Descrierea hidrogenului în chimie. Proprietățile fizice și chimice ale hidrogenului

În sistemul periodic, există propria locație definită, care reflectă proprietățile care se manifestă și vorbește despre structura sa electronică. Cu toate acestea, există printre toți un atom special, care ocupă două celule simultan. Acesta este situat în două proprietăți absolut opuse ale grupurilor de elemente. Acesta este hidrogenul. Astfel de caracteristici o fac unică.

Hidrogenul nu este doar un element, ci și o substanță simplă, precum și o parte integrantă a multor compuși complexi, un element biogen și organogen. Prin urmare, considerăm mai detaliat caracteristicile și proprietățile.

Hidrogen ca element chimic

Hidrogenul este un element al primului grup al subgrupului principal, precum și al celui de-al șaptelea grup de subgrupul principal în prima perioadă mică. Această perioadă constă doar din doi atomi: heliu și element în cauză. Descriem principalele caracteristici ale poziției de hidrogen în sistemul periodic.

1. Numărul de secvență al hidrogenului - 1, numărul de electroni este același, respectiv, protonii la fel de mult. Greutatea atomică - 1.00795. Există trei izotop de acest element cu numerele de masă 1, 2, 3. Cu toate acestea, proprietățile fiecăruia dintre ele diferă foarte mult, deoarece creșterea masei este chiar pe unitate pentru hidrogen este imediat dublu.
2. Faptul că pe extern conține doar un singur electron, vă permite să vă exercitați cu succes atât proprietățile oxidante, cât și ale proprietăților de reabilitare. În plus, după returnarea unui electron, el rămâne un orbital liber, care participă la formarea de obligațiuni chimice asupra mecanismului acceptorului donator.
3. Hidrogenul este un agent puternic de reducere. Prin urmare, locul său principal este considerat primul grup al subgrupului principal, unde conduce cele mai active metale - alcaline.
4. Cu toate acestea, atunci când interacționează cu agenți de reducere puternici, cum ar fi, de exemplu, metale, poate fi un agent de oxidare, luând un electron. Aceste conexiuni au fost numite hidruri. Pe această bază, el conduce un halogen subgrup, cu care este similar.
5. Datorită masei atomice foarte mici, hidrogenul este considerat cel mai simplu element. În plus, densitatea sa este, de asemenea, foarte mică, deci este, de asemenea, un punct de referință al ușurinței.

Astfel, este evident că atomul de hidrogen este complet unic, spre deosebire de toate celelalte elemente. În consecință, proprietățile sale sunt, de asemenea, speciale, iar substanțele simple și complexe formate sunt foarte importante. Luați în considerare mai departe.

Substanță simplă

Dacă vorbim despre acest element ca o moleculă, atunci trebuie spus că este dublu. Adică hidrogen (substanță simplă) este gazul. Formula pentru empiric va fi înregistrată ca H2 și grafică - prin Sigma-Bond Nn. Mecanismul educației între atomi este covalent, non-polar.

1. Conversia cu abur a metanului.
2. Gazificarea cărbunelui - Procesul implică încălzirea cărbunelui la 1000 0 S, rezultând hidrogen și cărbune cu carbon ridicat.
3. Electroliză. Această metodă poate fi utilizată numai pentru soluții apoase de diferite săruri, deoarece topiturile nu conduc la descărcarea apei pe catod.

Metode de laborator de producere a hidrogenului:

1. Hidroliza hidridelor metalice.
2. Acțiunea acizilor diluați asupra metalelor active și a activității medii.
3. Interacțiunea dintre metalele alcaline și alcaline a pământului cu apă.

Pentru a asambla hidrogenul format, trebuie să păstrați tubul de testare inversat în partea de jos. La urma urmei, acest gaz nu poate fi asamblat ca, de exemplu, dioxidul de carbon. Acesta este hidrogen, este mult mai ușor. Dispărea rapidă și în cantități mari, când amestecate cu aerul explodează. Prin urmare, tubul de testare trebuie rotit. După umplerea acesteia, este necesar să închideți dopul de cauciuc.

Pentru a verifica puritatea hidrogenului asamblat, ar trebui să aduceți o potrivire aprinsă la gât. Dacă bumbacul este surd și liniște - atunci gazul este curat, cu impurități minime de aer. Dacă puternicul și fluierul este murdar, cu o mare parte a componentelor străine.

Utilizați zona

Când arderea hidrogenului, există atât de mare cantitate de energie (căldură) încât acest gaz este considerat cel mai profitabil combustibil. În plus, ecologic. Cu toate acestea, astăzi utilizarea sa în acest domeniu este limitată. Acest lucru se datorează bolnavului până la capăt și nu a rezolvat problemele de sinteză a hidrogenului pur, care ar fi adecvată pentru utilizarea ca combustibil în reactoare, motoare și dispozitive portabile, precum și cazane de încălzire ale clădirilor rezidențiale.

