Hidrogen əmələ gəlməsi. Hidrogenin müxtəlif formaları

Kainatda ən çox yayılmış kimyəvi element hidrogendir. Bu, bir növ istinad nöqtəsidir, çünki dövri cədvəldə onun atom nömrəsi birə bərabərdir. Bəşəriyyət ümid edir ki, bu barədə ən çox şey öyrənə bilər Nəqliyyat vasitəsi gələcəkdə. Hidrogen ən sadə, ən yüngül, ən ümumi elementdir, hər yerdə onun çoxu var - maddənin ümumi kütləsinin yetmiş beş faizi. İstənilən ulduzda, xüsusən də qaz nəhənglərində mövcuddur. Ulduz birləşmə reaksiyalarında onun rolu əsasdır. Hidrogensiz su yoxdur, yəni həyat yoxdur. Hər kəs xatırlayır ki, bir su molekulunda bir oksigen atomu var və içindəki iki atom hidrogendir. Bu, tanınmış H 2 O düsturudur.

Necə istifadə edirik

1766-cı ildə hidrogeni kəşf etdi Henry Cavendish, metalın oksidləşmə reaksiyasını təhlil edərkən. Bir neçə illik müşahidələrdən sonra o, başa düşdü ki, hidrogenin yanması zamanı su əmələ gəlir. Əvvəllər alimlər bu elementi təcrid edirdilər, lakin müstəqil hesab etmirdilər. 1783-cü ildə hidrogen hidrogen adını aldı (yunan dilindən "hidro" - su və "gen" - doğmaq üçün tərcümə olunur). Su əmələ gətirən element hidrogendir. Bu, molekulyar formulu H2 olan bir qazdır. Temperatur otaq temperaturuna yaxındırsa və təzyiq normaldırsa, bu element hiss olunmur. Hidrogen hətta insan hissləri tərəfindən aşkar edilə bilməz - o, dadsız, rəngsiz və qoxusuzdur. Amma təzyiq altında və -252,87 C temperaturda (çox soyuq!) bu qaz mayeləşir. Qaz şəklində daha çox yer tutduğundan o, belə saxlanılır. Maye hidrogen raket yanacağı kimi istifadə olunur.

Hidrogen bərk, metal ola bilər, lakin bunun üçün ultra yüksək təzyiq tələb olunur və ən görkəmli alimlər - fiziklər və kimyaçılar məhz bunu edirlər. Artıq bu element nəqliyyat üçün alternativ yanacaq kimi xidmət edir. Onun tətbiqi mühərrikin necə işlədiyinə bənzəyir daxili yanma: Hidrogen yandırıldıqda onun çoxlu kimyəvi enerjisi ayrılır. Onun əsasında yanacaq elementinin yaradılması üsulu da praktiki olaraq işlənib hazırlanmışdır: oksigenlə birləşdikdə reaksiya baş verir və bunun vasitəsilə su və elektrik əmələ gəlir. Ola bilsin ki, tezliklə nəqliyyat benzindən hidrogenə "keçəcək" - bir çox avtomobil istehsalçıları alternativ yanan materialların yaradılmasında maraqlıdırlar və uğurlar da var. Ancaq sırf hidrogen mühərriki hələ də gələcəkdədir, burada bir çox çətinliklər var. Bununla belə, üstünlüklər ondan ibarətdir ki, bərk hidrogenlə yanacaq çəninin yaradılması tam sürətlə gedir və alimlər və mühəndislər geri çəkilmək niyyətində deyillər.

Əsas məlumat

Hidrogenium (lat.) - dövri cədvəldə ilk seriya nömrəsi olan hidrogen H ilə təyin olunur. Hidrogen atomunun kütləsi 1,0079, o, olmayan qazdır. normal şərait dadı, qoxusu, rəngi yoxdur. XVI əsrdən bəri kimyaçılar müəyyən bir alışan qazı təsvir edərək onu müxtəlif yollarla ifadə etdilər. Ancaq eyni şəraitdə - metal turşuya məruz qaldıqda hamı üçün işlədi. Hidrogen, hətta Cavendişin özü tərəfindən uzun illər sadəcə "yanan hava" adlandırıldı. Yalnız 1783-cü ildə Lavuazye sintez və analiz yolu ilə suyun mürəkkəb tərkibə malik olduğunu sübut etdi və dörd ildən sonra “yanan hava”ya müasir adını verdi. Bunun kökü mürəkkəb söz hidrogen birləşmələrini və onun iştirak etdiyi hər hansı prosesləri adlandırmaq lazım olduqda geniş istifadə olunur. Məsələn, hidrogenləşdirmə, hidrid və s. Və rusca adı 1824-cü ildə M. Solovyov tərəfindən təklif edilmişdir.

Təbiətdə bu elementin paylanmasında bərabərlik yoxdur. Yer qabığının litosferində və hidrosferində onun kütləsi bir faizdir, lakin hidrogen atomları on altı faizə qədərdir. Yer üzündə ən çox su var və onun kütləsinin 11,19%-ni hidrogen təşkil edir. O, həmçinin neft, kömür, bütün təbii qazlar və gili təşkil edən demək olar ki, bütün birləşmələrdə şübhəsizdir. Bütün bitki və heyvan orqanizmlərində hidrogen var - zülallarda, yağlarda, nuklein turşuları, karbohidratlar və s. Sərbəst vəziyyət hidrogen üçün xarakterik deyil və demək olar ki, heç vaxt baş vermir - təbii və vulkanik qazlarda çox azdır. Atmosferdə çox cüzi miqdarda hidrogen atomların sayına görə 0,0001% təşkil edir. Lakin bütün proton axınları planetimizin daxili radiasiya kəmərini təşkil edən Yerə yaxın kosmosda hidrogeni təmsil edir.

