Formarea hidrogenului. Diferite forme de hidrogen

Cel mai comun element chimic din univers este hidrogenul. Acesta este un fel de punct de referință, deoarece în tabelul periodic numărul său atomic este egal cu unu. Omenirea speră să poată afla mai multe despre el ca fiind unul dintre cele mai posibile Vehiculîn viitor. Hidrogenul este cel mai simplu, mai ușor, cel mai comun element, este abundent peste tot - șaptezeci și cinci la sută din masa totală a materiei. Este în orice stea, în special în o mulțime de hidrogen în giganții gazosi. Rolul său în reacțiile de fuziune stelară este cheie. Fără hidrogen, nu există apă, ceea ce înseamnă că nu există viață. Toată lumea își amintește că o moleculă de apă conține un atom de oxigen și doi atomi din ea sunt hidrogen. Aceasta este formula binecunoscută H2O.

Cum îl folosim

A descoperit hidrogenul în 1766 Henry Cavendish la analizarea reacţiei de oxidare a metalului. După câțiva ani de observație, a realizat că în procesul de ardere a hidrogenului se formează apă. Anterior, oamenii de știință au izolat acest element, dar nu l-au considerat independent. În 1783, hidrogenului i s-a dat numele de hidrogen (tradus din grecescul „hydro” – apă, și „genă” – pentru a da naștere). Elementul care generează apa este hidrogenul. Este un gaz a cărui formulă moleculară este H 2 . Dacă temperatura este apropiată de temperatura camerei și presiunea este normală, acest element este imperceptibil. Hidrogenul nici măcar nu poate fi captat de simțurile umane - este insipid, incolor, inodor. Dar sub presiune și la o temperatură de -252,87 C (foarte rece!) Acest gaz se lichefiază. Așa se depozitează, deoarece sub formă de gaz ocupă mult mai mult spațiu. Este hidrogenul lichid care este folosit ca combustibil pentru rachete.

Hidrogenul poate deveni solid, metalic, dar pentru aceasta este nevoie de o presiune ultra-înaltă și asta fac acum cei mai importanți oameni de știință, fizicieni și chimiști. Deja acum acest element servește drept combustibil alternativ pentru transport. Aplicarea acestuia este similară cu modul în care funcționează un motor. combustie interna: Când hidrogenul este ars, o mare parte din energia sa chimică este eliberată. S-a dezvoltat practic și o metodă de creare a unei pile de combustie pe baza acesteia: atunci când este combinată cu oxigenul, are loc o reacție și prin aceasta se formează apă și electricitate. Este posibil ca transportul să „trece” în curând în loc de benzină la hidrogen - o mulțime de producători auto sunt interesați să creeze materiale combustibile alternative și există unele succese. Dar un motor pur cu hidrogen este încă în viitor, există multe dificultăți. Cu toate acestea, avantajele sunt de așa natură încât crearea unui rezervor de combustibil cu hidrogen solid este în plină desfășurare, iar oamenii de știință și inginerii nu se vor retrage.

Informatii de baza

Hidrogeniu (lat.) - hidrogen, primul număr de serie din tabelul periodic, notat cu H. Atomul de hidrogen are masa 1,0079, este un gaz care nu are conditii normale fără gust, fără miros, fără culoare. Chimiștii din secolul al XVI-lea au descris un anumit gaz combustibil, denotându-l în diferite moduri. Dar s-a dovedit pentru toată lumea în aceleași condiții - când acidul acționează asupra metalului. Hidrogenul, chiar și de către Cavendish însuși, timp de mulți ani a fost numit pur și simplu „aer combustibil”. Abia în 1783, Lavoisier a dovedit că apa are o compoziție complexă, prin sinteză și analiză, iar patru ani mai târziu a dat „aerului combustibil” numele modern. Rădăcina acestui lucru cuvânt compus este utilizat pe scară largă atunci când este necesară denumirea compușilor hidrogenului și a oricăror procese la care participă. De exemplu, hidrogenare, hidrură și altele asemenea. Iar numele rusesc a fost propus în 1824 de M. Solovyov.

În natură, distribuția acestui element nu are egal. În litosfera și hidrosfera scoarței terestre, masa acesteia este de unu la sută, dar atomii de hidrogen sunt de până la șaisprezece procente. Cea mai comună apă de pe Pământ și 11,19% din greutate în ea este hidrogen. De asemenea, este prezent cu siguranță în aproape toți compușii care alcătuiesc petrolul, cărbunele, toate gazele naturale, argila. Există hidrogen în toate organismele plantelor și animalelor - în compoziția proteinelor, grăsimilor, acizi nucleici, carbohidrați și așa mai departe. Starea liberă pentru hidrogen nu este tipică și nu apare aproape niciodată - există foarte puțin din ea în gazele naturale și vulcanice. O cantitate foarte neglijabilă de hidrogen în atmosferă - 0,0001%, în ceea ce privește numărul de atomi. Pe de altă parte, fluxuri întregi de protoni reprezintă hidrogen în spațiul apropiat Pământului, care alcătuiește centura interioară de radiații a planetei noastre.