La urma urmei, metodele de producere a acestui gaz sunt destul de scumpe, deci este necesar să se dezvolte o metodă specială de sinteză. Aceasta va permite obținerea produsului într-un volum mare și cu costuri minime.

Pot fi distinse mai multe domenii majore, în care gazul considerat de noi.

1. Sinteza chimică. Pe baza hidrogenului, a săpunurilor, a margarinelor, materialelor plastice sunt obținute. Cu participare la hidrogen, metanol și amoniac sunt sintetizate, precum și alte conexiuni.
2. În industria alimentară - ca aditiv E949.
3. Industria aviației (mărirea rachetelor, industria aeronavelor).
4. Industria energiei electrice.
5. Meteorologie.
6. Combustibil ecologic.

Evident, hidrogenul este, de asemenea, important ca în natură comună. Un rol și mai mare este jucat de diferiți compuși.

Compușii de hidrogen

Acestea sunt complexe, conținând atomi de hidrogen ai substanței. Pot fi distinse mai multe tipuri de bază de substanțe similare.

1. Rasele de halogen. Formula generală - Hhal. De o importanță deosebită dintre acestea este clorura de hidrogen. Acest gaz, care se dizolvă în apă pentru a forma o soluție de acid clorhidric. Acest acid este utilizat pe scară largă în aproape toate sinteza chimică. Mai mult, atât organice, cât și anorganice. Clorura de hidrogen este un compus având o formulă empirică HCI și este una dintre cele mai mari producții din țara noastră anual. De asemenea, crescătorii de halogen includ hidrogenul de iod, hidrogenul hidrogenului fluor. Toate formează acizi adecvați.
2. Volatile aproape toate sunt gaze destul de otrăvitoare. De exemplu, hidrogen sulfurat, metan, silan, fosfină și altele. În același timp, foarte combustibili.
3. Hidrides - compuși cu metale. Aparțin clasei de săruri.
4. Hidroxizi: baze, acizi și compuși amfoterici. Compoziția lor include în mod necesar atomi de hidrogen, una sau mai multe. Exemplu: NaOH, K2, H 2S04 și alții.
5. Hidroxid hidrogen. Această conexiune este mai cunoscută sub numele de apă. Un alt nume de oxid de hidrogen. Formula empirică arată ca aceasta - H 2 O.
6. Apă oxigenată. Acesta este cel mai puternic agent de oxidare, formula care are forma H202.
7. Numeroși compuși organici: hidrocarburi, proteine, grăsimi, lipide, vitamine, hormoni, uleiuri esențiale și altele.

Evident, varietatea de elemente luate în considerare este foarte mare. Aceasta, din nou, confirmă sensul său ridicat pentru natură și oameni, precum și pentru toate ființele vii.

- Acesta este cel mai bun solvent

După cum sa menționat mai sus, în mod specific numele acestei substanțe este apa. Se compune din doi atomi de hidrogen și un oxigen, interconectată prin legături polare covalente. Molecula de apă este un dipol, aceasta explică multe proprietăți care o manifestă. În special, că este un solvent universal.

Aproape toate procesele chimice apar în mediul de apă. Reacțiile interne ale schimbului de plastic și de energie în organismele vii se efectuează, de asemenea, utilizând oxidul de hidrogen.

Apa este considerată drept cea mai importantă substanță de pe planetă. Se știe că nici un organism viu nu va trăi fără ea. Pe pământ, este capabil să existe în trei stări agregate:

• lichid;
• gaz (perechi);
• solid (gheață).

În funcție de izotopul de hidrogen, care face parte din moleculă, se distinge prin trei tipuri de apă.

1. Ușor sau eșantionare. Izotopul cu un număr de masă 1. Formula - H 2 O. Aceasta este o formă familiară pe care toate organismele le folosesc.
2. Deuteriu sau severă, formula sa - D 2 O. conține izotop 2 N.
3. Super greu sau tritiu. Formula arată ca t3 o, izotop - 3 N.

Stocuri foarte importante de apă proaspăt spart pe planetă. Deja, în multe țări există dezavantajul său. Modalitățile de tratare a apei sărate pentru a obține băuturi sunt dezvoltate.

Peroxidul de hidrogen este un agent universal

Acest compus, după cum sa menționat mai sus, este un excelent agent de oxidare. Cu toate acestea, cu reprezentanți puternici se pot comporta și ca agent reducător. În plus, are un efect bactericid pronunțat.