Kosmos

Heç bir element kosmosda hidrogen qədər ümumi deyil. Günəşin elementlərində hidrogenin həcmi onun kütləsinin yarısından çoxdur. Əksər ulduzlar hidrogeni plazma şəklində istehsal edirlər. Dumanlıqların və ulduzlararası mühitin müxtəlif qazlarının əsas hissəsi də hidrogendən ibarətdir. O, kometlərdə və bir sıra planetlərin atmosferində mövcuddur. Təbii ki, daxil deyil təmiz forma, - bəzən sərbəst H 2 , bəzən metan CH 4 , bəzən ammonyak NH 3 , hətta su H 2 O kimi. CH, NH, SiN, OH, PH və bu kimi radikallar çox yayılmışdır. Proton axını kimi hidrogen korpuskulyarın bir hissəsidir günəş radiasiyası və kosmik şüalar.

Adi hidrogendə iki sabit izotopun qarışığı yüngül hidrogen (və ya protium 1 H) və ağır hidrogendir (və ya deuterium - 2 H və ya D). Digər izotoplar da var: radioaktiv tritium - 3 H və ya T, əks halda - super ağır hidrogen. Həm də çox qeyri-sabit 4 N. Təbiətdə hidrogen birləşməsində aşağıdakı nisbətlərdə izotoplar var: bir deuterium atomu üçün 6800 protium atomu var. Tritium atmosferdə kosmik şüalardan neytronların təsirinə məruz qalan azotdan əmələ gəlir, lakin cüzi miqdarda. İzotopların kütlə nömrələri nə deməkdir? Nömrə onu göstərir ki, protium nüvəsinin yalnız bir protonu var, deyteriumda isə təkcə proton deyil, həm də atom nüvəsində bir neytron var. Nüvəsindəki tritium artıq hər proton üçün iki neytrona malikdir. Lakin 4 H proton başına üç neytrondan ibarətdir. Buna görə hidrogen izotoplarının fiziki və kimyəvi xassələri bütün digər elementlərin izotopları ilə müqayisədə çox fərqlidir - kütlə fərqi çox böyükdür.

Struktur və fiziki xassələri

Hidrogen atomunun quruluşu bütün digər elementlərlə müqayisədə ən sadədir: bir nüvə - bir elektron. İonlaşma potensialı - nüvənin elektrona bağlanma enerjisi - 13,595 elektron volt (eV). Məhz bu quruluşun sadəliyinə görə hidrogen atomu kvant mexanikasında bir model kimi hesablamaq lazım olduqda əlverişlidir. enerji səviyyələri daha mürəkkəb atomlar. H2 molekulunda kimyəvi kovalent bağla bağlanan iki atom var. Çürümə enerjisi çox yüksəkdir. Atom hidrogeni sink və xlorid turşusu kimi kimyəvi reaksiyalarda əmələ gələ bilər. Bununla belə, hidrogenlə praktiki olaraq heç bir qarşılıqlı təsir baş vermir - hidrogenin atom vəziyyəti çox qısadır, atomlar dərhal H 2 molekullarına birləşirlər.

Fiziki nöqteyi-nəzərdən hidrogen bütün məlum maddələrdən daha yüngüldür - havadan on dörd dəfədən çox yüngüldür (uçanları xatırlayın) hava balonları bayramlarda - onların içərisində hidrogen var). Bununla belə, qaynana, mayeləşə, əriyə, bərkiyə bilər və yalnız helium daha aşağı temperaturda qaynayır və əriyə bilər. Onu mayeləşdirmək çətindir, -240 dərəcədən aşağı temperatur lazımdır. Ancaq çox yüksək istilik keçiriciliyinə malikdir. Suda demək olar ki, həll olunmur, lakin metalların hidrogeni ilə yaxşı qarşılıqlı əlaqədə olur - demək olar ki, hamısında, ən yaxşısı palladiumda həll olunur (bir həcm hidrogen səkkiz yüz əlli həcm alır). Maye hidrogen yüngül və mayedir və metallarda həll edildikdə, tez-tez karbonla (məsələn, polad) qarşılıqlı təsir nəticəsində ərintiləri məhv edir, diffuziya və dekarbonlaşma baş verir.