Spaţiu

În spațiu, niciun element nu este atât de comun ca hidrogenul. Volumul hidrogenului din compoziția elementelor Soarelui este mai mult de jumătate din masa sa. Majoritatea stelelor formează hidrogen sub formă de plasmă. Partea principală a diferitelor gaze ale nebuloaselor și a mediului interstelar constă, de asemenea, din hidrogen. Este prezent în comete, în atmosfera unui număr de planete. Desigur, nu în formă pură, - apoi ca H2 liber, apoi ca metan CH4, apoi ca amoniac NH3, chiar ca apa H2O. Foarte des sunt radicali CH, NH, SiN, OH, PH si altele asemenea. Ca flux de protoni, hidrogenul face parte din corpuscular radiatie solarași razele cosmice.

În hidrogenul obișnuit, un amestec de doi izotopi stabili este hidrogen ușor (sau protium 1 H) și hidrogen greu (sau deuteriu - 2 H sau D). Există și alți izotopi: tritiu radioactiv - 3 H sau T, în caz contrar - hidrogen supergreu. Și, de asemenea, foarte instabil 4 N. În natură, un compus de hidrogen conține izotopi în astfel de proporții: există 6800 de atomi de proțiu per atom de deuteriu. Tritiul se formează în atmosferă din azot, care este afectat de neutronii razelor cosmice, dar neglijabil. Ce înseamnă numerele de masă ale izotopilor? Numărul indică faptul că nucleul de proțiu are un singur proton, în timp ce deuteriul are nu numai un proton, ci și un neutron în nucleul unui atom. Tritiul are doi neutroni în nucleu pentru un proton. Dar 4 N conține trei neutroni pe proton. Prin urmare, proprietățile fizice și chimice ale izotopilor de hidrogen sunt foarte diferite în comparație cu izotopii tuturor celorlalte elemente - diferența de mase este prea mare.

Structură și proprietăți fizice

Din punct de vedere al structurii, atomul de hidrogen este cel mai simplu în comparație cu toate celelalte elemente: un nucleu - un electron. Potențial de ionizare - energia de legare a nucleului cu electronul - 13,595 electron volți (eV). Tocmai din cauza simplității acestei structuri atomul de hidrogen este convenabil ca model în mecanica cuantică atunci când este necesar să se calculeze niveluri de energie atomi mai complexi. În molecula de H 2, există doi atomi care sunt legați printr-o legătură covalentă chimică. Energia de dezintegrare este foarte mare. Hidrogenul atomic se poate forma în reacții chimice, cum ar fi zincul și acidul clorhidric. Cu toate acestea, interacțiunea cu hidrogenul practic nu are loc - starea atomică a hidrogenului este foarte scurtă, atomii se recombină imediat în molecule de H2.

Din punct de vedere fizic, hidrogenul este mai ușor decât toate substanțele cunoscute - de peste paisprezece ori mai ușor decât aerul (amintim că zborul departe baloane cu aer de sărbători - înăuntru au doar hidrogen). Cu toate acestea, heliul poate fierbe, lichefia, topi, solidifica și doar heliul fierbe și se topește la temperaturi mai scăzute. Este greu de lichefiat, ai nevoie de o temperatură sub -240 de grade Celsius. Dar are o conductivitate termică foarte mare. Aproape că nu se dizolvă în apă, dar metalul interacționează perfect cu hidrogenul - se dizolvă în aproape toate, cel mai bine în paladiu (850 de volume sunt cheltuite pe un volum de hidrogen). Hidrogenul lichid este ușor și fluid, iar atunci când este dizolvat în metale, deseori distruge aliajele din cauza interacțiunii cu carbonul (oțel, de exemplu), are loc difuzia, decarbonizarea.

Proprietăți chimice

În compuși, în cea mai mare parte, hidrogenul prezintă o stare de oxidare (valență) de +1, ca sodiul și alte metale alcaline. El este considerat analogul lor, fiind în fruntea primului grup al sistemului Mendeleev. Dar ionul de hidrogen din hidrurile metalice este încărcat negativ, cu o stare de oxidare de -1. De asemenea, acest element este aproape de halogeni, care chiar sunt capabili să-l înlocuiască în compuși organici. Aceasta înseamnă că hidrogenul poate fi atribuit și celui de-al șaptelea grup al sistemului Mendeleev. În condiții normale, moleculele de hidrogen nu diferă ca activitate, combinându-se doar cu cele mai active nemetale: este bine cu fluor, iar dacă este ușor, cu clor. Dar atunci când este încălzit, hidrogenul devine diferit - reacționează cu multe elemente. Hidrogenul atomic, în comparație cu hidrogenul molecular, este foarte activ din punct de vedere chimic, astfel încât apa se formează în legătură cu oxigenul, iar pe parcurs se eliberează energie și căldură. La temperatura camerei, această reacție este foarte lentă, dar când este încălzită peste cinci sute cincizeci de grade, se obține o explozie.