Un alt nume al acestei conexiuni este peroxidul. Este în această formă că este folosit în medicină. O soluție cristalină cristalină de 3% este un medicament medicat care este folosit pentru a procesa răni mici pentru a le dezinfecta. Cu toate acestea, se dovedește că, în același timp, vindecarea este rănită în timp.

De asemenea, peroxidul de hidrogen se utilizează în combustibil de rachetă, în industrie pentru dezinfecție și albilare, ca agent de spumare pentru a obține materiale adecvate (de exemplu, spumă, de exemplu). În plus, peroxidul ajută la curățarea acvariilor, înălbite părul și albirea dinților. Cu toate acestea, acesta dăunează țesuturilor, deci nu se recomandă ca specialiștii să nu fie recomandați.

Hidrogenul este cel mai important element din sistemul periodic de elemente chimice, are numărul 1 atomic 1 și o masă atomică relativă de 1.0079. Care sunt proprietățile fizice ale hidrogenului?

Proprietățile fizice ale hidrogenului

Tradus din latină, hidrogen înseamnă "apă referitoare". Înapoi în 1766, omul de știință englez G. Cavendish a asamblat "aerul combustibil" sub acțiunea acizilor și a început să investigheze proprietățile sale. În 1787, A. Lavoisier a identificat acest "aer combustibil" ca un nou element chimic, care face parte din apă.

Smochin. 1. A. Lavoisier.

În hidrogen, există 2 izotopi stabili - dietă și deuteriu, precum și radioactiv - tritiu, numărul de care pe planeta noastră este foarte mic.

Hidrogenul este cel mai comun element în spațiu. Soarele și cele mai multe stele au hidrogen în compoziția lor ca element principal. De asemenea, acest gaz face parte din apă, ulei, gaz natural. Conținutul total de hidrogen de pe Pământ este de 1%.

Smochin. 2. Formula de hidrogen.

Atomul acestei substanțe include un nucleu și un electron. Când un electron este pierdut în hidrogen, acesta formează un ion încărcat pozitiv, adică manifestă proprietăți metalice. Dar, de asemenea, un atom de hidrogen este capabil să piardă, ci și să atașeze un electron. În acest sens, el este foarte asemănător cu halogeni. Prin urmare, hidrogenul în sistemul periodic aparține grupului I și al VII. Proprietățile nemetalice ale hidrogenului sunt în mare măsură exprimate.

Moleculele de hidrogen constă din doi atomi, interconectați prin legătura covalentă

Hidrogen în condiții normale este un element gazos incolor care nu miros și gustul. Este de 14 ori mai mare decât aerul, iar punctul de fierbere este -252,8 grade Celsius.

Tabelul "Proprietățile fizice ale hidrogenului"

În plus față de proprietățile fizice, hidrogenul are o serie de proprietăți chimice. Hidrogen, atunci când este încălzit sau sub acțiunea catalizatorilor, reacționează cu metale și nemetale, gri, seleniu, teluriu și pot restabili și oxizii de multe metale.

Obținerea de hidrogen

Din metodele industriale de producere a hidrogenului (cu excepția electrolizei soluțiilor apoase de săruri), trebuie notate următoarele:

• transmisia de vapori de apă prin carbon fierbinte la o temperatură de 1000 de grade:

• conversia metanului cu vapori de apă la o temperatură de 900 de grade:

CH4 + 2H2O \u003d CO 2 + 4H 2

Istoria descoperirii hidrogenului

Dacă este cel mai frecvent element chimic de pe Pământ, hidrogenul este cel mai frecvent element în întregul univers. (Și alte stele) aproximativ jumătate constă din hidrogen și, în ceea ce privește gazul interstelar, este alcătuit din 90% din atomii de hidrogen. Un loc considerabil Acest element chimic ocupă pe Pământ, deoarece cu oxigenul este parte a apei, iar numele său "hidrogen" provine din două cuvinte grecești antice: "apă" și "gignificată". În plus față de apă, hidrogenul este prezent în majoritatea substanțelor și celulelor organice, fără ea, ca și fără oxigen, viața în sine ar fi de neconceput.

Istoria descoperirii hidrogenului

Primul dintre oamenii de știință, hidrogen, marele alchimist și Evul Mediu, au fost observate paracee Theophrast. În experimentele lor alchimice, în speranța de a găsi "piatra filosofului" amestecarea cu acizii paraceelor \u200b\u200ba primit un anumit necunoscut pentru a fi gaze combustibile. Adevărat, nu a fost posibilă separarea acestui gaz din aer.

Numai după un secol după Paracella, chimistul francez Lemerie a fost capabil să separe hidrogenul din aer și să-și dovedească flagminația. Adevărat lecherii nu a înțeles că gazul obținut de ei este un hidrogen pur. În paralel, omul de știință din Lomonosov a fost, de asemenea, angajat în astfel de experiențe chimice, dar descoperirea reală în studiul de hidrogen a fost făcută de chimistul britanic Henry Cavendish, care este considerat drept fiind un discoverer de hidrogen.