Kimyəvi xassələri

Birləşmələrdə, əksər hallarda, hidrogen, natrium və digər qələvi metallar kimi +1 oksidləşmə vəziyyətini (valentliyini) göstərir. Dövri sistemin birinci qrupunun başında duran onların analoqu hesab olunur. Lakin metal hidridlərdəki hidrogen ionu mənfi yüklüdür, oksidləşmə vəziyyəti -1-dir. Bu element həm də onu üzvi birləşmələrdə əvəz edə bilən halogenlərə yaxındır. Bu o deməkdir ki, hidrogeni də dövri sistemin yeddinci qrupuna aid etmək olar. Normal şəraitdə hidrogen molekulları aktivlik baxımından fərqlənmir, yalnız ən aktiv qeyri-metallarla birləşir: flüorla yaxşıdır, yüngül olduqda isə xlorla. Ancaq qızdırıldıqda hidrogen fərqli olur - bir çox elementlə reaksiya verir. Atom hidrogeni molekulyar hidrogenlə müqayisədə kimyəvi cəhətdən çox aktivdir, ona görə də su oksigenlə əlaqədə əmələ gəlir və eyni zamanda enerji və istilik ayrılır. Otaq temperaturunda bu reaksiya çox yavaş gedir, lakin beş yüz əlli dərəcədən yuxarı qızdırıldıqda partlayış baş verir.

Hidrogen metalları azaltmaq üçün istifadə olunur, çünki onların oksidlərindən oksigeni çıxarır. Flüorla hidrogen hətta qaranlıqda və mənfi iki yüz əlli iki dərəcə Selsidə partlayış əmələ gətirir. Xlor və brom hidrogeni yalnız qızdırıldıqda və ya işıqlandırdıqda, yod isə yalnız qızdırıldıqda həyəcanlandırır. Hidrogen və azot ammonyak əmələ gətirir (ən çox gübrə belə hazırlanır). Qızdırıldıqda kükürdlə çox aktiv reaksiya verir və hidrogen sulfid alınır. Tellur və selenium ilə hidrogen reaksiyasına səbəb olmaq çətindir, lakin təmiz karbonla reaksiya çox yüksək temperaturda baş verir və metan əldə edilir. Hidrogen dəm qazı ilə müxtəlif üzvi birləşmələr əmələ gətirir, buna təzyiq, temperatur, katalizatorlar təsir edir və bütün bunlar böyük praktik əhəmiyyət kəsb edir. Ümumiyyətlə, hidrogenin, eləcə də onun birləşmələrinin rolu son dərəcə vacibdir, çünki o, protik turşulara turşu xassələri verir. Həm qeyri-üzvi, həm də üzvi birləşmələrin xüsusiyyətlərinə təsir edən bir çox elementlə hidrogen bağı yaranır.

Qəbul və istifadə

Hidrogen sənaye miqyasında təbii qazlardan - yanan qazlardan, koks qazlarından və neft emalı qazlarından istehsal olunur. Elektrik enerjisinin çox baha olmadığı yerlərdə elektroliz yolu ilə də istehsal oluna bilər. Bununla belə, hidrogen hasil etmək üçün ən vacib üsul çevrilmənin əldə edildiyi karbohidrogenlərin, əsasən metanın su buxarı ilə katalitik qarşılıqlı təsiridir. Karbohidrogenlərin oksigenlə oksidləşməsi üsulu da geniş istifadə olunur. Hidrogen istehsalı təbii qazən ucuz yoldur. Digər ikisi koks qazının və emal qazının istifadəsidir - qalan komponentlər mayeləşdirildikdə hidrogen ayrılır. Onlar daha asan mayeləşdirilir və hidrogen üçün, xatırladığımız kimi, -252 dərəcə lazımdır.

Hidrogen peroksidin istifadəsi çox populyardır. Bu həll ilə müalicə çox tez-tez istifadə olunur. H 2 O 2 molekulyar formulunu sarışın olmaq və saçlarını yüngülləşdirmək istəyən milyonlarla insan, eləcə də mətbəxdə təmizliyi sevənlər adlandırmaq çətin deyil. Bir pişik balasıyla oynayan cızıqları müalicə edənlər belə, hidrogen müalicəsindən istifadə etdiklərini çox vaxt başa düşmürlər. Ancaq hər kəs tarixi bilir: 1852-ci ildən hidrogen uzun müddətə aeronavtikada istifadə olunur. Henri Giffardın ixtira etdiyi dirijabl hidrogen əsasında yaradılmışdır. Onlara zeplinlər deyilirdi. Zeplinlər təyyarə istehsalının sürətli inkişafı ilə səmadan qovuldu. 1937-ci ildə Hindenburq dirijablının yanması ilə böyük bir qəza baş verdi. Bu hadisədən sonra zeplinlər bir daha istifadə edilmədi. Lakin XVIII əsrin sonunda yayıldı şarlar, hidrogenlə dolu, hər yerdə mövcud idi. Ammiak istehsalı ilə yanaşı, hidrogen indi metil spirti və digər spirtlər, benzin, hidrogenləşdirilmiş ağır mazut və bərk yanacaq. Qaynaq edərkən, metalları kəsərkən hidrogen olmadan edə bilməzsiniz - bu oksigen-hidrogen və atom-hidrogen ola bilər. Tritium və deuterium isə nüvə enerjisinə həyat verir. Bunlar, xatırladığımız kimi, hidrogenin izotoplarıdır.