Hidrogenul este folosit pentru a reduce metalele, deoarece ia oxigenul din oxizii lor. Cu fluor, hidrogenul formează o explozie chiar și în întuneric și la minus două sute cincizeci și două de grade Celsius. Clorul și bromul excită hidrogenul numai atunci când sunt încălzite sau iluminate, iar iodul numai când sunt încălzite. Hidrogenul și azotul formează amoniac (așa se fac majoritatea îngrășămintelor). Când este încălzit, interacționează foarte activ cu sulful și se obține hidrogen sulfurat. Cu teluriu și seleniu este dificil să provoace o reacție de hidrogen, dar cu carbonul pur reacția are loc la temperaturi foarte ridicate și se obține metan. Cu monoxidul de carbon, hidrogenul formează diverși compuși organici, presiunea, temperatura, catalizatorii influențează aici și toate acestea au o mare importanță practică. În general, rolul hidrogenului, precum și al compușilor săi, este excepțional de mare, deoarece conferă proprietăți acide acizilor protici. Legăturile de hidrogen se formează cu multe elemente, afectând proprietățile compușilor anorganici și organici.

Obținerea și utilizarea

Hidrogenul se obține la scară industrială din gaze naturale - combustibile, cuptor de cocs, gaze de rafinare a petrolului. Poate fi obținut și prin electroliză acolo unde electricitatea nu este prea scumpă. Cu toate acestea, cea mai importantă metodă de producere a hidrogenului este reacția catalitică a hidrocarburilor, în principal metan, cu vaporii de apă, atunci când se obține conversia. Metoda de oxidare a hidrocarburilor cu oxigen este, de asemenea, utilizată pe scară largă. Extragerea hidrogenului din gaz natural este cel mai ieftin mod. Celelalte două sunt utilizarea gazului cuptorului de cocs și a gazului de rafinărie - hidrogenul este eliberat atunci când celelalte componente sunt lichefiate. Sunt mai ușor de lichefiat, iar pentru hidrogen, după cum ne amintim, aveți nevoie de -252 de grade.

Peroxidul de hidrogen este foarte popular. Tratamentul cu această soluție este folosit foarte des. Formula moleculară H 2 O 2 este puțin probabil să fie numită de toate acele milioane de oameni care vor să fie blonde și să-și deschidă părul, precum și de cei care iubesc curățenia în bucătărie. Chiar și cei care tratează zgârieturile de la jocul cu un pisoi de multe ori nu își dau seama că folosesc tratament cu hidrogen. Dar toată lumea știe povestea: din 1852, hidrogen pentru o lungă perioadă de timp folosit în aeronautică. Dirijabilul inventat de Henry Giffard se baza pe hidrogen. Se numeau zeppelini. Zeppelinurile au fost forțate să iasă din cer de dezvoltarea rapidă a construcției de avioane. În 1937, a avut loc un accident major când dirijabilul Hindenburg a ars. După acest incident, zeppelinurile nu au mai fost folosite niciodată. Dar la sfârșitul secolului al XVIII-lea, răspândirea baloane plin cu hidrogen era omniprezent. În plus față de producția de amoniac, astăzi hidrogenul este necesar pentru fabricarea alcoolului metilic și a altor alcooli, benzină, păcură grea hidrogenată și combustibil solid. Nu puteți face fără hidrogen la sudare, la tăierea metalelor - poate fi oxigen-hidrogen și atom-hidrogen. Iar tritiul și deuteriul dau viață energiei nucleare. După cum ne amintim, aceștia sunt izotopi ai hidrogenului.

Neumyvakin

Hidrogenul ca element chimic este atât de bun încât nu s-a putut abține să nu aibă propriile sale ventilatoare. Ivan Pavlovich Neumyvakin - doctor în științe medicale, profesor, laureat al Premiului de Stat și multe alte titluri și premii, printre acestea. Ca doctor în medicină tradițională, a fost numit cel mai bun vindecător popular din Rusia. El a fost cel care a dezvoltat multe metode și principii de redare îngrijire medicală astronauți în zbor. El a creat un spital unic - un spital la bordul unei nave spațiale. În același timp, a fost coordonatorul de stat al direcției de medicină cosmetică. Spațiu și cosmetică. Pasiunea lui pentru hidrogen nu are ca scop să câștige bani mari, așa cum se întâmplă acum în medicina casnică, ci dimpotrivă, să învețe oamenii cum să vindece orice dintr-un remediu de un ban, fără vizite suplimentare la farmacii.