În 1766, Cavendish a reușit să obțină hidrogen pur, pe care la numit "aer inflamabil". După 20 de ani, chimistul francez talentat Antoine Lavoisier ar putea sintetiza apa și a alocat acest "aer combustibil" de la IT - hidrogen. Și apropo, Lavoisier și-a sugerat numele de hidrogen - "hidrogeniu", el este "hidrogen".

Antoine Lavauzier cu soția sa, care la ajutat să efectueze experimente chimice, inclusiv sinteza hidrogenului.

Baza localizării elementelor chimice în sistemul periodic al lui Mendeleev este greutatea lor atomică, calculată în raport cu greutatea atomică a hidrogenului. Aceasta este, cu alte cuvinte, hidrogenul și greutatea sa atomică este piatra de temelie a mesei Mendeleev, punctul de sprijin, pe baza căruia marele chimist și-a creat sistemul. Prin urmare, nu este surprinzător faptul că în tabelul lui Mendeleev, hidrogenul ocupă un loc onorabil.

În plus, hidrogenul are astfel de caracteristici:

• Masa atomică a hidrogenului este de 1,00795.
• În hidrogen, există trei izotopi, fiecare dintre care are proprietăți individuale.
• Hidrogenul este un element ușor având o mică densitate.
• Hidrogenul are proprietăți restaurative și oxidative.
• La intrarea în metale, hidrogenul își ia electronul și devine agentul de oxidare. Astfel de compuși sunt numiți hidrați.

Hidrogenul este gazul, molecula este formată din doi atomi.

Atât de schematic, arată moleculă de hidrogen.

Hidrogen molecular, format din astfel de molecule ductomice, explodează cu un meci de ardere ridicat. Molecula de hidrogen în timpul exploziilor dezintegrează atomii, care sunt transformați în nucleul de heliu. În acest fel, sa întâmplat în soare și alte stele - datorită defalcării constante a moleculelor de hidrogen, corpul de iluminat nostru arde și ne încălzește cu căldura.

Proprietățile fizice ale hidrogenului

La hidrogen în prezența următoarelor proprietăți fizice:

• Punctul de fierbere de hidrogen este de 252,76 ° C;
• Și la o temperatură de 259,14 ° C, începe deja să se topească.
• În apă, hidrogenul se dizolvă slab.
• Hidrogenul pur este un exploziv și combustibil foarte periculos.
• Hidrogenul este mai ușor decât aerul de 14,5 ori.

Proprietățile chimice ale hidrogenului

Deoarece hidrogenul poate fi utilizat în diferite situații și agentul de oxidare și agentul de reducere a reacțiilor și sintezei.

Proprietățile oxidative ale hidrogenului interacționează cu metale active (de obicei alcaline și alcaline pământe), rezultatul acestor interacțiuni este formarea de hidruri - compuși asemănători de mătase. Cu toate acestea, hidridele sunt formate în reacții cu hidrogen cu metale active reduse.

Proprietățile reducătoare ale hidrogenului au capacitatea de a restabili metalele la substanțe simple din oxizi, acesta se numește eroi de hidrogen în industrie.

Cum să obțineți hidrogen?

Printre mijloacele industriale de obținere a hidrogenului pot fi alocate:

• gazeificarea cărbunelui
• conversia cu abur a metanului,
• electroliză.

În laborator, se poate obține hidrogen:

• cu hidroliza hidrizelor metalice,
• când reacțiile cu apa alcaline și metalele de pământ alcalin,
• În interacțiunea acizilor diluați cu metale active.

Utilizarea hidrogenului

Deoarece hidrogenul este de 14 ori mai ușor decât aerul, apoi în zilele vechi au început baloanele și aeronavele. Dar, după seria de dezastre care au avut loc cu aeronavele, designerii trebuiau să caute hidrogen să înlocuiască (amintirea, hidrogenul pur - o substanță explozivă și cea mai mică scânteie era suficientă pentru a avea o explozie).

Explozia aeronavei din Hindenburg în 1937, cauza exploziei a devenit doar aprinderea hidrogenului (datorită scurtcircuitului), care a zburat această imensă aeronavă.

Prin urmare, a început să utilizeze heliu în loc de hidrogen pentru o astfel de aeronavă în loc de hidrogen, care este, de asemenea, mai ușoară decât aerul, primirea heliului este mai laborioasă, dar nu este atât de explozivă ca hidrogen.

De asemenea, cu hidrogen, diferite tipuri de combustibil sunt purificate, în special pe baza produselor petroliere și petroliere.

