Химический элемент Водород
H
Водород
| Группа | 1 | Температура плавления | -259,16 ° С, -434,49 ° F, 13,99 К |
| Период | 1 | Точка кипения | -252,879 ° С, -423,182 ° F, 20,271 К |
| Блокировать | s | Плотность (г см -3 ) | 0,000082 |
| Атомный номер | 1 | Относительная атомная масса | 1,008 |
| Состояние при 20 ° C | Газ | Ключевые изотопы | 1 ч, 2 ч |
| Электронная конфигурация | 1с 1 | Количество CAS | 133-74-0 |
Использование и свойства элемента Водород
Объяснение изображения
Изображение основано на культовой модели атома, впервые предложенной Нильсом Бором в 1913 году.
Внешность
Бесцветный газ без запаха. У него самая низкая плотность из всех газов.
Использует
Некоторые видят в газообразном водороде чистое топливо будущего, получаемое из воды и возвращающееся в воду при ее окислении. Топливные элементы, работающие на водороде, все чаще рассматриваются как «экологически чистые» источники энергии и теперь используются в некоторых автобусах и автомобилях.Водород также имеет много других применений. В химической промышленности он используется для производства аммиака для сельскохозяйственных удобрений (процесс Габера), а также циклогексана и метанола, которые являются промежуточными продуктами при производстве пластмасс и фармацевтических препаратов. Он также используется для удаления серы из топлива в процессе переработки нефти. Большие количества водорода используются для гидрогенизации масел с образованием жиров, например, для производства маргарина.В стекольной промышленности водород используется в качестве защитной атмосферы для изготовления плоских листов стекла. В электронной промышленности он используется в качестве промывочного газа при производстве кремниевых чипов.Низкая плотность водорода сделала его естественным выбором для одного из первых практических применений – наполнения воздушных шаров и дирижаблей. Однако он энергично реагирует с кислородом (образуя воду), и его будущее наполнение дирижаблей закончилось, когда загорелся дирижабль Гинденбург.
Биологическая роль
Водород – незаменимый элемент для жизни. Он присутствует в воде и почти во всех молекулах живых существ. Однако сам водород не играет особо активной роли. Он остается связанным с атомами углерода и кислорода, в то время как химия жизни происходит в более активных центрах, включая, например, кислород, азот и фосфор.
Природное изобилие
Водород – это самый распространенный элемент во Вселенной. Он находится на Солнце и в большинстве звезд, а планета Юпитер состоит в основном из водорода.На Земле водород содержится в наибольших количествах в виде воды. Он присутствует в атмосфере в виде газа только в крошечных количествах – менее 1 части на миллион по объему. Любой водород, попадающий в атмосферу, быстро ускользает от гравитации Земли в космическое пространство.Большая часть водорода производится путем нагревания природного газа водяным паром с образованием синтез-газа (смеси водорода и окиси углерода). Синтез-газ отделяется с получением водорода. Водород также можно получить путем электролиза воды.
История химического элемента Водород
В начале 1500-х годов алхимик Парацельс заметил, что пузыри, выделяющиеся при добавлении железных опилок к серной кислоте, легко воспламеняются. В 1671 году Роберт Бойль сделал то же наблюдение. Ни один из них не продолжил открытие водорода, и поэтому Генри Кавендиш заслуживает похвалы. В 1766 году он собрал пузыри и показал, что они отличаются от других газов. Позже он показал, что когда водород горит, он образует воду, тем самым положив конец убеждению, что вода является элементом. Антуан Лавуазье дал газу название « водород» , что означает «водообразователь».
В 1931 году Гарольд Юри и его коллеги из Колумбийского университета в США обнаружили вторую, более редкую форму водорода. Это в два раза больше массы обычного водорода, и они назвали его дейтерием.
Химические свойства
| Атомный радиус, несвязанный (Å) | 1,10 | Ковалентный радиус (Å) | 0,32 |
| Сродство к электрону (кДж моль -1 ) | 72,769 | Электроотрицательность (шкала Полинга) | 2,20 |
| Энергия ионизационной (кДж моль -1 ) | 1- й 1312,052- й -3- й-4 чт -5 чт -6 чт -7 чт -8 чт- |
Состояния окисления и изотопы Водород
| Общие состояния окисления | 1 , -1 | ||||
| Изотопы | Изотоп | Атомная масса | Естественное изобилие (%) | Период полураспада | Режим распада |
| 1 ч | 1,008 | 99,9885 | – | – | |
| 2 ч | 2,014 | 0,0115 | – | – | |
| 3 ч | 3,016 | – | 12.31 года | β- |
Данные о давлении и температуре
| Удельная теплоемкость (Дж кг −1 K −1 ) | 14304 | Модуль Юнга (ГПа) | Неизвестно | |||||||
| Модуль сдвига (ГПа) | Неизвестно | Объемный модуль (ГПа) | Неизвестно | |||||||
| Давление газа | ||||||||||
| Температура (K) | 400600800100012001400160018002000 г.22002400 | |||||||||
| 400 | 600 | 800 | 1000 | 1200 | 1400 | 1600 | 1800 | 2000 г. | 2200 | 2400 |
| Давление (Па) | ———– | |||||||||
| – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – |
Связанные энтальпии
| Ковалентная связь Энтальпия (кДж моль -1 ) Найти в Br – H 365,7 HBr Cl – H 431,4 HCl H – F 565 HF H – H 435,9 H 2 H – Si 318 SiH 4 H – N 390,8 NH 3 H – P 322 PH 3 H – As 247 AsH 3 C – H 413 Общее C – H 415,5 CH 4 H – S 347 H 2 S H-I 298,7 H-I H – O 462,8 H 2 O H – Se 276 H 2 Se | ||
| Ковалентная связь | Энтальпия (кДж моль -1 ) | Найти в |
| Br – H | 365,7 | HBr |
| Cl – H | 431,4 | HCl |
| H – F | 565 | HF |
| H – H | 435,9 | H 2 |
| H – Si | 318 | SiH 4 |
| H – N | 390,8 | NH 3 |
| H – P | 322 | PH 3 |
| H – As | 247 | AsH 3 |
| C – H | 413 | Общее |
| C – H | 415,5 | CH 4 |
| H – S | 347 | H 2 S |
| H-I | 298,7 | H-I |
| H – O | 462,8 | H 2 O |
| H – Se | 276 | H 2 Se |