El promovează tratamentul cu un medicament care este prezent în fiecare casă. Acesta este peroxidul de hidrogen. Puteți critica Neumyvakin cât de mult doriți, el va insista în continuare pe cont propriu: da, într-adevăr, literalmente totul poate fi vindecat cu peroxid de hidrogen, deoarece saturează celulele interne ale corpului cu oxigen, distruge toxinele, normalizează acidul și alcalinul echilibru, iar de aici se regenereaza tesuturile, intregul organism este intinerit.organism. Nimeni nu a văzut încă pe cineva vindecat cu peroxid de hidrogen, cu atât mai puțin examinat, dar Neumyvakin susține că, folosind acest remediu, puteți scăpa complet de bolile virale, bacteriene și fungice, puteți preveni dezvoltarea tumorilor și ateroscleroza, puteți învinge depresia, puteți întineri organismul. și să nu vă îmbolnăviți niciodată de SARS și răceli.

Panaceu

Ivan Pavlovich este sigur că, cu utilizarea corectă a acestui medicament simplu și cu toate instrucțiunile simple, puteți învinge multe boli, inclusiv pe cele foarte grave. Lista lor este uriașă: de la boli parodontale și amigdalite la infarcte miocardice, accidente vasculare cerebrale și Diabet. Asemenea fleacuri precum sinuzita sau osteocondroza zboară departe de primele ședințe de tratament. Chiar și tumorile canceroase se sperie și fug de peroxid de hidrogen, deoarece sistemul imunitar este stimulat, viața organismului și apărarea acestuia sunt activate.

Chiar și copiii pot fi tratați în acest fel, cu excepția faptului că este mai bine ca femeile însărcinate să se abțină de la utilizarea peroxidului de hidrogen pentru moment. De asemenea, nu este recomandat aceasta metoda persoanele cu organe transplantate din cauza posibilei incompatibilități tisulare. Doza trebuie respectată cu strictețe: de la o picătură la zece, adăugând una în fiecare zi. De trei ori pe zi (treizeci de picături dintr-o soluție de trei procente de peroxid de hidrogen pe zi, wow!) cu o jumătate de oră înainte de masă. Puteți introduce soluția intravenos și sub supravegherea unui medic. Uneori, peroxidul de hidrogen este combinat pentru un efect mai eficient cu alte medicamente. În interiorul soluției se utilizează numai în formă diluată - cu apă curată.

În exterior

Compresele și clătirile erau foarte populare chiar înainte ca profesorul Neumyvakin să-și creeze metodele. Toată lumea știe că, la fel ca și compresele cu alcool, peroxidul de hidrogen nu poate fi folosit în forma sa pură, deoarece va arde țesuturile, dar verucile sau infecțiile fungice sunt lubrifiate local și cu o soluție puternică - până la cincisprezece procente.

Cu erupții cutanate, cu dureri de cap, se efectuează și proceduri în care este implicat peroxidul de hidrogen. Compresa trebuie făcută cu o cârpă de bumbac înmuiată într-o soluție de două lingurițe de peroxid de hidrogen trei procente și cincizeci de miligrame. apa pura. Acoperiți țesătura cu folie și înfășurați cu lână sau un prosop. Durata compresei este de la un sfert de oră la o oră și jumătate dimineața și seara până la recuperare.

Opinia medicilor

Părerile sunt împărțite, nu toată lumea admiră proprietățile peroxidului de hidrogen, în plus, nu numai că nu le cred, ci râd de ele. Printre medici se numără cei care l-au susținut pe Neumyvakin și chiar au preluat dezvoltarea teoriei sale, dar sunt în minoritate. Majoritatea medicilor consideră un astfel de plan de tratament nu numai ineficient, dar adesea fatal.

Într-adevăr, nu există încă în mod oficial un singur caz dovedit când un pacient ar fi vindecat cu peroxid de hidrogen. În același timp, nu există informații despre deteriorarea sănătății în legătură cu utilizarea acestei metode. Dar se pierde timp prețios, iar o persoană care a primit una dintre bolile grave și s-a bazat complet pe panaceul lui Neumyvakin riscă să întârzie la începerea adevăratului său tratament tradițional.

Cel mai abundent element din univers este hidrogenul. În materia stelelor, are formă de nuclee - protoni - și este materialul proceselor termonucleare. Aproape jumătate din masa Soarelui este formată și din molecule de H 2. Conținutul său în Scoarta terestra ajunge la 0,15%, iar atomii sunt prezenți în compoziția petrolului, gazelor naturale, apei. Împreună cu oxigenul, azotul și carbonul, este un element organogen care face parte din toate organismele vii de pe Pământ. În articolul nostru, vom studia fizicul și Proprietăți chimice hidrogen, definim principalele domenii de aplicare a acestuia în industrie și importanța sa în natură.

Poziția în sistemul periodic al elementelor chimice al lui Mendeleev

Primul element care deschide tabelul periodic este hidrogenul. A lui masă atomică este 1,0079. Are doi izotop stabili (protiu și deuteriu) și un izotop radioactiv (tritiu). Proprietăți fizice determinat de locul nemetalului în tabel elemente chimice. În condiții normale, hidrogenul (formula sa este H 2) este un gaz de aproape 15 ori mai ușor decât aerul. Structura atomului unui element este unică: constă doar dintr-un nucleu și un electron. Molecula unei substanțe este diatomică, particulele din ea sunt conectate folosind o legătură covalentă nepolară. Intensitatea sa de energie este destul de mare - 431 kJ. Aceasta explică activitatea chimică scăzută a compusului în condiții normale. Formula electronica hidrogenul este: H:H.

