composición de materia é de 75% do contido total de átomos doutro tipo. Entra a conexión máis crucial e vital para o planeta - auga. Unha característica distintiva de hidróxeno é tamén un feito de que el é o primeiro elemento da táboa periódica de elementos químicos D. I. Mendeleeva.

Descubrimento e investigación

A primeira mención do hidróxeno nos escritos de Paracelsus datan do século XVI. Pero o seu illamento a partir dunha mestura gasosa de busca de aire e as propiedades inflamables foi feito nos científicos do século XVII Lemaire. Hydrogen minuciosamente estudados químico e físico inglés científico Henry Cavendish, que empiricamente probado que a masa de hidróxeno menor en comparación con outros gases. En fases posteriores do desenvolvemento da ciencia, moitos científicos traballaron con el, como Lavoisier, que o chamou de "auga xerada."

Recurso en PSKHE situación

Elemento, a apertura da táboa periódica D. I. Mendeleeva - é hidróxeno. Propiedades físicas e químicas do átomo exhiben certa dualidade porque hidróxeno pertencer simultaneamente para o primeiro grupo, o principal subgrupo, se se comporta como un metal e dá electrón único no proceso de reacción química e sétimo - no caso da capa de valencia completamente cheo, é dicir, a recepción partículas negativas, que caracteriza como semellante a un halóxeno.

Características da estrutura electrónica dos elementos

As propiedades do átomo de hidróxeno de substancias complexas ao cal está incluído, e unha substancia simple de _N2 determínase, sobre todo, pola configuración electrónica de hidróxeno. A partícula ten un electrón con Z = (-1), o cal xira na súa órbita arredor do núcleo que contén un protón cunha unidade de masa e carga positiva (1). Seus 1s configuración electrónica gravado como ^un, o que indica a presenza dunha partícula negativa en si mesmo para a primeira e única por hidróxeno s-orbitais.

Cando o illamento ou de electróns e un átomo de recuar do elemento ten a propiedade de que se une con metais catião obtido. Esencialmente ión hidróxeno - é partícula elemental positivo. Polo tanto, o electrón desprovisto de hidróxeno chamado simplemente dun protón.

propiedades físicas

Cando se describe as propiedades físicas de hidróxeno rapidamente, que é un gas incoloro, pouco soluble cunha masa atómica relativa de 2, 14,5 veces máis lixeiro que o aire, a temperatura de licuefacción de -252.8 graos centígrados.

No experimento, pode ver facilmente que H ₂ é o máis fácil. É suficiente para cubrir as tres esferas de varias substancias - hidróxeno, dióxido de carbono, polo xeral de aire - e, á vez, os soltar da man. O máis rápido que atinxe o chan, que está cheo de CO ₂ gotas despois soprados mestura de aire que comprende H ₂ e todo orixe ao teito.

Un pequeno peso e tamaño do hidróxeno partículas xustificar a súa capacidade para penetrar a través de varios materiais. Por exemplo, do mesmo pelota neste fácil de facer un par de días despois de que el baleira-se como simplemente o gas vai pasar a través do caucho. Ademais, o hidróxeno pode acumularse na estrutura de determinados metais (paladio ou platino) e cando a temperatura é elevada para evaporar a partir del.

hidróxeno Propiedade moderadamente utilizado no laboratorio para o seu método de illamento desprazarse auga. Propiedades físicas de hidróxeno (táboa ilustrada por baixo contén os parámetros básicos) establecer o seu ámbito de aplicación e dos métodos de preparación.

A composición isotópica

Como moitos outros membros do sistema periódico dos elementos químicos, hidróxeno ten varios isótopos naturais, átomos isto é, co mesmo número de protóns do núcleo, pero diferente número de neutróns - partículas con masa de cero ea unidade de carga. Exemplos de átomos que teñen propiedades semellantes - osíxeno, carbono, cloro, bromo e similares, incluíndo radioactivos.

Propiedades físicas de hidróxeno ¹ H, o máis estendido dos representantes deste grupo son significativamente diferentes dos das características dos seus compañeiros. En particular, as características diferentes de substancias no que pertencen. Así, hai unha auga regular e deuterado conteñen na súa composición, en vez de un átomo de hidróxeno con só un protón deuterio ² H - isótopo con dúas partículas elementais: positivo e non cargados. Este isótopo é dúas veces máis pesado que o habitual en hidróxeno, o que explica a diferenza fundamental nas propiedades dos compostos que forman. A natureza do deuterio atopar en 3200 veces máis raras que non hidróxeno. Terceiro representativas - tritio, ³ H, en que o núcleo ten dous protóns e un neutrón.

Os métodos para preparar e illar

métodos industriais e de laboratorio de produción de hidróxeno son moi diferentes. Así, pequenas cantidades de gas se produce principalmente por medio de reaccións que implican minerais, ea produción a grande escala de cada vez usando síntese orgánica.

Os seguintes reaccións químicas son utilizados no laboratorio:

1. As reaccións de metais alcalinos e alcalino-terrosos con auga para formar alcalino eo gas desexado.
2. A electrólise dunha disolución acuosa de electrólito no ánodo é liberado H ₂ ↑ eo cátodo - osíxeno.
3. hidruros de descomposición de metais alcalinos con auga, alcalinos e os produtos son, respectivamente, o gas _H2 ↑.
4. Facer reaccionar dun ácido diluído con metais para formar sales e H ₂ ↑.
5. A acción de álcali sobre o silicio, aluminio e zinc tamén contribúe á liberación de hidróxeno, en paralelo para formar sales complexos.