Hidrogen, video.

Și la sfârșitul videoclipului educațional din articolul nostru.

Noțiuni de bază cu luarea în considerare a proprietăților chimice și fizice ale hidrogenului, trebuie remarcat faptul că în starea obișnuită, acest element chimic este într-o formă gazoasă. Gazul de hidrogen incolor nu are miros, el este lipsit de gust. Pentru prima dată, acest element chimic a fost numit hidrogen după un om de știință A. Lavoisier a efectuat experimente cu apă, pe baza rezultatelor cărora, știința mondială a aflat că apa este un lichid multicomponent, care include hidrogen. Evenimentul se întâmpla în 1787, dar cu mult înainte de această dată, hidrogenul a fost cunoscut ca un om de știință numit "gaz combustibil".

Hidrogen în natură

Potrivit oamenilor de știință, hidrogenul este conținut în crusta Pământului și în apă (aproximativ 11,2% în volumul total de apă). Acest gaz face parte din multe minerale pe care omenirea de-a lungul secolelor extrase din intestinul pământului. Proprietățile parțiale ale hidrogenului sunt caracteristice de petrol, gaze naturale și lut, pentru organismele și plantele animale. Dar, în forma sa pură, care nu este legată de alte elemente chimice ale mesei Mendeleev, acest gaz este extrem de rar în natură. Acest gaz poate merge la suprafața Pământului atunci când erupția vulcanilor. Hidrogen liber în cantități nesemnificative este prezent în atmosferă.

Proprietățile chimice ale hidrogenului

Deoarece proprietățile chimice ale hidrogenului sunt inseparabile, acest element chimic se referă la grupul I al sistemului Mendeleev și la grupul de sisteme VII. Ca reprezentant al primului grup, hidrogenul este, de fapt, un metal alcalin, care are un grad de oxidare de +1 în majoritatea compușilor în care intră. Aceeași valență este caracteristică de sodiu și alte metale alcaline. Având în vedere aceste proprietăți chimice, hidrogenul este considerat un element similar cu aceste metale.

Dacă vorbim despre hidride metalice, ionul de hidrogen are o valență negativă - gradul său de oxidare este -1. Na + H - se bazează pe aceeași schemă ca Na + Clorură de Cl-clorură. Acest fapt este motivul pentru grupul de hidrogen la VII al sistemului Mendeleev. Hidrogen, fiind capabil la o moleculă, cu condiția să reședința într-un mediu normal, este sedimentată și poate fi conectată exclusiv cu non-metale, mai activă pentru aceasta. Astfel de metale includ fluor, dacă există lumină, hidrogenul este conectat la clor. Dacă hidrogenul este încălzit, atunci devine mai activ, intrarea în reacții cu multe elemente ale sistemului Periodic Mendeleev.

Hidrogenul atomic prezintă proprietăți chimice mai active decât moleculare. Moleculele de oxigen C Formarea apei - H2 + 1 / 2O2 \u003d H2O. Când hidrogenul interacționează cu halogeni, se formează hidrogen H2 + CL2 \u003d 2NCI, iar în această reacție, hidrogenul intră în absența luminii și la temperaturi negative suficient de mari - până la - 252 ° C. Proprietățile chimice ale hidrogenului îi permit să fie utilizate pentru a restabili multe metale, deoarece reacționarea, hidrogenul absoarbe oxigenul de oxigen, de exemplu, Cuo + H2 \u003d Cu + H2O. Hidrogenul este implicat în formarea de amoniac, interacționând cu azot în reacția Zn2 + N2 \u003d 2NN3, dar cu condiția ca catalizatorul să fie utilizat, iar temperatura și presiunea sunt crescute.

Reacția energetică apare atunci când hidrogenul interacționează cu sulf în reacție H2 + S \u003d H2S, rezultatul de hidrogen sulfurat. Puțin mai puțin activ în interacțiunea hidrogenului cu telur și seleniu. Dacă nu există catalizator, aceasta reacționează cu carbon pur, hidrogen numai cu condiția ca temperaturile ridicate să fie create. 2N2 + C (amorf) \u003d CH4 (metan). În procesul de activitate de hidrogen cu unele alcaline și alte metale, se obțin hidruri, de exemplu, H2 + 2LI \u003d 2LI.

