Mendeleev'in periyodik tablosunda 1 numara evrendeki en yaygın elementtir - hidrojen. Yüzde olarak dağılımı %75'e yaklaşmaktadır. En düşük içeriği atmosferin katmanlarında not edilir -% 0.0001. Yerkabuğu kütlece %1 gaz içerir. En büyük miktarı suda gözlenir: %12. Gezegenimizde en yaygın üçüncü kimyasal elementtir.
Öğe açıklaması
Formülü H-H veya H2 olan hidrojen molekülü, fiziksel ve kimyasal özelliklere sahiptir.
Hidrojen ne rengi ne kokusu olan bir gazdır. Hidrojenin tablodaki konumu, çeşitli koşullar altında bu elementin kendisini bir metal veya bir gaz olarak gösterebilmesi gerçeğinden kaynaklanmaktadır. Dış yörüngesinde hidrojenin bağışlayabileceği (metalik özellikler) veya bir tane daha kabul edebileceği (gaz nitelikleri) 1 elektronu vardır.
Bir hidrojen molekülünün çapı 27 nm'dir.
Bir hidrojen atomunun çapı 1A, yarıçapı 0,41 A'dır.
Özellikler
Fiziksel aşağıdakileri içerir:
- Kaynama noktası– 256oS.
- Erime noktası -259.2oC.
- Hava ağırlığı (D) - 0.069.
- Hidrojen suda az çözünür.
Kimyasal özellikler:
- Bir molekülün parçacıkları arasındaki polar olmayan bağın enerjisi 436 kJ/mol.
- Termal ayrışma sıcaklığı 2000oC.
- Şununla tepki verir:
- halojenler;
- oksijen;
- gri;
- azot;
- nitrik oksit;
- aktif metaller.
Doğada hidrojen hem doğal haliyle hem de izotoplar halinde bulunur: protium, döteryum ve trityum.
Molekülün yapısı
Bir elementin molekülü basit bir yapıya sahiptir. Hidrojen molekülünün bileşimi, yaklaşırken kovalent polar olmayan bir bağ oluşturan iki atom ve bir elektron çifti ile temsil edilir. Bir atomun yapısı şöyledir: Etrafında 1 negatif yüklü elektronun hareket ettiği 1 pozitif yüklü çekirdek. Bu elektron 1s orbitalinde bulunur.
H - 1e=H+ bu hidrojen iyonu pozitiftir.
Bu ifade, hidrojenin Periyodik Tablodaki Grup 1 elementlerine benzer parametrelere sahip olduğunu gösterir, alkali metaller (lityum, sodyum, potasyum) dış yörüngedeki tek elektronlarını bağışlar.
H + 1e=H– negatif hidrojen iyonu.
Bu denklem, hidrojenin, gaz olan ve eksik elektronları kabul edebilen 7. gruptaki benzer elementlerle ilişkili olduğunu gösterir.dış elektronik seviyesine. Bu gazlar şunları içerir: flor, klor, brom, vb.
Hidrojen molekülünün bileşimi aşağıda grafiksel olarak sunulmuştur.
Hidrojen atomları arasındaki mesafe r=0,74 A iken yörünge yarıçaplarının toplamı 1,06 A'dır. Bu, elektron bulutu örtüşme derinliğini ve güçlü, kararlı bir hidrojen bağını etkiler.
Hidrojen atomu doğadaki en temel atomdur. Atomik bir protonun boyutu 10.5 A'dır ve bir atomun çapı 0.1 nm'dir.
İzotop molekülleri özel bir yapıya sahiptir. Protium'un atom çekirdeği sadece bir protondan oluşur. İzotop belirlenir: 1Н.
Nükleer yapı, bir proton ve bir nötron (2H) kompleksine benziyor.
3Н - trityum - atomik yapısında 1 proton ve iki nötron içeren bir çekirdeğe sahiptir.
Kütle
Bilimde, bir hidrojen molekülünün kütlesinin ne olduğunu hesaplayan formüller vardır. Elemente göre moleküler ve atomik kütleleri belirleyin.
Bir hidrojen molekülünün molar kütlesi şu genel formülle hesaplanır:
M=m / n, burada m maddenin kütlesi, n ise miktarıdır.
Bir atomun kütlesi 1.008 amu'dur. Sonuç olarak, molekülün bağıl kütlesi de 1.008'e eşit olacaktır. Hidrojen molekülü iki atomdan oluştuğu için, bağıl atom ağırlığı 2.016 a.u. m. Bir hidrojen molekülünün kütlesi, mol başına gram (g/mol) olarak ifade edilir.
Değerdoğa
Doğada oksijenle birleşerek hidrojeni oluşturan en önemli madde sudur. Su yaşamın kaynağıdır, bu nedenle hidrojen hayati bir elementtir.
Organizmanın çevresini oluşturan tüm kimyasal elementlerin %100'ünün 1/10'u veya %10'u hidrojendir. Suya ek olarak, hidrojen bağı ile mümkün olan kuaterner bir protein yapısını koruyabilir.
Nükleik asit tamamlayıcılığı ilkesi, hidrojen molekülünün etkisiyle de oluşur. Bir bitki hücresinde H, fotosentez, biyosentez ve zar kanallarından enerji transferinde yer alır.
Uygulama
Kimya endüstrisinde hidrojen yaygın olarak kullanılmaktadır. Plastik ürünlerin imalatında, sabun yapımında, ayrıca amonyak ve mentol üretiminde eklenir.
Gıda endüstrisi: Gıda üretiminde, gıda katkı maddesi E949 olarak hidrojen eklenir. Böyle bir bileşen margarin, bitkisel yağların ambalajlarında görülebilir. Katkı maddesi E949'a Rusya Federasyonu'nun gıda endüstrisi tarafından izin verilir.
Hidrojen bir zamanlar havadan hafif olduğu için havacılık endüstrisinde de kullanılıyordu. Böylece, geçen yüzyılın 30'larında balonlar ve hava gemileri bu tür gazla dolduruldu. Ucuzluğuna ve kullanım kolaylığına rağmen, uçak patlamaları daha sık hale geldikçe hidrojen kısa sürede bir dolgu maddesi olarak terk edildi.
Bugün gaz şu şekilde kullanılmaktadır:uzay endüstrisinde kullanılan yakıt. Bununla birlikte, element yanma sırasında atmosfere zararlı kirlilikler yaymadığı ve bu nedenle çevre dostu olduğu için otomobil ve kamyon motorlarının çalışması için kullanma yöntemleri düşünülmektedir.
Hidrojen izotopları birçok ilacın ayrılmaz bir parçasıdır. Döteryum, bir ilacın vücuttaki davranışını ve etkilerini belirlemek için farmakolojik araştırmalarda kullanılır. Trityum, radyodiagnostikte enzim metabolizmasının biyokimyasal reaksiyonlarını belirleyen bir element olarak kullanılır. Hidrojen, dezenfektan olan peroksitin bir parçasıdır.