Neumyvakin

Hidrogen o qədər yaxşı kimyəvi elementdir ki, onun öz pərəstişkarları var. İvan Pavloviç Neumyvakin tibb elmləri doktoru, professor, Dövlət Mükafatı laureatıdır və onun daha bir çox titulları və mükafatları var, o cümlədən. Ənənəvi təbabətin həkimi olduğu üçün Rusiyanın ən yaxşı xalq təbabətçisi adlandırılır. Təminatın bir çox üsul və prinsiplərini işləyib hazırlayan o idi tibbi yardım uçuşda olan astronavtlara. Məhz o, unikal bir xəstəxana yaratdı - kosmik gəminin göyərtəsində xəstəxana. Eyni zamanda o, kosmetik təbabət üzrə dövlət koordinatoru olub. Kosmos və kosmetika. Onun hidrogenə olan həvəsi indi yerli təbabətdə olduğu kimi böyük pul qazanmaq məqsədi daşımır, əksinə, insanlara əlavə olaraq aptekə getmədən bir qəpik-quruş vasitəsi ilə hər şeyi sözün əsl mənasında necə sağaltmağı öyrətməkdir.

O, sözün əsl mənasında hər evdə olan bir dərmanla müalicəni təbliğ edir. Bu hidrogen peroksiddir. Neumyvakin'i istədiyiniz qədər tənqid edə bilərsiniz, o, yenə də təkid edəcək: bəli, həqiqətən, hər şeyi hidrogen peroksidlə müalicə etmək olar, çünki bədənin daxili hüceyrələrini oksigenlə doyurur, toksinləri məhv edir, turşu və qələvini normallaşdırır. tarazlıq və buradan toxumalar bərpa olunur, bütün bədən cavanlaşmış orqanizmdir. Heç kim hidrogen peroksid ilə müalicə olunduğunu görmədi, daha az araşdırdı, amma Neumyvakin iddia edir ki, bu vasitədən istifadə edərək virus, bakterial və göbələk xəstəliklərindən tamamilə qurtula, şişlərin və aterosklerozun inkişafının qarşısını ala, depressiyanı məğlub edə, cavanlaşa bilərsiniz. bədən və heç vaxt ARVI və soyuqdəymə ilə xəstələnməyin.

Panacea

İvan Pavloviç əmindir ki, bu sadə dərmanı düzgün istifadə etməklə və bütün sadə göstərişlərə əməl etməklə, çox ciddi xəstəliklər də daxil olmaqla, bir çox xəstəliklərə qalib gələ bilərsiniz. Siyahı böyükdür: periodontal xəstəlik və tonzillitdən tutmuş miokard infarktı, insult və diabetes mellitus. Sinüzit və ya osteoxondroz kimi xırda şeylər ilk müalicə seanslarından yox olur. Hətta xərçəng şişləri qorxur və hidrogen peroksiddən qaçır, çünki immunitet sistemi stimullaşdırılır, bədənin həyatı və müdafiəsi aktivləşir.

Hətta uşaqları belə müalicə etmək olar, istisna olmaqla, hamilə qadınların hələlik hidrogen peroksiddən imtina etmələri daha yaxşıdır. Həmçinin tövsiyə edilmir bu üsul mümkün toxuma uyğunsuzluğu səbəbindən transplantasiya edilmiş orqanları olan insanlar. Dozaj ciddi şəkildə müşahidə edilməlidir: bir damcıdan ona qədər, hər gün bir əlavə edin. Gündə üç dəfə (gündə üç faiz hidrogen peroksid həllinin otuz damcısı, vay!) Yeməkdən yarım saat əvvəl. Həll venadaxili və həkim nəzarəti altında tətbiq oluna bilər. Bəzən daha təsirli bir təsir üçün hidrogen peroksid digər dərmanlarla birləşdirilir. Həll daxili olaraq yalnız seyreltilmiş formada - təmiz su ilə istifadə olunur.

Xarici olaraq

Professor Neumyvakin öz metodunu yaratmazdan əvvəl də kompreslər və durulamalar çox məşhur idi. Hər kəs bilir ki, spirt kompresləri kimi, hidrogen peroksid də təmiz formada istifadə edilə bilməz, çünki bu, toxumaların yanmasına səbəb olacaq, lakin siğillər və ya göbələk infeksiyaları yerli olaraq güclü bir həll ilə yağlanır - on beş faizə qədər.

Dəri səpgiləri və baş ağrıları üçün hidrogen peroksidin iştirak etdiyi prosedurlar da aparılır. Kompress, iki çay qaşığı üç faiz hidrogen peroksid və əlli milliqram məhlulunda isladılmış pambıq parça ilə hazırlanmalıdır. Təmiz su. Parçanı filmlə örtün və yun və ya dəsmal ilə sarın. Kompress saatın dörddə birindən bir saat yarıma qədər səhər və axşam bərpa olunana qədər davam edir.

Həkimlərin rəyi

Rəylər bölünür, hamı hidrogen peroksidin xüsusiyyətlərindən məmnun deyil, üstəlik, nəinki onlara inanmır, həm də onlara gülürlər. Həkimlər arasında Neumyvakin-i dəstəkləyənlər və hətta onun nəzəriyyəsinin inkişafı ilə məşğul olanlar da var, lakin onlar azlıq təşkil edir. Əksər həkimlər bu cür müalicəni yalnız səmərəsiz deyil, həm də çox vaxt fəlakətli hesab edirlər.