Proprietățile fizice ale hidrogenului

Hidrogenul este o chimică foarte ușoară. Cel puțin oamenii de știință susțin că, în prezent, nu există mai ușoare decât substanța decât hidrogenul. Masa sa este de 14,4 ori mai ușoară pentru aer, densitatea este de 0,0899 g / l la 0 ° C. La temperaturi în -259,1 ° C, hidrogenul este capabil să se topească - aceasta este o temperatură foarte critică care nu este caracteristică transformării celor mai mulți compuși chimici de la o stare la alta. Numai un astfel de element ca Helium depășește proprietățile fizice ale hidrogenului în această privință. Licihefacția hidrogenului este dificilă, deoarece temperatura critică este egală cu (-240 ° C). Hidrogenul este cel mai mare gaz din toate cunoscute de omenire. Toate proprietățile descrise mai sus sunt proprietățile fizice cele mai semnificative ale hidrogenului, care sunt utilizate de o persoană în scopuri specifice. De asemenea, aceste proprietăți sunt cele mai relevante pentru știința modernă.

Clădirea și proprietățile fizice ale hidrogenuluiHidrogen - Dihomanny Gaz H2. Nu are nici o culoare, nici un miros. Acesta este cel mai simplu gaz. Datorită acestei proprietăți, acesta a fost utilizat în aerostate, aeronave și dispozitive similare, însă pericolul său de explozie în amestec cu aer interferează cu utilizarea pe scară largă a hidrogenului.

Moleculele de hidrogen sunt non-polare și foarte mici, deci există puțină interacțiune între ele. În acest sens, are puncte foarte scăzute de topire (-259 ° C) și fierbere (-253 ° C). Hidrogenul este practic insolubil în apă.

Hidrogenul are 3 izotop: normal 1H, deuteriu 2H sau D, și tritium radioactiv 3N sau T. izotopii grei de hidrogen sunt unici în acel mai greu decât hidrogenul obișnuit în 2 sau chiar de 3 ori! Acesta este motivul pentru care înlocuirea hidrogenului obișnuit pe deuteriu sau tritiu este afectată considerabil de proprietățile substanței (astfel încât punctul de fierbere al hidrogenului convențional H2 și deuteriul D2 diferă cu 3,2 grade). Interacțiunea de hidrogen cu substanțe simple Hidrogen - non-metal al negativității electrice medii. Prin urmare, este, de asemenea, inerentă proprietăților oxidative și de reabilitare.

Proprietățile oxidative ale hidrogenului se manifestă cu reacții cu metale tipice - elemente ale subgrupurilor principale ale grupului I-II al mesei Mendeleev. Cele mai active metale (pământ alcalin și alcalin) atunci când încălzirea cu hidrogen dau hidruride - substanțe solide saline conținând ioni de hidrură în latticul cristalului. 2NA + H2 \u003d 2NA ; CA + H2 \u003d SAN2 Proprietățile reducătoare ale hidrogenului sunt manifestate în reacții cu nemetale mai tipice decât hidrogenul: 1) interacțiune cu halogeni H2 + F2 \u003d 2HF

În mod similar, interacțiunea cu analogii de fluor - clor, brom, iod. Pe măsură ce activitatea de halogen scade, intensitatea reacției este redusă. Reacția cu fluor are loc în condiții normale cu o explozie, pentru ca reacția cu clor, necesită iluminare sau încălzire și reacția cu ioduri numai cu încălzire puternică și reversibilă. 2) Interacțiunea cu oxigenul2N2 + O2 \u003d 2N2O Reacția se desfășoară cu eliberare ridicată la căldură, uneori cu o explozie. 3) Interacțiunea cu gri H2 + S \u003d H2S Sulfur - mult mai puțin activ nonmetall decât oxigenul și interacțiunea cu hidrogenul se încinge calm. 4) Interacțiunea cu azot Reacția 3H2 + N2↔ 2NH3 este reversibilă, continuă într-o măsură vizibilă în prezența unui catalizator, atunci când este încălzită și sub presiune. Produsul se numește amoniac. 5) Cooperarea cu carbonul C + 2N2↔ Reacție CH4 se desfășoară într-un arc electric sau la temperaturi foarte ridicate. Alte hidrocarburi sunt formate ca produse secundare. 3. Interacțiunea de hidrogen cu substanțe complexe Hidrogenul prezintă proprietăți reducătoare și în reacții cu substanțe complexe: 1) Restaurarea oxizilor metalici orientați spre rândul electrochimic de stres din partea dreaptă a aluminiului, precum și oxizii nemetalici: Fe2O3 + 2H2 2FE + 3H2O ; Cuo + H2 Cu + H2OCarrow este utilizat ca agent reducător pentru extragerea metalelor din minereurile de oxid. Reacțiile merg atunci când sunt încălzite.2) se atașează substanțelor organice neprevăzute; C2H4 + H2 (T; P) → Reacțiile C2H6 sunt prelucrate în prezența unui catalizator și sub presiune. Nu ne vom referi încă la alte reacții de hidrogen. 4. Obținerea de hidrogenÎn industrie, hidrogenul este obținut prin prelucrarea materiilor prime de hidrocarburi - gaz natural și asociat, cocsul etc. Metode de laborator de producere a hidrogenului:

1) Interacțiunea dintre metalele din rândul electrochimic al tensiunilor metalice în partea stângă a hidrogenului, cu acizi. Li K BA SR CA Na MG AL MN ZN C CD CO NI SN PB (H2) cu HG AG PT MG + 2HCI \u003d MGCI2 + H22) Interacțiunea metalelor în rândul electrochimic de tensiuni metalice la stânga magneziului, cu apă rece. De asemenea, formează alcalii.

