Почему водород и в 1 и в 7 группе


Почему водород и в 1 и в 7 группе

Почему водород и в 1 и в 7 группе

Почему водород и в 1 и в 7 группе

Почему водород и в 1 и в 7 группе

ВОДОРОД (латинский Hydrogenium), Н, химический элемент VII группы короткой формы (1-й группы длинной формы) периодической системы; атомный номер 1, атомная масса 1,00794; неметалл. В природе два стабильных изотопа: протий 1Н (99,985% по массе) и дейтерий D, 2Н (0,015%). Искусственно получаемый радиоактивный тритий 3Н, или Т (ß-распад, Т1/2 12,26 года), в природе образуется в ничтожно малых количествах в верхних слоях атмосферы в результате взаимодействия космического излучения главным образом с ядрами N и О. Искусственно получены крайне неустойчивые радиоактивные изотопы 4Н, 5Н, 6Н.

Историческая справка. Впервые водород исследован в 1766 году Г. Кавендишем и назван им «горючим воздухом». В 1787 году А. Лавуазье показал, что этот при горении образует воду, включил его в список химических элементов и предложил название hydrogène (от греческого ?δωρ - и γενν?ω - рождать).

Распространённость в природе. Содержание водорода в атмосферном воздухе 3,5-10 % по массе, в земной коре 1%. Главный резервуар водорода на Земле - вода (11,19% водорода по массе). Водород  относится к числу биогенных элементов, входит в состав соединений, образующих угли, нефть, природные горючие газы, многие минералы и пр. В околоземном пространстве водород в виде потока протонов образует внутренний радиационный пояс Земли. Водород  - самый распространённый элемент в космосе; в виде плазмы составляет около 70% массы Солнца и звёзд, основную часть межзвёздной среды и газовых туманностей, присутствует в атмосфере ряда планет в форме Н2, СН4, NН3, Н2О и пр.

Реклама

Свойства. Конфигурация электронной оболочки атома водород 1s1; в соединениях проявляет степени окисления +1 и -1. Электроотрицательность по Полингу 2,1; радиусы (пм): атомный 46, ковалентный 30, ван-дер-ваальсов 120; энергия ионизации Н°→ Н+ 1312,0 кДж/моль. В свободном состоянии водород образует двухатомную молекулу Н2, межъядерное расстояние 76 пм, энергия диссоциации 432,1 кДж/моль (0 К). В зависимости от взаимной ориентации ядерных спинов существуют орто-водород (параллельные спины) и пара-водород (антипараллельные спины), различающиеся по магнитным, оптическим и термическим свойствам и содержащиеся обычно в соотношении 3:1; при превращении пара-водорода в орто-водород затрачивается 1418 Дж/моль энергии.

Водород  - газ без цвета, вкуса и запаха; tПЛ -259,19 °С, tKИП -252,77 °С. Водород  - самый лёгкий и наиболее теплопроводный из всех газов: при 273 К плотность 0,0899 кг/м3, теплопроводность 0,1815 Вт/(м·К). Не растворяется в воде; хорошо растворяется во многих металлах (лучше всего в Pd - до 850% по объёму); диффундирует через многие материалы (например, сталь). На воздухе горит, образует взрывоопасные смеси. Твёрдый водород кристаллизуется в гексагональной решётке; при давлении свыше 104 МПа возможен фазовый переход с образованием структуры, построенной из атомов и обладающей металлическими свойствами, - так называемый металлический водород.

Водород  образует соединения со многими элементами. С кислородом образует воду (при температуре выше 550 °С реакция сопровождается взрывом), с азотом -аммиак, с галогенами - галогеноводороды, с металлами, интерметаллидами, а также со многими неметаллами (например, халькогенами) - гидриды, с углеродом - углеводороды. Практическое имеют реакции с СО (смотри Синтез-газ). Водород  восстанавливает оксиды и галогениды многих металлов до металлов, ненасыщенные углеводороды - до насыщенных (смотри Гидрирование). Ядро атома водорода - протон Н+ - определяет кислотные свойства соединений. В водных растворах Н+ образует с молекулой воды ион гидроксония Н3О+. В составе молекул различных соединений водород склонен образовывать водородную связь со многими электроотрицательные элементами.

Применение. Газообразный водород используют в промышленном синтезе аммиака, соляной кислоты, метанола и высших спиртов, синтетического жидкого топлива и пр., для гидрогенизации жиров и других органических соединений; в нефтепереработке - для гидроочистки и гидрокрекинга нефтяных фракций; в металлургии - для получения металлов (например, W, Mo, Re из их оксидов и фторидов), создания защитной среды при обработке металлов и сплавов; в производстве изделий из кварцевого стекла с использованием водородно-кислородного пламени, для атомно-водородной сварки тугоплавких сталей и сплавов и пр., как подъёмный газ аэростатов. Жидкий водород - горючее в ракетной и космической технике; применяется также в качестве хладагента.

Об основных способах получения, а также о хранении, транспортировке и применении водорода в качестве носителя энергии смотри Водородная энергетика.

Лит. смотри при ст. Водородная энергетика.

В. Д. Русанов.


Источник: http://knowledge.su/v/vodorod-



Почему водород и в 1 и в 7 группе

Почему водород и в 1 и в 7 группе

Почему водород и в 1 и в 7 группе

Почему водород и в 1 и в 7 группе

Почему водород и в 1 и в 7 группе

Почему водород и в 1 и в 7 группе

Почему водород и в 1 и в 7 группе