Həqiqətən, bir xəstənin hidrogen peroksid ilə müalicə olunduğu rəsmi olaraq sübut edilmiş bir hal hələ yoxdur. Eyni zamanda, bu üsuldan istifadə ilə bağlı səhhətinin pisləşməsi barədə məlumat yoxdur. Ancaq qiymətli vaxt itirilir və ciddi xəstəliklərdən birini almış və Neumyvakinin panaceasına tamamilə güvənən bir insan, əsl ənənəvi müalicənin başlamasına gecikmək riski daşıyır.

Kainatda ən çox yayılmış element hidrogendir. Ulduzlar məsələsində o, nüvə formasına - protonlara malikdir və termonüvə prosesləri üçün materialdır. Günəşin kütləsinin demək olar ki, yarısı da H 2 molekullarından ibarətdir. Onun məzmunu yer qabığı 0,15%-ə çatır və atomlar neftdə, təbii qazda və suda olur. Oksigen, azot və karbonla birlikdə Yerdəki bütün canlı orqanizmlərin bir hissəsi olan orqanogen elementdir. Məqaləmizdə fiziki və Kimyəvi xassələri hidrogen, biz onun sənayedə tətbiqinin əsas sahələrini və təbiətdəki əhəmiyyətini müəyyən edəcəyik.

Mendeleyevin kimyəvi elementlərin dövri cədvəlindəki yeri

Dövri cədvəli kəşf edən ilk element hidrogendir. Onun atom kütləsi 1,0079 təşkil edir. İki sabit izotop (protium və deuterium) və bir radioaktiv izotop (tritium) var. Fiziki xassələri qeyri-metalın cədvəldəki yeri ilə müəyyən edilir kimyəvi elementlər. Normal şəraitdə hidrogen (düsturu H2) havadan demək olar ki, 15 dəfə yüngül olan bir qazdır. Elementin atomunun quruluşu unikaldır: o, yalnız bir nüvə və bir elektrondan ibarətdir. Maddənin molekulu diatomikdir, içindəki hissəciklər kovalent qeyri-qütb bağından istifadə edərək bağlanır. Onun enerji intensivliyi kifayət qədər yüksəkdir - 431 kJ. Bu, normal şəraitdə birləşmənin aşağı kimyəvi aktivliyini izah edir. Elektron düstur hidrogen: H:H.

Maddə də var bütün xətt digər qeyri-metallar arasında analoqu olmayan xüsusiyyətlər. Gəlin onlardan bəzilərinə nəzər salaq.

Həll qabiliyyəti və istilik keçiriciliyi

Metallar istiliyi ən yaxşı şəkildə keçirir, lakin hidrogen istilik keçiriciliyinə görə onlara yaxındır. Bu fenomenin izahı bir maddənin yüngül molekullarının istilik hərəkətinin çox yüksək sürətindədir, buna görə də hidrogen atmosferində qızdırılan bir obyekt havadan 6 dəfə daha sürətli soyuyur. Mürəkkəb metallarda yüksək dərəcədə həll oluna bilər; məsələn, demək olar ki, 900 həcm hidrogen bir həcm palladium tərəfindən udula bilər. Metallar hidrogenin oksidləşdirici xüsusiyyətlərinin təzahür etdiyi H2 ilə kimyəvi reaksiyalara girə bilər. Bu vəziyyətdə hidridlər əmələ gəlir:

2Na + H 2 =2 NaH.

Bu reaksiyada elementin atomları metal hissəciklərdən elektronları qəbul edərək tək mənfi yüklü anionlara çevrilirlər. Bu vəziyyətdə sadə maddə H2, adətən onun üçün xarakterik olmayan bir oksidləşdirici maddədir.

Hidrogen azaldıcı agent kimi

Metalları və hidrogeni birləşdirən təkcə yüksək istilik keçiriciliyi deyil, həm də kimyəvi proseslərdə atomlarının öz elektronlarından imtina etməsi, yəni oksidləşmə qabiliyyətidir. Məsələn, əsas oksidlər hidrogenlə reaksiya verir. Redoks reaksiyası təmiz metalın ayrılması və su molekullarının əmələ gəlməsi ilə başa çatır:

CuO + H 2 = Cu + H 2 O.

Bir maddənin qızdırıldığı zaman oksigenlə qarşılıqlı təsiri də su molekullarının əmələ gəlməsinə səbəb olur. Proses ekzotermikdir və sərbəst buraxılması ilə müşayiət olunur böyük miqdar istilik enerjisi. H 2 və O 2 qaz qarışığı 2: 1 nisbətində reaksiya verirsə, alovlananda partladığı üçün belə adlanır:

2H 2 + O 2 = 2H 2 O.

Su Yerin hidrosferinin, iqliminin və hava şəraitinin formalaşmasında mühüm rol oynayır və mühüm rol oynayır. Təbiətdəki elementlərin dövranını təmin edir, hər şeyi dəstəkləyir həyat prosesləri planetimizdə yaşayan orqanizmlər.

Qeyri-metallarla qarşılıqlı əlaqə

Hidrogenin ən mühüm kimyəvi xassələri onun qeyri-metal elementlərlə reaksiyasıdır. At normal şərait kifayət qədər kimyəvi cəhətdən təsirsizdirlər, buna görə də maddə yalnız halogenlərlə, məsələn, bütün qeyri-metallar arasında ən aktiv olan flüor və ya xlor ilə reaksiya verə bilər. Beləliklə, flüor və hidrogen qarışığı qaranlıqda və ya soyuqda, xlorla isə - qızdırıldığında və ya işıqda partlayır. Reaksiya məhsulları sulu məhlulları flüor və xlorid turşuları kimi tanınan hidrogen halidləri olacaqdır. C 450-500 dərəcə temperaturda, 30-100 mPa təzyiqdə və katalizatorun iştirakı ilə qarşılıqlı təsir göstərir:

N₂ + 3H₂ ⇔ p, t, kat ⇔ 2NH₃.