2NA + 2H2O \u003d 2NAOH + H2 Metal, care este în rândul electrochimic de tensiuni metalice în partea stângă a manganului, este capabil să prezinte hidrogen din apă în anumite condiții (magneziu - din apă fierbinte, aluminiu - sub condiția ca filmul de oxid este scos din suprafață).

MG + 2H2O mg (OH) 2 + H2

Metal, situat în rândul electrochimic al tensiunilor de metale la cobaltul stâng, este capabil să prezinte hidrogen din vapori de apă. Acest lucru formează, de asemenea, oxidul.

3FE + 4H2OPAR FE3O4 + 4H23) Reacție metalică, hidroxizi de amfoterni, cu soluții alcalise.

Dincolo de metale, hidroxizi care sunt amfoterni, stoarce hidrogen din soluțiile alcalise. Trebuie să știți 2 astfel de metale - aluminiu și zinc:

2AL + 2NAOH + 6H2O \u003d 2NA + + 3H2

Zn + 2KOH + 2H2O \u003d K2 + H2

În același timp, sărurile complexe sunt formate - hidroxialumini și hidroxotocite.

Toate metodele enumerate până în prezent se bazează pe același proces - oxidare metalică la atomul de hidrogen în gradul de oxidare +1:

M0 + nn + \u003d mn + + n / 2 h2

4) Interacțiunea hidridelor din metalele metalice active:

SAN2 + 2N2O \u003d SA (IT) 2 + 2N2

Acest proces se bazează pe interacțiunea hidrogenului în gradul de oxidare -1 cu hidrogen în gradul de oxidare +1:

5) Electroliza soluțiilor alcaline apoase, acizi, unele săruri:

2N2O 2N2 + O2

5. Compuși de hidrogenÎn acest tabel, celulele elementelor care formează hidrogen-hidruri sunt izolate pe umbra stângă. Aceste substanțe sunt în compoziția lor Hydrid Ion N-. Acestea sunt substanțe solide solide solide și reacționează cu apă cu eliberare de hidrogen.

Elemente ale principalelor subgrupuri ale grupei IV-VII formează cu compuși de hidrogen ai structurii moleculare. Uneori sunt numite și hidruri, dar este incorectă. În compoziția lor nu există nici un ion de hidrură, ele constau din molecule. De regulă, cele mai simple compuși de hidrogen din aceste elemente sunt gaze incolore. Excepții - apă, care este lichid, și fluorură fluorură, care la temperatura camerei gazoasă, dar în condiții normale - lichid.

Celulele întunecate au marcat elemente care formează cu compuși de hidrogen care prezintă proprietăți de acid.

Celulele întunecate cu o cruce sunt elemente care formează compuși de hidrogen care prezintă proprietățile de bază.

=================================================================================

29). Caracteristicile generale ale proprietăților elementelor subgrupului principal de 7g. Clor. Proprietățile Laura. Acid clorhidric.În subgrupul de halogeni, fluor, clorul, bromul, iodul și ATAT (este un element radioactiv, este studiat puțin). Acestea sunt elemente P ale grupului VII al sistemului periodic D.I. IMENDEEV. La nivelul energiei externe, atomii lor au 7 electroni NS2NP5. Aceasta explică comunerea proprietăților lor.

Se alătură cu ușurință unui electron, arătând gradul de oxidare -1. Un astfel de grad de oxidare a halogenelor are în compuși cu hidrogen și metale.

Cu toate acestea, atomii de halogen, cu excepția fluorului, pot prezenta, de asemenea, grade pozitive de oxidare: +1, +3, +5, +7. Valorile posibile ale oxidării sunt explicate prin structura electronică, care la atomii de fluor poate fi reprezentată

Fiind elementul cel mai electronegativ, fluor poate lua doar un electron cu 2p.

Structura electronică a atomului de clor este exprimată prin schema de atomi de clor, un electron nepermanționat pe un pionier 3P și o stare convențională (neexpitată) a clorului monovalent. Dar, din moment ce clorul este în cea de-a treia perioadă, are încă cinci orbite în subeveluri 3D, în care 10 electroni pot găzdui.

