Efniseiginleikar af vetni. Properties og notkun á vetni

Vetni H - frumefnið, einn af algengustu í alheiminum okkar. massa vetnis sem þáttur í samsetningu á efni er 75% af heildar innihald atómum af annarri gerð. Hann fer mest áríðandi og mikilvægt tengingu jörðinni - vatn. A sérkenni vetni er líka staðreynd að hann er fyrsti þáttur í lotukerfinu frumefna D. I. Mendeleeva.

Discovery og rannsóknir

Fyrsta tilkynning vetni í skrifum Paracelsus hingað aftur til sextándu öld. En einangrun hennar úr gas blöndu af lofti og eldfimum eiginleika rannsóknir hafa verið gerðar á sautjándu öld vísindamenn Lemaire. Vetni rækilega rannsakað enska efnafræðingur og eðlisfræðingur vísindamaður Henry Cavendish, sem reynslan sannað að massa vetnis lægstu í samanburði við aðrar gastegundir. Í síðari stigum þróun vísinda, margir vísindamenn unnið með honum, eins og Lavoisier, sem kallast það "mynda vatn."

Lögun á ástandið PSKHE

Element, opnun lotukerfinu D. I. Mendeleeva - er vetni. Eðlis- og efnafræðilega eiginleika atóminu sýna ákveðinn duality af því að Hydrogen samtímis tilheyra fyrsta hópnum, helstu undirhópnum, ef það hegðar sér as the metal og gefur einnar rafeindar í því ferli að geti hvarfast og sjöunda - um er að ræða alveg fyllt gildistengi skel, þ.e.a.s. móttöku neikvæð agnir, sem einkennir það sem svipar til a halogen.

Lögun af rafrænu uppbyggingu frumefni

Eiginleikar vetnisatómsins flókinna að ræða efni sem það er innifalið, og einföld inntak _N2 er fyrst og fremst ákveðnar með rafrænni uppsetningu af vetni. The ögn hefur rafeindatogandi með Z = (-1), sem snýst á sporbraut sinni umhverfis kjarnans sem inniheldur eina róteind með massa eining og jákvæða hleðslu (+1). rafræn stelling 1s sína bókaða og ^1, sem gefur til kynna nærveru neikvæðum ögn í sjálfu sér fyrir í fyrsta og eina í eru vetni s-svigrúm,.

Þegar einangrun eða hrökkva undan rafeinda og atóm úr þátturinn hefur þann eiginleika að hún sameinar við málma fengin ingu. Í meginatriðum vetni jón - er jákvætt grunn ögn. Því rafeinda skortir Vetni sem kallast einfaldlega róteind.

eðliseiginleikar

Þegar lýsa eðliseiginleika vetni stutta stund, er það litlaus, torleysanlegt gas með hlutfallslegan atómmassi 2, 14,5 sinnum léttari en loftinu, þéttingu hitastig -252.8 gráður á celsíus.

Í tilrauninni, getur þú auðveldlega sjá að H ₂ er auðveldasta. Það er nóg að fylla þrjár kúlur yfir ýmis efni - vetni, koldíoxíð, sem em venjulega í lofti - og samtímis sleppa þeim úr hendi. The festa sem nær jörðu, sem er fyllt með CO ₂ eftir dropum loftið sem blásið er blöndu sem hefur H ₂ Og allir rísa í loft.

Lítið þyngd og stærð agnanna vetni réttlæta getu þess til að komast í gegnum ýmsum efnum. Á dæmi um sama boltann í þetta auðvelt að gera í nokkra daga eftir að hann deflates sig sem einfaldlega gas mun fara í gegnum gúmmí. Einnig, vetni er hægt safnast fyrir í uppbyggingu ýmsir málmar (palladíum eða platínu), og þegar hitastigið er hækkað að gufa upp úr henni.

Property vetni sparlega notuð í rannsóknarstofu til að einangra og aðferð displace hennar vatni. Efniseiginleikar af vetni, (Í töflu sýnt hér fyrir aftan tekur grunnfæribreyturnar) skilgreina gildissvið hennar á umsóknum, aðferðum til að útbúa.