Hidrogenin nəzərə alınan kimyəvi xüsusiyyətləri var böyük əhəmiyyət kəsb edir sənaye üçün. Məsələn, qiymətli kimyəvi məhsul əldə edə bilərsiniz - ammonyak. Nitrat turşusu və azot gübrələrinin istehsalı üçün əsas xammaldır: karbamid, ammonium nitrat.

Üzvi maddələr

Karbon və hidrogen arasında ən sadə karbohidrogen - metan istehsalına səbəb olur:

C + 2H 2 = CH 4.

Maddə ən vacibdir tərkib hissəsi təbii və Onlar kimi istifadə olunur qiymətli növlərüzvi sintez sənayesi üçün yanacaq və xammal.

Karbon birləşmələrinin kimyasında element çoxlu sayda maddələrin bir hissəsidir: alkanlar, alkenlər, karbohidratlar, spirtlər və s. Üzvi birləşmələrin H 2 molekulları ilə bir çox reaksiyaları məlumdur. Geyinirlər ümumi ad- hidrogenləşdirmə və ya hidrogenləşdirmə. Beləliklə, aldehidlər hidrogenlə spirtlərə, doymamış karbohidrogenlərə - alkanlara qədər azaldıla bilər. Məsələn, etilen etana çevrilir:

C 2 H 4 + H 2 = C 2 H 6.

Hidrogenin kimyəvi xassələri, məsələn, maye yağların hidrogenləşdirilməsi: günəbaxan, qarğıdalı, kolza, mühüm praktik əhəmiyyətə malikdir. Bu, qliserin, sabun, stearin və sərt marqarin istehsalında istifadə olunan bərk yağın - donuz piyinin istehsalına gətirib çıxarır. Təkmilləşdirmə üçün görünüş Və dad keyfiyyətləri ona qida məhsulu, süd, heyvan yağları, şəkər, vitaminlər əlavə edilir.

Məqaləmizdə hidrogenin xüsusiyyətlərini öyrəndik və onun təbiətdə və insan həyatındakı rolunu öyrəndik.

HİDROGEN (Latın Hydrogenium), H, dövri cədvəlin qısa formasının (uzun formanın 1-ci qrupu) VII qrupunun kimyəvi elementi; atom nömrəsi 1, atom kütləsi 1.00794; qeyri-metal. Təbiətdə iki sabit izotop var: protium 1H (kütləvi olaraq 99,985%) və deuterium D, yaxud 2H (0,015%). Süni şəkildə istehsal olunan radioaktiv tritium 3 H və ya T (ß-parçalanma, T 1/2 12,26 il) təbiətdə kosmik şüalanmanın əsasən N və O ilə qarşılıqlı təsiri nəticəsində atmosferin yuxarı təbəqələrində cüzi miqdarda əmələ gəlir. nüvələr.Süni yolla alınmış son dərəcə qeyri-sabit radioaktiv izotoplar 4 H, 5 H, 6 H.

Tarixi istinad. Hidrogeni ilk dəfə 1766-cı ildə Q.Kavendiş tədqiq etmiş və onu “yanan hava” adlandırmışdır. 1787-ci ildə A.Lavuazye bu qazın yanan zaman su əmələ gətirdiyini göstərmiş, onu kimyəvi elementlər siyahısına daxil etmiş və hidrogen adını təklif etmişdir (yunancadan?δωρ - su və γενν?ω - doğurmaq).

Təbiətdə yayılma.İçindəki hidrogen tərkibi atmosfer havası Kütləvi olaraq 3,5-10%, yer qabığında 1%. Yerdəki hidrogenin əsas anbarı sudur (kütləvi hidrogenin 11,19%-i). Hidrogen biogen elementdir və kömür, neft, təbii yanan qazlar, bir çox minerallar və s. əmələ gətirən birləşmələrin bir hissəsidir. Yerə yaxın kosmosda proton axını şəklində hidrogen Yerin daxili radiasiya kəmərini təşkil edir. Hidrogen kosmosda ən çox yayılmış elementdir; plazma şəklində Günəş və ulduzların kütləsinin təxminən 70% -ni təşkil edir, ulduzlararası mühitin və qaz dumanlığının əsas hissəsi H 2, CH 4 şəklində bir sıra planetlərin atmosferində mövcuddur, NH 3, H 2 O və s.