Fluorina nu are orbital liber și, prin urmare, cu reacții chimice, electronul asociat în atom nu se separă. Prin urmare, în timpul examinării halogenului, este întotdeauna necesar să se țină seama de caracteristicile fluorului și compușilor.

Soluțiile apoase ale compușilor hidrogen cu halogen sunt acizi: HF-fluorură hidrogen (instalații sanitare), HCI-clorură (hidrogen), HBr - Bromery, Ni-Iodiu.

Clor (lat.Clorum), CL, element chimic VII Grup de sistem periodic Mendeleev, numărul atomic 17, Greutatea atomică 35,453; se referă la familia de halogeni. În condiții normale (0 ° C, 0,1 mn / m2 sau 1 kgf / cm2), gaz galben-verde, cu un miros enervant ascuțit. Clor natural constă din două izotopi stabili: 35sl (75,77%) și 37cl (24,23%).

Proprietăți chimice clor. Configurația electronică externă a atomului CL 3S2ZP5. În conformitate cu aceasta, clorul din compuși prezintă gradul de oxidare -1, + 1, +3, +4, +5, +6 și +7. Raza covalentă a atomului de 0,99Å, raza de ioni din Cl-1,82Å, afinitatea atomului de clor la electron este de 3,65 EV, energia ionizării este de 12,97 EV.

Clor chilic este foarte activ, se conectează direct cu aproape toate metalele (cu unele numai în prezența umidității sau atunci când sunt încălzite) și cu nemetale (cu excepția carbonului, azotului, oxigenului, gazelor inerte), formând cloruri adecvate, reacționează cu mulți compuși , înlocuiește hidrogenul în hidrocarburi limită și se alătură compușilor nesaturați. Clorul deplasează brom și iod din compușii lor cu hidrogen și metale; Din compuși de clor cu aceste elemente, acesta este supus cu fluor. Metalele alcaline în prezența unor urme de umiditate interacționează cu clor cu aprindere, majoritatea metalelor reacționează cu clorul uscat numai atunci când fosforul este încălzit, fosforul este inflamabil în atmosfera de clor, formând PCL3 și cu clorurare suplimentară - RSL5; Sulful de clor atunci când este încălzit dă S2CI2, SCL2 și alt snclm. Arsenic, antimoniu, bismut, stronțiu, Tellur interacționează viguros cu clor. Un amestec de clor cu hidrogen este aprins cu o flacără colorată sau galben-verde, cu formarea de clorură de hidrogen (aceasta este o reacție în lanț). Cu clor de oxigen formează oxizi: Cl02, Cl02, Cl2O6, Cl2O7, Cl00O8, precum și hipocloriți (săruri de acid clorotic), clorit, clorați și perclorați. Toate compușii de oxigen de clor formează amestecuri explozive cu substanțe ușor oxidante. Clorul în apă este hidrolizat, formând un acid cloron și clorhidric: CL2 + H2O \u003d NCLO + HCI. Când soluțiile apoase clorice, hipocloriții și clorurile sunt formate din alcaline: 2NaoH + CL2 \u003d NaCLO + NaCI + H2O și când este încălzit este cloratul. Clorurarea hidroxidului de calciu este obținută prin var de clor. În interacțiunea amoniacului cu clor, se formează trei azot de clorură. În clorurarea compușilor organici, clorul înlocuiește fie hidrogen, fie este atașat la legături multiple, formând diferite compuși organici care conțin clor. Clorul formează compuși interground cu alți halogeni. Fluoruri FLF, CLF3, CLF3 sunt foarte reactive; De exemplu, în atmosfera CLF3, vată de sticlă este propunerea de sine. Compușii de clor cunoscuți cu oxigen și oxifluoride de oxigen și fluor-clor: CLO3F, CLO2F3, CLOF, CLOF3 și Fluorina perclorate FCLO4. Acid clorhidric (acid clorhidric, acid clorhidric, acid clorhidric) - HCI, soluție de clorhidric de hidrogen în apă; Puternic acid monoas. Incolor (acidul clorhidric tehnic este gălbuie din cauza impurităților Fe, CL2, etc.), "Fumatul" în aer, lichid caustic. Concentrația maximă la 20 ° C este de 38% în greutate. Sare acid clorhidric sunt numiți cloruri.

Interacțiuni cu agenți puternici de oxidare (permanganat de potasiu, dioxid de mangan) cu eliberarea de clor gazos:

Interacțiuni cu amoniac cu formarea de fum alb gros constând din cele mai mici cristale de clorură de amoniu:

Reacția de înaltă calitate la acidul clorhidric și sarea sa este interacțiunea sa cu nitratul de argint, în care formele de precipitat de clorură de argint este insolubil în acidul azotic:

===============================================================================