Substanța are întreaga linie proprietăți care nu au analogi printre alte nemetale. Să luăm în considerare unele dintre ele.

Solubilitate și conductivitate termică

Metalele conduc cel mai bine căldura, dar hidrogenul se apropie de ele din punct de vedere al conductivității termice. Explicația fenomenului constă în viteza foarte mare a mișcării termice a moleculelor ușoare de materie, prin urmare, într-o atmosferă de hidrogen, un obiect încălzit se răcește de 6 ori mai repede decât în aer. Compusul se poate dizolva bine în metale, de exemplu, aproape 900 de volume de hidrogen pot fi absorbite de un volum de paladiu. Metalele pot intra în reacții chimice cu H 2 în care se manifestă proprietățile oxidante ale hidrogenului. În acest caz, se formează hidruri:

2Na + H 2 \u003d 2 NaH.

În această reacție, atomii unui element acceptă electroni din particulele de metal, transformându-se în anioni cu o sarcină negativă unitară. O substanță simplă H2 în acest caz este un agent oxidant, care de obicei nu este tipic pentru aceasta.

Hidrogenul ca agent reducător

Metalele și hidrogenul sunt unite nu numai prin conductivitate termică ridicată, ci și prin capacitatea atomilor lor în procesele chimice de a dona propriii electroni, adică de a fi oxidați. De exemplu, oxizii bazici reacţionează cu hidrogenul. Reacția redox se termină cu eliberarea de metal pur și formarea de molecule de apă:

CuO + H 2 \u003d Cu + H 2 O.

Interacțiunea unei substanțe cu oxigenul în timpul încălzirii duce și la producerea de molecule de apă. Procesul este exotermic și este însoțit de eliberare un numar mare energie termală. Dacă un amestec gazos de H 2 și O 2 reacționează într-un raport de 2: 1, atunci se numește deoarece explodează la aprindere:

2H 2 + O 2 \u003d 2H 2 O.

Apa este și joacă un rol important în formarea hidrosferei Pământului, a climei și a vremii. Oferă ciclul elementelor din natură, susține toate procesele vieții organisme care locuiesc pe planeta noastră.

Interacțiunea cu nemetale

Cele mai importante proprietăți chimice ale hidrogenului sunt reacțiile sale cu elementele nemetalice. La conditii normale sunt suficient de inerte din punct de vedere chimic, astfel încât substanța poate reacționa numai cu halogeni, de exemplu, cu fluor sau clor, care sunt cele mai active dintre toate nemetalele. Deci, un amestec de fluor și hidrogen explodează în întuneric sau la rece și cu clor - când este încălzit sau la lumină. Produșii de reacție vor fi halogenuri de hidrogen, ale căror soluții apoase sunt cunoscute sub denumirea de acizi fluorură și clorură. C interacționează la o temperatură de 450-500 de grade, o presiune de 30-100 MPa și în prezența unui catalizator:

N₂ + 3H₂ ⇔ p, t, kat ⇔ 2NH₃.

Proprietățile chimice considerate ale hidrogenului au mare importanță pentru industrie. De exemplu, puteți obține un produs chimic valoros - amoniac. Este principala materie primă pentru producerea îngrășămintelor cu azotat și azot: uree, azotat de amoniu.

materie organică

Între carbon și hidrogen duce la producerea celei mai simple hidrocarburi - metan:

C + 2H2 = CH4.

Substanța este cea mai importantă parte integrantă naturale si Se folosesc ca specii valoroase combustibili si materii prime pentru industria sintezei organice.

În chimia compușilor de carbon, un element este inclus într-un număr imens de substanțe: alcani, alchene, carbohidrați, alcooli etc. Sunt cunoscute multe reacții ale compușilor organici cu molecule de H 2. Ei poarta denumirea comună hidrogenare sau hidrogenare. Deci, aldehidele pot fi reduse cu hidrogen la alcooli, hidrocarburi nesaturate - la alcani. De exemplu, etilena este transformată în etan:

C 2 H 4 + H 2 \u003d C 2 H 6.

De mare importanță practică sunt proprietățile chimice ale hidrogenului, cum ar fi, de exemplu, hidrogenarea uleiurilor lichide: floarea soarelui, porumbul și rapița. Conduce la producerea de grăsime solidă - untură, care este utilizată în producerea de glicerină, săpun, stearina, margarina tare. Pentru îmbunătățire aspectȘi palatabilitatea i se adaugă produse alimentare, lapte, grăsimi animale, zahăr, vitamine.

În articolul nostru, am studiat proprietățile hidrogenului și am aflat rolul acestuia în natură și viața umană.