Xüsusiyyətlər. Hidrogen atomunun elektron qabığının konfiqurasiyası 1s 1-dir; birləşmələrdə +1 və -1 oksidləşmə vəziyyətini nümayiş etdirir. Pauling elektronmənfiliyi 2.1; radius (pm): atom 46, kovalent 30, van der Waals 120; ionlaşma enerjisi Н°→ Н + 1312,0 kJ/mol. Sərbəst vəziyyətdə hidrogen iki atomlu H 2 molekulu əmələ gətirir, nüvələrarası məsafə 76 pm, dissosiasiya enerjisi 432,1 kJ/mol (0 K) təşkil edir. Nüvə spinlərinin nisbi oriyentasiyasından asılı olaraq, maqnit, optik və istilik xüsusiyyətlərinə görə fərqlənən və adətən 3:1 nisbətində olan orto-hidrogen (paralel spinlər) və para-hidrogen (antiparalel spinlər) olur; parahidrogenin ortohidrogenə çevrilməsi 1418 J/mol enerji tələb edir.

Hidrogen rəngsiz, dadsız və qoxusuz qazdır; t PL -259,19 °C, t KIP -252,77 °C. Hidrogen bütün qazlar arasında ən yüngül və ən istilik keçiricisidir: 273 K-da sıxlıq 0,0899 kq/m3, istilik keçiriciliyi 0,1815 Vt/(m K) təşkil edir. Suda həll olunmur; bir çox metallarda yaxşı həll olunur (Pd-də ən yaxşısı - həcmdə 850% -ə qədər); bir çox materiallar (məsələn, polad) vasitəsilə yayılır. Havada yanır və partlayıcı qarışıqlar əmələ gətirir. Bərk hidrogen altıbucaqlı qəfəsdə kristallaşır; 10 4 MPa-dan yuxarı təzyiqlərdə faza keçidi atomlardan qurulmuş və metal xüsusiyyətlərə malik olan bir quruluşun meydana gəlməsi ilə mümkündür - sözdə metal hidrogen.

Hidrogen çoxlu elementlərlə birləşmələr əmələ gətirir. Oksigenlə su (550 ° C-dən yuxarı temperaturda reaksiya partlayışla müşayiət olunur), azotla - ammonyak, halogenlərlə - hidrogen halidləri, metallarla, intermetal birləşmələrlə, eləcə də bir çox qeyri-metallarla (məsələn, xalkogenlər) - hidridlər, karbonlu - karbohidrogenlər. CO ilə reaksiyalar praktik əhəmiyyət kəsb edir (bax: Sintez qazı). Hidrogen bir çox metalların oksidlərini və halidlərini metallara, doymamış karbohidrogenləri isə doymuşlara qədər azaldır (bax Hidrogenləşmə). Hidrogen atomunun nüvəsi - H + proton birləşmələrin turşu xüsusiyyətlərini təyin edir. IN sulu məhlullar H + su molekulu ilə hidronium ionu H 3 O + əmələ gətirir. Molekullardan ibarətdir müxtəlif əlaqələr Hidrogen bir çox elektronmənfi elementlərlə hidrogen bağları yaratmağa meyllidir.

Ərizə. Hidrogen qazı ammonyak, xlorid turşusu, metanol və sənaye sintezində istifadə olunur yüksək spirtlər, yağların və digər üzvi birləşmələrin hidrogenləşdirilməsi üçün sintetik maye yanacaq və s.; neft emalında - neft fraksiyalarının hidrotəmizlənməsi və hidrokrekinqi üçün; metallurgiyada - metalları (məsələn, onların oksidlərindən və flüoridlərindən W, Mo, Re) almaq, metal və ərintiləri emal edərkən qoruyucu mühit yaratmaq; hidrogen-oksigen alovundan istifadə etməklə kvars şüşə məmulatlarının istehsalında, odadavamlı poladların və ərintilərin atom-hidrogen qaynaqında və s., şarlar üçün qaldırıcı qaz kimi. Maye hidrogen raketdə yanacaq və kosmik texnologiya; soyuducu kimi də istifadə olunur.

Əsas istehsal üsulları, habelə hidrogenin saxlanması, daşınması və enerji daşıyıcısı kimi istifadəsi haqqında məlumat üçün bax: Hidrogen Enerjisi.

yanan. Sənətə baxın. Hidrogen enerjisi.

hidrogen– kimyəvi elementlərin dövri cədvəlinin ilk kimyəvi elementi D.I. Mendeleyev. Kimyəvi element hidrogen birinci qrupda, əsas alt qrupda, Dövri Sistemin birinci dövründə yerləşir.

Hidrogenin nisbi atom kütləsi = 1.

Hidrogen ən sadə atom quruluşuna malikdir, perinuklear məkanda yerləşən tək elektrondan ibarətdir. Hidrogen atomunun nüvəsi bir protondan ibarətdir.

Hidrogen atomu iki növ ion meydana gətirərək kimyəvi reaksiyalarda elektron verə və ya əldə edə bilər:

H0 + 1ē → H1− H0 – 1ē → H1+.

hidrogen- Kainatda ən çox yayılmış element. Bütün atomların təxminən 88,6% -ni təşkil edir (təxminən 11,3% helium atomlarıdır, birləşdirilmiş bütün digər elementlərin payı təxminən 0,1%). Beləliklə, hidrogen əsasdır komponent ulduzlar və ulduzlararası qaz. Ulduzlararası məkanda bu element ayrı-ayrı molekullar, atomlar və ionlar şəklində mövcuddur və ölçüsü, sıxlığı və temperaturu baxımından əhəmiyyətli dərəcədə dəyişən molekulyar buludlar yarada bilər.

