En la tabla periódica de Mendeleev en el número 1ubicado el elemento más común en el Universo: el hidrógeno. Su distribución, en términos porcentuales, se acerca al 75%. Su contenido más bajo se observa en las capas de la atmósfera: 0,0001%. La corteza terrestre contiene 1% de gas en masa. Su mayor cantidad se encuentra en el agua: 12%. Es el tercer elemento químico más extendido en nuestro planeta.
Descripción del Artículo
La molécula de hidrógeno, cuya fórmula es H-H o H2, está dotada de propiedades físicas y químicas.
El hidrógeno es un gas que no está dotado decolor, sin olor. La ubicación del hidrógeno en la tabla en 1er lugar se debe al hecho de que bajo diversas condiciones este elemento puede manifestarse como un metal o como un gas. En su orbital exterior hay 1 electrón, que el hidrógeno puede dar (propiedades metálicas) o tomar otro (calidad del gas).
El diámetro de una molécula de hidrógeno es de 27 nm.
El diámetro del átomo de hidrógeno es 1A, el radio es 0.41 A.
Propiedades
Físico incluyen lo siguiente:
- Punto de ebullición - 256oC.
- Punto de fusión -259,2oC.
- Masa de aire (D) - 0.069.
- El hidrógeno es poco soluble en agua.
Las propiedades químicas son las siguientes:
- El enlace no polar entre las partículas de la molécula tiene una energía de 436 kJ / mol.
- La temperatura de disociación térmica es 2000oC.
- Reacciona con:
- halógenos;
- oxígeno;
- gris;
- nitrógeno;
- óxido nítrico;
- metales activos.
En condiciones naturales, el hidrógeno se produce tanto de forma natural como en forma de isótopos: protio, deuterio y tritio.
Estructura molecular
La molécula del elemento tiene una estructura simple.La composición de una molécula de hidrógeno está representada por dos átomos que, acercándose, forman un enlace covalente no polar, así como un par de electrones. La estructura de un átomo es: 1 núcleo cargado positivamente, alrededor del cual se mueve 1 electrón cargado negativamente. Este electrón se encuentra en el orbital 1s.
H - 1e = H + este ion hidrógeno es positivo.
Esta expresión indica que el hidrógenotiene parámetros similares a los elementos del grupo 1 en el sistema periódico, que son metales alcalinos (litio, sodio, potasio), donando su único electrón en el orbital externo.
Н + 1е = Н– ion hidrógeno negativo.
Esta ecuación muestra que el hidrógeno esrelacionados con elementos análogos del séptimo grupo, que son gas y pueden recibir electrones faltantes en su nivel electrónico exterior. Estos gases incluyen: flúor, cloro, bromo, etc.
La composición de la molécula de hidrógeno se muestra gráficamente a continuación.
Distancia entre átomos de hidrógeno r = 0,74 A, cmientras que la suma de los radios orbitales es 1.06 A. Esto afecta la profundidad de superposición de las nubes de electrones y el enlace de hidrógeno fuerte y estable.
El átomo de hidrógeno es el átomo más elemental de la naturaleza. El tamaño del protón atómico es de 10,5 A y el diámetro de un átomo es de 0,1 nm.
Las moléculas de isótopos tienen una estructura especial. El núcleo atómico del protio consta de un solo protón. El isótopo se designa: 1H.
La estructura nuclear parece un complejo de un protón y un neutrón (2H).
3H - tritio - en su estructura atómica está dotado de un núcleo con 1 protón y dos neutrones.
Peso
En ciencia, existen fórmulas que calculan la masa de una molécula de hidrógeno. En relación al elemento, se determinan los pesos moleculares y atómicos.
La masa molar de una molécula de hidrógeno se calcula mediante la fórmula general:
M = m / n, donde m es la masa de la sustancia, n es su cantidad.
La masa del átomo es 1.008 amu.Por tanto, la masa relativa de la molécula también será igual a 1,008. Dado que una molécula de hidrógeno consta de dos átomos, el peso atómico relativo es 2.016 amu. e. m) La masa de una molécula de hidrógeno se expresa en gramos por mol (g / mol).
Valor en la naturaleza
La sustancia más importante de la naturaleza que forma hidrógeno en un complejo con oxígeno es el agua. El agua es fuente de vida, por lo que el hidrógeno es un elemento vital.
Del 100% de todos los elementos químicos quecomponen el ambiente orgánico, 1/10 parte, o 10%, es hidrógeno. Además del agua, es capaz de mantener una estructura proteica cuaternaria, lo que es posible gracias a los enlaces de hidrógeno.
El principio de complementariedad de los ácidos nucleicos.También ocurre con la acción de una molécula de hidrógeno. En una célula vegetal, el H participa en el proceso de fotosíntesis, biosíntesis y en la transferencia de energía a través de canales de membrana.
Solicitud
El hidrógeno se usa ampliamente en la industria química. Se agrega en la fabricación de productos plásticos, en la fabricación de jabón, así como en la producción de amoníaco y mentol.
Industria de alimentos:en la producción de alimentos, el hidrógeno se agrega como aditivo alimentario E949. Tal componente se puede ver en el empaque de margarina, aceites vegetales. El aditivo E949 está aprobado por la industria alimentaria de la Federación de Rusia.
El hidrógeno se usó una vez enindustria aeronáutica, porque la sustancia es más ligera que el aire. Entonces, en los años 30 del siglo pasado, los globos y dirigibles se llenaban con este tipo de gas. A pesar de su bajo costo y facilidad de uso, el hidrógeno pronto dejó de usarse como relleno, ya que los casos de explosiones de aviones se hicieron más frecuentes.
El gas se usa hoy como combustibleutilizado en la industria espacial. Sin embargo, se consideran métodos de uso para el funcionamiento de motores de automóviles y camiones, ya que el elemento no emite impurezas nocivas a la atmósfera durante la combustión y, por lo tanto, es ecológico.
Un componente integral de los isótopos de hidrógeno.actuar como parte de muchos medicamentos. El deuterio se utiliza en la investigación farmacológica para determinar el comportamiento y los efectos de un fármaco en el organismo. El tritio se utiliza en radiodiagnóstico como elemento que determina las reacciones bioquímicas del metabolismo enzimático. El hidrógeno es parte del peróxido, que es un desinfectante.