HIDROGEN (Hidrogenul latin), H, un element chimic din grupa VII a formei scurte (grupa 1 a formei lungi) a sistemului periodic; numărul atomic 1, masa atomică 1,00794; metaloid. Există doi izotopi stabili în natură: protium 1 H (99,985% în greutate) și deuteriu D sau 2 H (0,015%). Tritiu radioactiv 3 H, sau T (dezintegrare ß, T 1/2 12,26 ani), produs artificial, se formează în natură în cantități neglijabile în straturile superioare ale atmosferei ca urmare a interacțiunii radiațiilor cosmice în principal cu N și O nuclee. Izotopi radioactivi extrem de instabili obținuți artificial 4 H, 5 H, 6 H.

Referință istorică. Hidrogenul a fost studiat pentru prima dată în 1766 de G. Cavendish și numit de acesta „aer combustibil”. În 1787, A. Lavoisier a arătat că acest gaz formează apă în timpul arderii, l-a inclus în lista elementelor chimice și a propus denumirea de hydrogène (din greacă?δωρ - apă și γενν?ω - pentru a da naștere).

distribuţie în natură. Conținutul de hidrogen în aerul atmosferic 3,5-10% din greutate, în scoarța terestră 1%. Principalul rezervor de hidrogen de pe Pământ este apa (11,19% hidrogen în masă). Hidrogenul este unul dintre elementele biogene, face parte din compușii care formează cărbuni, petrol, gaze naturale combustibile, multe minerale etc. În spațiul apropiat al Pământului, hidrogenul sub formă de flux de protoni formează centura internă de radiații a Pământului. . Hidrogenul este cel mai abundent element din spațiu; sub formă de plasmă, reprezintă aproximativ 70% din masa Soarelui și a stelelor, principala parte a mediului interstelar și a nebuloaselor gazoase, este prezentă în atmosfera unui număr de planete sub formă de H 2 , CH 4, NH3, H20 etc.

Proprietăți. Configurația învelișului electronic al atomului de hidrogen este 1s 1 ; în compuși prezintă stări de oxidare +1 și -1. Electronegativitatea conform Pauling 2.1; razele (pm): atomic 46, covalent 30, van der Waals 120; energia de ionizare H° → H + 1312,0 kJ/mol. În stare liberă, hidrogenul formează o moleculă diatomică de H 2, distanța internucleară este de 76 pm, iar energia de disociere este de 432,1 kJ/mol (0 K). În funcție de orientarea reciprocă a spinurilor nucleare, există orto-hidrogen (spinuri paralele) și para-hidrogen (spinuri anti-paralele), care diferă în proprietăți magnetice, optice și termice și sunt de obicei conținute într-un raport de 3:1. ; conversia para-hidrogenului în orto-hidrogen consumă 1418 J/mol de energie.

Hidrogenul este un gaz incolor, insipid și inodor; t PL -259,19 ° С, t KIP -252,77 ° С. Hidrogenul este cel mai ușor și cel mai conductiv termic dintre toate gazele: la 273 K, densitatea este de 0,0899 kg / m 3, conductivitatea termică este de 0,1815 W / (m K). Nu se dizolvă în apă; se dizolvă bine în multe metale (cel mai bine în Pd - până la 850% din volum); difuzează prin multe materiale (ex. oțel). Arde în aer, formează amestecuri explozive. Hidrogenul solid cristalizează într-o rețea hexagonală; la o presiune peste 10 4 MPa este posibilă o tranziție de fază cu formarea unei structuri construite din atomi și care posedă proprietăți metalice - așa-numitul hidrogen metalic.

Hidrogenul formează compuși cu multe elemente. Cu oxigen formează apă (la temperaturi peste 550 ° C, reacția este însoțită de o explozie), cu azot - amoniac, cu halogeni - halogenuri de hidrogen, cu metale, intermetalice și, de asemenea, cu multe nemetale (de exemplu, calcogeni). ) - hidruri, cu carbon - hidrocarburi. Reacțiile cu CO sunt de importanță practică (vezi Gaz de sinteză). Hidrogenul reduce oxizii și halogenurile multor metale la metale, hidrocarburile nesaturate la cele saturate (vezi Hidrogenarea). Nucleul atomului de hidrogen - proton H + - determină proprietățile acide ale compușilor. ÎN solutii apoase H + formează un ion hidroniu H 3 O + cu o moleculă de apă. În compoziția moleculelor diverse conexiuni hidrogenul tinde să formeze legături de hidrogen cu multe elemente electronegative.

Aplicație. Hidrogenul gazos este utilizat în sinteza industrială a amoniacului, acidului clorhidric, metanolului și alcooli superiori, combustibili lichizi sintetici etc., pentru hidrogenarea grăsimilor și a altor compuși organici; în rafinarea petrolului - pentru hidrotratarea și hidrocracarea fracțiilor petroliere; în metalurgie - pentru obținerea metalelor (de exemplu, W, Mo, Re din oxizii și fluorurile acestora), crearea unui mediu protector în prelucrarea metalelor și aliajelor; în producția de produse din sticlă de cuarț folosind o flacără hidrogen-oxigen, pentru sudarea atom-hidrogen a oțelurilor și aliajelor refractare etc., ca gaz de ridicare pentru baloane. Hidrogenul lichid este un combustibil în rachetă și tehnologie spațială; folosit și ca agent frigorific.