Yer qabığında hidrogenin kütlə payı 1%-dir. Doqquzuncu ən ümumi elementdir. Yer üzündə baş verən kimyəvi proseslərdə hidrogenin əhəmiyyəti az qala oksigen qədər böyükdür. Yerdə həm bağlı, həm də sərbəst vəziyyətdə mövcud olan oksigendən fərqli olaraq, Yerdəki demək olar ki, bütün hidrogen birləşmələr şəklindədir; şəklində yalnız çox az miqdarda hidrogen sadə maddə atmosferdə olan (quru hava üçün 0,00005% həcmində).

Hidrogen demək olar ki, hamısında olur üzvi maddələr və bütün canlı hüceyrələrdə mövcuddur.

Hidrogenin fiziki xassələri

Hidrogen kimyəvi elementindən əmələ gələn sadə maddə molekulyar quruluşa malikdir. Onun tərkibi formulaya uyğundur H2. Kimyəvi element kimi sadə maddə də hidrogen adlanır.

hidrogen– rəngsiz, qoxusuz və dadsız qaz, praktiki olaraq suda həll olunmur. Otaq temperaturunda və normaldır atmosfer təzyiqi həllolma qabiliyyəti 1 litr suya 18,8 ml qazdır.

hidrogen– ən yüngül qazdır, onun sıxlığı 0,08987 q/l-dir. Müqayisə üçün: havanın sıxlığı 1,3 q/l-dir.

Hidrogen metallarda həll oluna bilər, məsələn, bir həcm palladiumda 850 həcmə qədər hidrogen həll oluna bilər. Həddindən artıq kiçik molekulyar ölçüsünə görə hidrogen bir çox material vasitəsilə yayıla bilir

Digər qazlar kimi, hidrogen də aşağı temperaturda rəngsiz şəffaf maye halında kondensasiya olunur; bu – temperaturda baş verir. 252,8°C. Temperatur -259,2°C-ə çatdıqda hidrogen qar kimi ağ kristallar şəklində kristallaşır.

Oksigendən fərqli olaraq, hidrogen allotropiya ilə xarakterizə olunmur

Hidrogenin tətbiqi

Hidrogendən istifadə olunur müxtəlif sənaye sahələri sənaye. Ammonyak istehsalı üçün çoxlu hidrogen istifadə olunur (NH3). Azot gübrələri ammonyakdan alınır sintetik liflər və plastiklər, dərmanlar.

IN Qida sənayesi Hidrogen qatı yağları ehtiva edən marqarin istehsalında istifadə olunur. Onları maye yağlardan əldə etmək üçün hidrogen onlardan keçir.

Hidrogen oksigendə yandıqda alovun temperaturu təxminəndir 2500°C. Bu temperaturda odadavamlı metallar əridilə və qaynaq edilə bilər. Beləliklə, hidrogen qaynaqda istifadə olunur.

Maye hidrogen və oksigen qarışığı raket yanacağı kimi istifadə olunur.

Hazırda bir sıra ölkələr bərpa olunmayan enerji mənbələrinin (neft, qaz, kömür) hidrogenlə əvəzlənməsi üzrə tədqiqatlara başlayıb. Hidrogen oksigendə yandıqda ətraf mühitə təsir edir təmiz məhsuldur– istixana effektinə səbəb olan karbon qazı deyil, su.

Alimlər təklif edirlər ki, hidrogenlə işləyən avtomobillərin kütləvi istehsalı 21-ci əsrin ortalarında başlamalıdır. Fəaliyyəti də hidrogenin oksigenlə oksidləşməsinə əsaslanan ev yanacaq elementlərindən geniş istifadə olunacaq.

19-cu əsrin sonu - 20-ci əsrin əvvəllərində Aeronavtika dövrünün başlanğıcında havadan qat-qat yüngül olduğu üçün hava şarları, hava gəmiləri və hava şarları hidrogenlə doldurulurdu. Bununla birlikdə, dirijablın başına gələn fəlakətdən sonra hava gəmiləri dövrü sürətlə keçmişə getməyə başladı. Hindenburq. 6 may 1937-ci il dirijabl hidrogenlə doldurularaq alov aldı və nəticədə onlarla sərnişini həlak oldu.

Hidrogen oksigenlə müəyyən nisbətdə son dərəcə partlayıcıdır. Təhlükəsizlik qaydalarına əməl edilməməsi dirijablın alışmasına və partlamasına səbəb olub.

• hidrogen– kimyəvi elementlərin dövri cədvəlinin ilk kimyəvi elementi D.I. Mendeleyev
• Hidrogen Dövri Sistemin 1-ci dövrü olan I qrupda, əsas alt qrupda yerləşir
• Birləşmələrdə hidrogenin valentliyi – I
• hidrogen– rəngsiz qaz, qoxusuz və dadsız, suda praktiki olaraq həll olunmur
• hidrogen- ən yüngül qaz
• Maye və bərk hidrogen aşağı temperaturda əmələ gəlir
• Hidrogen metallarda həll oluna bilər
• Hidrogenin tətbiqi müxtəlifdir

Mendeleyevin kimyəvi elementlərin dövri cədvəlində birinci yeri tutur və H simvolu ilə işarələnir.

Məqaləni oxu və sayta daxil olun www.h2miraclewater-russia.ru hidrogen aparatı və hidrogen suyu haqqında ətraflı məlumat üçün.