En beneficio gas industrial obtido por técnicas tales como:

1. A descomposición térmica de metano na presenza dun catalizador para as súas substancias constituíntes elementais (350 graos atinxe o valor de parámetro como temperatura) - hidrogio H ₂ e carbono C. ↑
2. A transmisión de vapor de auga a través do coque a 1000 ° C, para formar dióxido de carbono CO ₂ e H ₂ ↑ (o método máis común).
3. A conversión do gas de metano do catalizador de níquel a temperaturas de ata 800 graos.
4. O hidróxeno é un subproduto durante a electrólise de solucións acuosas de cloruro de potasio ou de sodio.

interaccións químicas: disposicións xerais

Propiedades físicas de hidróxeno explicar en gran parte o seu comportamento en procesos de resposta cun composto particular. Valencia de hidróxeno é 1, xa que está situado na táboa periódica no primeiro grupo, e exhibe un estado de oxidación diferente. En todos os compostos, agás os hidruros, SD hidróxeno = (1+) en moléculas do tipo CNS, CN _2, CN ₃ - (1).

Unha molécula de gas hidróxeno, formada proporcionando par de electróns xeneralizada, composto por dous átomos e razoablemente estable enerxicamente, por ese motivo, en condicións normais máis áridos na reacción e entra no cambio condicións normais. En función do grao de oxidación do hidróxeno como outras substancias, que pode servir tanto como un oxidante e un axente redutor.

Substancias que reaccionan con formación de hidróxeno e

interacción elemental para formar un complexo de substancias (moitas veces a temperaturas elevadas):

1. O metal alcalino-terroso e alcalino + H = hidruro.
2. Haloxenan + H ₂ = haleto de hidróxeno.
3. Enxofre = sulfuro de hidróxeno.
4. Oxígeno + _H2O = auga.
5. Carbono + H = metano.
6. Nitróxeno + H = ₂ amoníaco.

Interacción con substancias complexas:

1. Preparación de gas de síntese a partir de monóxido de carbono e hidróxeno.
2. Recuperación de metais a partir dos seus óxidos con H _2.
3. saturación de hidróxeno de hidrocarburos alifáticos insaturados.

conexión de hidróxeno

Propiedades físicas de hidróxeno son tales que permitan que, estando en conexión con un elemento electronegativa, para formar un tipo especial de conexión co mesmo átomo das moléculas adxacentes que pares de electróns non compartidos (por exemplo, osíxeno, nitróxeno e de flúor). O exemplo máis claro diso é a mellor mirar para este fenómeno - que é a auga. Pódese dicir enlaces de hidróxeno cosidos son máis débiles que covalente ou iónico, pero debido ao feito de que moitos deles teñen unha influencia significativa sobre as propiedades das substancias. De feito, a conexión de hidróxeno - é a interacción electrostática, que se une a moléculas de auga en dímeros e polímeros, probando o seu punto de ebulición elevado.

Hidróxeno na composición de compostos minerais

A composición de ácidos inorgánicos inclúen protón - átomo de catiões como hidróxeno. residuo de ácido substancia que ten un grao de oxidación máis grande que (1) é o referido composto polibásico. Actualmente existen varios átomos de hidróxeno, o que fai a disociación en pisos múltiples en solucións acuosas. Cada residuo de ácido protón posterior separa-se máis difícil. Para cuantificar o contido de hidróxeno no ámbito é determinado pola súa acidez.

Hidróxeno conteñen grupos hidroxilo e bases. Están ligados ao átomo de hidróxeno de osíxeno, resultando no grao de oxidación de metais alcalinos de residuos sempre igual a (-1). En relación ao contido de grupos hidroxilo nun ambiente definido pola súa basicidade.

A utilización da actividade humana

Os cilindros cunha sustancia, así como envases con outros gases licuados, como osíxeno, teñen un aspecto específico. Eles pintada dunha cor escura-verde cunha rotulación brillante vermello "Hydrogen". O gas é inxectado no globo, a unha presión de preto de 150 atmosferas. Propiedades físicas de hidróxeno, en particular a facilidade de estado agregado gasoso e utilízase para encher cunha mestura de globos de helio, parecendo globos, etc.

Hidróxeno, as propiedades físicas e químicas que as persoas aprenderon a usar hai moitos anos, no momento parte en moitas industrias. A súa masa principal vai para a produción de amoníaco. Tamén hidróxeno está implicado na produción de metais (háfnio, xermanio, galio, de silicio, de molibdeno, de tungsteno, de circonio, e outros) dos óxidos, falando na reacción como axente redutor e un sal de ácido cianídrico, alcohol metílico, e de combustible líquido tamén sintética. A industria alimentaria utilízase para converter aceites vexetais en graxas sólidas.

Propiedades químicas definidas, eo uso de hidróxeno en varios procesos de hidroxenación ea hidroxenación de graxas, de carbón, hidrocarburos, aceites e aceite combustible pesado. Con el producir xemas, incandescente, pasar forxa e soldadura de produtos metálicos baixo a influencia da chama de osíxeno-hidróxeno.