Um samsætu samsetningar

Eins og mörg önnur meðlimum reglubundnu kerfi frumefni, Hydrogen hefur nokkra náttúruleg samsætur, þ.e.a.s. atómum með sama fjölda af róteinda í kjarna, en önnur fjölda nifteinda - agnir með núll og eining hleðslu massa. Dæmi um atóma með áþekka eign - súrefni, kolefni, klór, bróm og þess háttar, þar á meðal geislavirk.

Efniseiginleikar af vetni ¹ H, útbreiddasta fulltrúa þessa hóps eru verulega frábrugðin þeim af einkennum félagar hennar. Einkum mismunandi eiginleika efna sem þeir tilheyra. Þannig að það er venjulegur og tvfvetnismerktu vatn sem inniheldur í samsetningu þess í stað þess að vetnis atómi með aðeins eina róteind tvívetni ² H - samsæta með tveimur grunn agnir: jákvæðar og óhlöðnu. Þetta samsæta er tvisvar sinnum þyngri en venjulega vetni, sem skýrir grundvallaratriði munur á eiginleikum efnasambanda sem þeir mynda. Eðli tvívetni finnast í 3200 sinnum rarer en vetni. Fulltrúi frá þriðja - þrívetni, ³ H, í kjarna það hefur tvö róteindar og nifteind.

Aðferðir til búa til og einangra

Laboratory og iðnaðar aðferðir við að framleiða vetni með eru mjög mismunandi. Þannig, lítið magn af gasi er framleitt fyrst og fremst af hvörf sem snerta steinefni, og stór-stórfellda framleiðslu á auknum mæli að nota órofa samruna.

Eftirfarandi efnahvörf eru notuð á rannsóknarstofunni:

1. Efnahvörf of alkali og jarðalkalímálmum við vatn og mynda alkalí og viðeigandi gas.
2. Rafgreiningu á vatnskenndri blóðsaltalausn við anóðuna verið losað H ₂ ↑, og að bakskautinu - súrefni.
3. Niðurbrot hydrides of alkali málma með vatni, basa og afurðirnar eru, hver um sig, gas H ₂ ↑.
4. Bregðast þynntri sýru með málma til að mynda sölt og H ₂ ↑.
5. Ahrif af alkalí á kísill, ál og sink stuðlar einnig að gefa út af vetni í samsíða myndað flókin sölt.

In iðnaðar gas sem nást með því að notkun tækni á borð:

1. Thermal niðurbrot metans í návist hvata hreinlega brotna grunn-efnin (350 gráður nær á verðmæti slíkrar breytu eins og hitastig umhverfisins) - vetni _H2 og kolefni C. ↑
2. Sending vatnsgufu í gegnum koxi við 1000 ° C til þess að mynda koldíoxíð CO ₂ og H ₂ ↑ (algengasta aðferðin).
3. Ummyndun á metan gasi á nikkel hvata við hitastig upp að 800 gráður.
4. Vetni er byproduct meðan rafgreiningin á sér af vatnslausnum kalíum klóríð eða natríum.

Chemical milliverkanir: almenn ákvæði

Efniseiginleikar af vetni útskýra að mestu leyti á hegðun á henni með tilliti ferli með einstöku efnasambandi. Valency af vetni er 1, þar sem það er staðsett í lotukerfinu í fyrsta hóp, og sýnir aðra oxunarstig. Í öllum efnasamböndum, nema hydrides, vetni SD = (1+) í sameindum varðar gerð á miðtaugakerfið, CN _2, CN ₃ - (1).

Sameind vetnisgass, sem myndast með því að veita sér útbreidda rafeinda par, samanstanda af tveimur atómum og nokkuð stöðugt atorku, af þessari ástæðu miðað við eðlileg fleiri hvarftreg í hvarfinu og fer inn á venjulegum skilyrði hafa breyst. Það fer eftir því hve mikil oxun vetnis sem annarra efna, það getur þjónað bæði sem oxara og afsýrir.

