Nella tavola periodica di Mendeleev al numero 1 c'è l'elemento più comune nell'universo: l'idrogeno. La sua distribuzione, in termini percentuali, si avvicina al 75%. Il suo contenuto più basso si nota negli strati dell'atmosfera - 0,0001%. La crosta terrestre contiene l'1% di gas in massa. La sua maggiore quantità si osserva in acqua: 12%. Sul nostro pianeta, è il terzo elemento chimico più comune.
Descrizione oggetto
La molecola di idrogeno, la cui formula è H-H o H2, è dotata di proprietà fisiche e chimiche.
L'idrogeno è un gas che non ha né colore né odore. La posizione dell'idrogeno nella tabella al 1° posto è dovuta al fatto che in varie condizioni questo elemento può manifestarsi come metallo o come gas. Ha 1 elettrone nel suo orbitale esterno, che l'idrogeno può donare (proprietà metalliche) o accettarne uno in più (qualità gas).
Il diametro di una molecola di idrogeno è 27 nm.
Il diametro di un atomo di idrogeno è 1A, il raggio è 0,41 A.
Proprietà
Fisico include quanto segue:
- Punto di ebollizione– 256oS.
- Punto di fusione -259.2oC.
- Peso dell'aria (D) - 0,069.
- L'idrogeno è poco solubile in acqua.
Le proprietà chimiche sono:
- Il legame non polare tra le particelle di una molecola ha un'energia di 436 kJ/mol.
- La temperatura di dissociazione termica è 2000oC.
- Reagisce con:
- alogeni;
- ossigeno;
- grigio;
- azoto;
- ossido nitrico;
- metalli attivi.
In natura, l'idrogeno si trova sia nella sua forma naturale che sotto forma di isotopi: prozio, deuterio e trizio.
La struttura della molecola
La molecola di un elemento ha una struttura semplice. La composizione della molecola di idrogeno è rappresentata da due atomi che, avvicinandosi, formano un legame covalente non polare, nonché una coppia di elettroni. La struttura di un atomo è: 1 nucleo caricato positivamente, attorno al quale si muove 1 elettrone caricato negativamente. Questo elettrone si trova nell'orbitale 1s.
H - 1e=H+ questo ione idrogeno è positivo.
Questa espressione indica che l'idrogeno ha parametri simili agli elementi del Gruppo 1 nella Tavola Periodica, che sono metalli alcalini (litio, sodio, potassio) che donano il loro unico elettrone nell'orbita esterna.
H + 1e=H– ione idrogeno negativo.
Questa equazione mostra che l'idrogeno è correlato ad elementi simili del 7° gruppo, che sono gas e sono in grado di accettare gli elettroni mancantial suo livello elettronico esterno. Questi gas includono: fluoro, cloro, bromo, ecc.
La composizione della molecola di idrogeno è presentata graficamente di seguito.
La distanza tra gli atomi di idrogeno è r=0,74 A, mentre la somma dei raggi orbitali è 1,06 A. Ciò influisce sulla profondità della sovrapposizione della nuvola di elettroni e su un legame idrogeno forte e stabile.
L'atomo di idrogeno è l'atomo più elementare in natura. La dimensione di un protone atomico è 10,5 A e il diametro di un atomo è 0,1 nm.
Le molecole di isotopi hanno una struttura speciale. Il nucleo atomico del protio è costituito da un solo protone. L'isotopo è designato: 1Н.
La struttura nucleare sembra un complesso di un protone e un neutrone (2H).
3Н - trizio - nella sua struttura atomica è dotato di un nucleo con 1 protone e due neutroni.
Messa
Nella scienza, ci sono formule che calcolano qual è la massa di una molecola di idrogeno. In relazione all'elemento, determinare le masse molecolari e atomiche.
La massa molare di una molecola di idrogeno si calcola con la formula generale:
M=m / n, dove m è la massa della sostanza, n è la sua quantità.
La massa di un atomo è 1.008 amu. Di conseguenza, anche la massa relativa della molecola sarà uguale a 1.008. Poiché la molecola di idrogeno è composta da due atomi, il peso atomico relativo è 2.016 a.u. m. La massa di una molecola di idrogeno è espressa in grammi per mole (g/mol).
Valore innatura
La sostanza più significativa in natura che forma idrogeno in combinazione con l'ossigeno è l'acqua. L'acqua è la fonte della vita, quindi l'idrogeno è un elemento vitale.
Del 100% di tutti gli elementi chimici che compongono l'ambiente dell'organismo, 1/10 parte, o 10%, è idrogeno. Oltre all'acqua, è in grado di mantenere una struttura proteica quaternaria, resa possibile dal legame idrogeno.
Il principio di complementarità dell'acido nucleico si verifica anche con l'azione della molecola di idrogeno. In una cellula vegetale, H partecipa al processo di fotosintesi, biosintesi e trasferimento di energia attraverso i canali di membrana.
Applicazione
Nell'industria chimica, l'idrogeno è ampiamente utilizzato. Viene aggiunto nella produzione di prodotti in plastica, nella produzione di sapone, nonché nella produzione di ammoniaca e mentolo.
Industria alimentare: nella produzione di alimenti viene aggiunto idrogeno come additivo alimentare E949. Tale componente può essere visto sulla confezione di margarina, oli vegetali. L'additivo E949 è consentito dall'industria alimentare della Federazione Russa.
L'idrogeno un tempo veniva utilizzato anche nell'industria aeronautica, poiché la sostanza è più leggera dell'aria. Quindi, negli anni '30 del secolo scorso, palloncini e dirigibili venivano riempiti con questo tipo di gas. Nonostante la sua economicità e facilità d'uso, l'idrogeno fu presto abbandonato come riempitivo poiché le esplosioni degli aerei diventavano più frequenti.
Oggi il gas viene utilizzato comecombustibile utilizzato nell'industria spaziale. Tuttavia, si stanno prendendo in considerazione metodi per utilizzarlo per il funzionamento di motori di automobili e camion, poiché l'elemento non emette impurità nocive nell'atmosfera durante la combustione e, quindi, è ecologico.
Gli isotopi dell'idrogeno sono una componente integrante di molti medicinali. Il deuterio viene utilizzato nella ricerca farmacologica per determinare il comportamento e gli effetti di un farmaco nell'organismo. Il trizio è utilizzato in radiodiagnostica come elemento che determina le reazioni biochimiche del metabolismo enzimatico. L'idrogeno fa parte del perossido, che è un disinfettante.