Despre principalele metode de obținere, precum și despre stocarea, transportul și utilizarea hidrogenului ca purtător de energie, vezi Energia hidrogenului.

Lit. vezi la st. Energia hidrogenului.

Hidrogen- primul element chimic din Tabelul periodic al elementelor chimice D.I. Mendeleev. Elementul chimic hidrogen este situat în primul grup, subgrupul principal, prima perioadă a Sistemului Periodic.

Masa atomică relativă a hidrogenului = 1.

Hidrogenul are cea mai simplă structură a unui atom, constă dintr-un singur electron, care este situat în spațiul nuclear. Nucleul unui atom de hidrogen este format dintr-un proton.

Atomul de hidrogen, în reacțiile chimice, poate atât dona cât și adăuga un electron, formând două tipuri de ioni:

H0 + 1ē → H1− H0 – 1ē → H1+.

Hidrogen este cel mai abundent element din univers. Reprezintă aproximativ 88,6% din toți atomii (aproximativ 11,3% sunt atomi de heliu, ponderea tuturor celorlalte elemente combinate este de aproximativ 0,1%). Astfel, hidrogenul este principalul componentă stele și gazul interstelar. În spațiul interstelar, acest element există sub formă de molecule, atomi și ioni individuali și poate forma nori moleculari care variază foarte mult ca mărime, densitate și temperatură.

Fracția de masă a hidrogenului din scoarța terestră este de 1%. Este al nouălea element cel mai comun. Importanța hidrogenului în procesele chimice care au loc pe Pământ este aproape la fel de mare ca cea a oxigenului. Spre deosebire de oxigen, care există pe Pământ atât în stare legată, cât și în stare liberă, aproape tot hidrogenul de pe Pământ este sub formă de compuși; doar o cantitate foarte mică de hidrogen sub formă o substanță simplă conținute în atmosferă (0,00005% în volum pentru aerul uscat).

Hidrogenul este prezent în aproape toate materie organicăși este prezent în toate celulele vii.

Proprietățile fizice ale hidrogenului

O substanță simplă formată din elementul chimic hidrogen are o structură moleculară. Compoziția sa corespunde formulei H2. La fel ca un element chimic, o substanță simplă se mai numește și hidrogen.

Hidrogen Este un gaz incolor, inodor si fara gust, practic insolubil in apa. La temperatura camerei si normal presiune atmosferică solubilitatea este de 18,8 ml de gaz la 1 litru de apă.

Hidrogen- cel mai ușor gaz, densitatea sa este de 0,08987 g/l. Pentru comparație: densitatea aerului este de 1,3 g/l.

Hidrogenul se poate dizolva în metale de exemplu, până la 850 de volume de hidrogen se pot dizolva într-un volum de paladiu. Datorită dimensiunii sale moleculare extrem de mici, hidrogenul este capabil să se difuzeze prin multe materiale.

Ca și alte gaze, hidrogenul se condensează la temperaturi scăzute într-un lichid transparent incolor, acest lucru are loc la o temperatură de - 252,8°C. Când temperatura atinge -259,2°C, hidrogenul se cristalizează sub formă de cristale albe, asemănătoare zăpezii.

Spre deosebire de oxigen, hidrogenul nu prezintă alotropie.

Aplicarea hidrogenului

Hidrogenul este utilizat în diverse industrii industrie. O mulțime de hidrogen intră în producția de amoniac (NH3).Îngrășămintele cu azot sunt obținute din amoniac, fibre sinteticeși materiale plastice, medicamente.

ÎN Industria alimentară hidrogenul este folosit la producerea margarinei, care conține grăsimi dure. Pentru a le obține din grăsimi lichide, prin ele trece hidrogen.

Când hidrogenul arde în oxigen, temperatura flăcării este de aproximativ 2500°C. La această temperatură, metalele refractare pot fi topite și sudate. Astfel, hidrogenul este folosit la sudare.

Un amestec de hidrogen lichid și oxigen este folosit ca combustibil pentru rachete.

În prezent, o serie de țări au început cercetările privind înlocuirea surselor de energie neregenerabile (petrol, gaz, cărbune) cu hidrogen. Atunci când hidrogenul este ars în oxigen, un mediu prietenos produs pur- apa, nu dioxidul de carbon, care provoaca efectul de sera.

Oamenii de știință sugerează că la mijlocul secolului 21 ar trebui să înceapă producția de masă de mașini alimentate cu hidrogen. Pilele de combustie de uz casnic, a căror activitate se bazează și pe oxidarea hidrogenului cu oxigen, vor găsi o largă aplicație.

