Właściwości wodoru

Zaczynając rozważać chemiczny i fizycznywłaściwości wodoru, należy zauważyć, że w zwykłym stanie ten pierwiastek chemiczny występuje w postaci gazowej. Bezbarwny gazowy wodór nie ma zapachu, jest bez smaku. Po raz pierwszy ten pierwiastek chemiczny został nazwany wodorem po tym, jak naukowiec A. Lavoisier przeprowadził eksperymenty z wodą, zgodnie z którym światowa nauka dowiedziała się, że woda jest wieloskładnikową cieczą zawierającą wodór. To zdarzenie miało miejsce w 1787 roku, ale na długo przed tą datą wodór był znany naukowcom pod nazwą "gaz palny".

Wodór w przyrodzie

Według naukowców wodór jest zawarty w materiale naziemnymkorę i wodę (około 11,2% całkowitej objętości wody). Gaz ten jest częścią wielu minerałów, które ludzkość od wieków wydobywa z głębin ziemi. Częściowo właściwości wodoru są charakterystyczne dla ropy naftowej, gazów naturalnych i gliny, dla organizmów zwierzęcych i roślinnych. Ale w czystej formie, to znaczy niezwiązanej z innymi pierwiastkami chemicznymi układu okresowego, gaz ten jest niezwykle rzadki. Ten gaz może uciec na powierzchnię ziemi podczas erupcji wulkanów. Wolny wodór w niewielkich ilościach jest obecny w atmosferze.

Właściwości chemiczne wodoru

Od chemicznych właściwości wodorusą niejednolite, ten pierwiastek chemiczny odnosi się zarówno do grupy I układu Mendelejewa, jak i do grupy VII układu. Będąc przedstawicielem pierwszej grupy, wodór jest w rzeczywistości metalem alkalicznym, który ma stopień utlenienia +1 w większości związków, do których wchodzi. Ta sama wartościowość jest charakterystyczna dla sodu i innych metali alkalicznych. Ze względu na takie właściwości chemiczne wodór uważany jest za element podobny do tych metali.

Jeśli mówimy o wodorkach metali, to jonwodór ma ujemną wartościowość - jego stan utlenienia wynosi -1. Na + H- jest zbudowany zgodnie z tym samym schematem co chlorek Na + Cl. Fakt ten jest przyczyną przypisywania wodoru do grupy VII układu Mendelejewa. Wodór znajdujący się w stanie cząsteczki, pod warunkiem, że pozostaje w zwykłym środowisku, jest nieaktywny i może łączyć się tylko z niemetalami bardziej aktywnymi. Metale te zawierają fluor, w obecności światła, wodór łączy się z chlorem. Jeśli wodór jest ogrzewany, staje się bardziej aktywny, reagując z wieloma elementami układu okresowego Mendelejewa.

Atomowy wodór jest bardziej aktywnywłaściwości chemiczne niż molekularne. Cząsteczki tlenu tworzą wodę - H2 + 1 / 2O2 = H2O. Gdy wodór reaguje z halogenami, tworzą się halogenowodory H2 + Cl2 = 2HCl, wodór wchodzi w tę reakcję przy braku światła i przy dostatecznie wysokich ujemnych temperaturach, do -252 ° C. Chemiczne właściwości wodoru umożliwiają jego zastosowanie do redukcji wielu metali, ponieważ podczas reakcji wodór pochłania tlen z tlenków metali, na przykład CuO + H2 = Cu + H2O. Wodór uczestniczy w tworzeniu amoniaku, oddziałując z azotem w reakcji 3H2 + N2 = 2NH3, ale pod warunkiem, że stosuje się katalizator, a temperatura i ciśnienie wzrastają.

Reakcja energetyczna zachodzi podczas interakcjiwodór z siarką w reakcji H2 + S = H2S, w wyniku czego powstaje siarkowodór. Interakcja wodoru z tellurem i selenem jest nieco mniej aktywna. Jeśli nie ma katalizatora, wówczas reaguje z czystym węglem, wodorem tylko wtedy, gdy powstają wysokie temperatury. 2H2 + C (bezpostaciowy) = CH4 (metan). W procesie aktywności wodoru z niektórymi alkaliami i innymi metalami otrzymuje się wodory, na przykład H2 + 2Li = 2LiH.

Właściwości fizyczne wodoru

Wodór jest bardzo lekkim związkiem chemicznymsubstancja. Przynajmniej naukowcy twierdzą, że w tej chwili nie ma lżejszej substancji niż wodór. Jego masa jest 14,4 razy lżejsza od powietrza, gęstość wynosi 0,0899 g / l przy 0 ° C. W temperaturze -259,1 ° C wodór jest w stanie topić się - jest to bardzo krytyczna temperatura, która nie jest typowa dla konwersji większości związków chemicznych z jednego stanu do drugiego. Tylko taki pierwiastek, jak hel, przekracza fizyczne właściwości wodoru w tym planie. Upłynnienie wodoru jest trudne, ponieważ jego temperatura krytyczna wynosi (-240 ° C). Wodór jest najbardziej odpornym na ciepło gazem ze wszystkiego, co znane jest ludzkości. Wszystkie właściwości opisane powyżej są najważniejszymi właściwościami fizycznymi wodoru, które są wykorzystywane przez ludzi do określonych celów. Te właściwości są również najbardziej istotne dla współczesnej nauki.