Efni sem hvarfast þær og mynda vetni og

Elemental samskipti til að mynda flókin efnasambönd (oft við hækkuð hitastig):

1. The basa og jarðalkalí málms + H = hýdríði.
2. Halógen + H ₂ = vetni halide.
3. Sulphur + = vetni súlfíð.
4. Oxygen + _H2O = vatn.
5. Carbon + H = metan.
6. Köfnunarefni + H ₂ = ammóníaki.

Milliverkanir við flókin efnasambönd:

1. Undirbúningur nýmyndunargasi úr kolsýringi og vetni.
2. Recovery á málmum úr oxíð þeirra og _H2.
3. Hydrogen mettun ómettuðum, alifatískum vetniskolefnum.

vetni tengi

Physical eiginleikar af vetni eru þannig að leyfa það, að vera í tengslum við rafeindadrægri frumefni, til að mynda með ákveðna gerð af tengslum við sama atómi aðliggjandi sameindanna búa yfir unshared pör rafeinda (t.d., súrefni, köfnunarefni og flúr). Skýrasta dæmið um það er betri líta á þetta fyrirbæri - það er vatn. Það er hægt að segja saumað vetnistengi eru veikari en samgildu eða jónandi, en vegna þess að margir þeirra hafa veruleg áhrif á eiginleika efnanna. Í raun, vetni Bond - er stöðurafrænni samverkun, sem bindur vatn sameindir komist inn dimerur og fjölliðum, sanna hátt suðumark þess.

Hydrogen í samsetningu mismunandi jarðefnum

Samsetning af ólífrænum sýrum, eru proton - katjón sé til atom svo sem eins og vetni. Substance sýruleifin sem er með gráðu er að oxa þá stærra en (-1) er sagt polybasic efnasamband. Sem stendur eru nokkrir frumeindir vetnis, sem gerir multistage klofnunar í vatnslausnum. Hverja róteind sýruleifin klofnar frá erfiðara. Til að mæla magn vetnis efnið f umhverfinu stafa ákvarðað með sýrustig þess.

Hydrogen innihalda hýdroxýlhópa og bösum. Þau eru tengd við vetnisatóm súrefnis, sem leiðir í því hversu oxun alkalf fyrir efnaleifar alltaf jafn stór og (-1). Á innihaldi hýdroxýlhópanna í umhverfi sem afmarkast af basicity hennar.

Notkun mannavöldum

Strokka við upplýsingar um efni, sem og ílátum með öðrum fljótandi gas á borð við súrefiii, hafa sérstaka útlit. Þeir máluðu darkish-grænn litur með eldrauðum "Hydrogen" letri. Gas er sprautað inn í blöðru við þrýsting sem nemur um það bil 150 loftþyngdir. Efniseiginleikar af vetni, einkum vellíðan af loftkennt samanlagðri stöðu og er notað til að fylla þá með blöndu af Helium blöðrur, hljómandi blöðrur, etc.

Vetni, eðlis- og efnafræðilegir eiginleikar sem menn hafa lært að nota fyrir mörgum árum, á því augnabliki sem taka þátt í mörgum atvinnugreinum. Helstu massi hennar fer til framleiðslu á ammóníaki. Einnig vetni tekur þátt í framleiðslu á málma (hafníum, German, gallium, sílikon, mólýbden, wolfram, sirkon, og aðrir) um stöðu oxíð, tala í hvarfinu sem afoxunarmiðii og salti af hýdrósýansýru, áfengi metýl, og einnig tilbúið fljótandi eldsneyti. Matvælaiðnaðurinn notar það til að breyta jurtaolíur í gegnheil fitu.

Skilgreint og efnafræðilegum eiginleikum og að nota vetni; í ýmsum ferlum vetnisbindingu og vetnun á fitu, kol, kolvetni, olíur og svartolíu. Með honum framleiða gems, glóandi, eyða móta og suðu á vörum úr málmi undir áhrifum súrefnis-vetnis loga.