La sfârșitul secolului al XIX-lea și începutul secolului al XX-lea,în zorii erei aeronauticii, baloanele, aeronavele și baloanele erau umplute cu hidrogen, deoarece este mult mai ușor decât aerul. Cu toate acestea, epoca dirijabililor a început să se estompeze rapid în trecut după dezastrul care s-a întâmplat cu dirijabilul. Hindenburg. 6 mai 1937 dirijabil, plin cu hidrogen, a luat foc, ducând la moartea a zeci de pasageri.

Hidrogenul este extrem de exploziv în anumite proporții cu oxigenul. Nerespectarea normelor de siguranță a dus la aprinderea și explozia aeronavei.

Hidrogen- primul element chimic din Tabelul periodic al elementelor chimice D.I. Mendeleev
Hidrogenul este situat în grupa I, subgrupa principală, perioada 1 a Sistemului Periodic
Valența hidrogenului în compuși - I
Hidrogen Gaz incolor, inodor și fără gust, practic insolubil în apă
Hidrogen- cel mai ușor gaz
Hidrogenul lichid și solid este produs la temperaturi scăzute
Hidrogenul se poate dizolva în metale
Aplicațiile hidrogenului sunt variate

Ocupă primul loc în sistemul periodic de elemente chimice al lui Mendeleev și este desemnat prin simbolul H.

Hidrogenul este cel mai mic și mai abundent element din univers. Reprezintă aproximativ 88,6% din toți atomii. Astfel, este componenta principală a stelelor și a gazului interstelar.

ÎN cantitati mari găsit în stele și planete gigantice gazoase. Joacă un rol cheie în reacțiile de fuziune care au loc în stele.

Substanța simplă hidrogen - H2 - este cel mai ușor gaz, este de 14,5 ori mai ușor decât aerul.

La temperatura camerei și presiunea normală, hidrogenul gazos este insipid, incolor și inodor.

Hidrogenul liber H2 este relativ rar în gazele terestre, dar sub formă de apă joacă un rol excepțional de important în procesele geochimice.

A. L. Lavoisier a dat hidrogenului numele hydrogène (din greaca veche ὕδωρ - „apă” și γεννάω - „Eu nasc”) - „născând apă”. Numele rusesc „hidrogen” a fost propus de chimistul M.F. Solovyov în 1824 - prin analogie cu „oxigenul” de M.V. Lomonosov

În 2007: Hidrogenul molecular are un potențial terapeutic ridicat pentru corpul uman.

vindecă organismul la nivel celular, crește imunitatea și vitalitatea organismului, are efect preventiv și curativ asupra unei game largi de boli, inclusiv cronice, întinerește organismul și previne îmbătrânirea prematură.

Până în prezent, au fost scrise peste 600 de articole științifice și medicale despre beneficiile hidrogenului pentru corpul uman.

Cel mai simplu și metoda eficienta utilizarea hidrogenului în scopuri terapeutice și profilactice – sub formă.

util și sigur pentru oamenii de orice vârstă și nu are efecte secundare. Este neutru sau ușor alcalin și extrem de negativ, ceea ce o face o băutură ideală pentru consumul uman.

Având o masă mică, moleculele de hidrogen au o rată mare de mișcare de difuzie, pătrunzând în toate celulele și țesuturile corpului uman.

Hidrogenul este cel mai puternic. Ca urmare a eliminării substanțelor nocive prin hidrogen, în corpul uman se formează apă. Alți antioxidanți, într-o reacție similară, formează produse secundare nocive.

Hidrogenul este unul dintre cele două elemente care formează (H2O). Fiecare moleculă de apă conține doi atomi de hidrogen și un atom de oxigen.

Pentru a crește concentrația de hidrogen molecular în apă, se utilizează metoda, adică. descompunerea apei în hidrogen și oxigen sub influența curentului continuu. O astfel de apă devine vindecătoare, are potențial terapeutic. Există deja, acasă.

Sub presiune și la frig extrem (-252,87 grade Celsius), hidrogenul se transformă în stare lichidă. Hidrogenul stocat în această stare ocupă mai putin spatiu decât în forma sa „normală” gazoasă. Hidrogenul lichid este folosit, printre altele, ca combustibil pentru rachete.

La presiune ultraînaltă, se transformă într-o stare solidă și devine hidrogen metalic. Se fac cercetări în această direcție.

Hidrogenul este folosit ca combustibil alternativ pentru transport. Energia chimică a hidrogenului este eliberată atunci când este ars într-un mod similar cu cel utilizat în motoarele tradiționale cu ardere internă. Pe baza acesteia se creează și pile de combustie, care implică procesul de generare a apei și energiei electrice prin implementarea reactie chimica hidrogen cu oxigen.

Hidrogenul este înregistrat ca aditiv alimentar E949 (gaz de ambalare, clasa „Altele”). Includeți în lista aditivilor alimentari acceptabili pentru utilizare în industria alimentară Federația Rusă ca ajutor pentru producția de alimente.

Citește articolul si vizitati site-ul www.h2miraclewater-russia.ru pentru mai multe informații despre mașinile cu hidrogen și apa cu hidrogen.