In het periodiek systeem van Mendelejev op nummer 1het meest voorkomende element in het heelal bevindt zich - waterstof. De distributie ervan, uitgedrukt in procenten, bedraagt bijna 75%. Het laagste gehalte wordt genoteerd in de lagen van de atmosfeer - 0,0001%. De aardkorst bevat 1 massaprocent gas. De grootste hoeveelheid wordt in water aangetroffen: 12%. Het is het derde meest verspreide chemische element op onze planeet.
product beschrijving
Het waterstofmolecuul, waarvan de formule H-H of H2 is, bezit fysische en chemische eigenschappen.
Waterstof is een gas dat met geen van beide is begiftigdkleur, geen geur. De locatie van waterstof in de tabel op de 1e plaats is te wijten aan het feit dat dit element zich onder verschillende omstandigheden kan manifesteren als een metaal of als een gas. In zijn buitenste orbitaal bevindt zich 1 elektron, dat waterstof kan geven (metallische eigenschappen) of een ander kan nemen (gaskwaliteit).
De diameter van een waterstofmolecuul is 27 nm.
De diameter van het waterstofatoom is 1A, de straal is 0,41 A.
eigenschappen
Fysiek omvat het volgende:
- Kookpunt - 256overS.
- Smeltpunt -259,2overS.
- Luchtmassa (D) - 0,069.
- Waterstof is slecht oplosbaar in water.
De chemische eigenschappen zijn als volgt:
- De niet-polaire binding tussen de deeltjes van het molecuul heeft een energie van 436 kJ / mol.
- De thermische dissociatietemperatuur is 2000overS.
- Reageert met:
- halogenen;
- zuurstof;
- grijs;
- stikstof;
- stikstofoxide;
- actieve metalen.
Onder natuurlijke omstandigheden komt waterstof zowel van nature voor als in de vorm van isotopen: protium, deuterium en tritium.
Moleculaire structuur
Het molecuul van het element heeft een eenvoudige structuur.De samenstelling van een waterstofmolecuul wordt weergegeven door twee atomen, die naderen een covalente niet-polaire binding vormen, evenals een elektronenpaar. De structuur van één atoom is: 1 positief geladen kern, waar zich 1 negatief geladen elektron omheen beweegt. Dit elektron bevindt zich in de 1s-orbitaal.
H - 1e = H + dit waterstofion is positief.
Deze uitdrukking geeft aan dat waterstofheeft vergelijkbare parameters als de elementen van groep 1 in het periodiek systeem, die alkalimetalen zijn (lithium, natrium, kalium), die hun enige elektron in de buitenste orbitaal doneren.
Н + 1е = Н– negatief waterstofion.
Deze vergelijking laat zien dat waterstof dat isgerelateerd aan soortgelijke elementen uit de 7e groep, die gas zijn en in staat zijn om ontbrekende elektronen op te vangen naar hun buitenste elektronische niveau. Deze gassen omvatten fluor, chloor, broom, enz.
De samenstelling van het waterstofmolecuul wordt hieronder grafisch weergegeven.
Afstand tussen waterstofatomen r = 0,74 A, cterwijl de som van de orbitale stralen 1,06 A is. Dit heeft invloed op de overlappingsdiepte van de elektronenwolken en de sterke, stabiele waterstofbinding.
Het waterstofatoom is het meest elementaire atoom in de natuur. De grootte van het atomaire proton is 10,5 A en de diameter van één atoom is 0,1 nm.
Isotoopmoleculen hebben een bijzondere structuur. De atoomkern van protium bestaat uit slechts één proton. Het isotoop wordt aangeduid met: 1H.
De nucleaire structuur ziet eruit als een complex van een proton en een neutron (2H).
3H - tritium - is in zijn atomaire structuur begiftigd met een kern met 1 proton en twee neutronen.
Mass
In de wetenschap zijn er formules die de massa van een waterstofmolecuul berekenen. Met betrekking tot het element worden de molecuul- en atoomgewichten bepaald.
De molaire massa van een waterstofmolecuul wordt berekend met behulp van de algemene formule:
M = m / n, waarbij m de massa van de stof is, n is de hoeveelheid.
De massa van het atoom is 1.008 amu.Daarom zal de relatieve massa van het molecuul ook 1,008 zijn. Omdat een waterstofmolecuul uit twee atomen bestaat, is het relatieve atoomgewicht 2.016 amu. e. m. De massa van een waterstofmolecuul wordt uitgedrukt in gram per mol (g / mol).
Betekenis in de natuur
De belangrijkste natuurlijke stof die waterstof vormt in een complex met zuurstof is water. Water is de bron van leven, dus waterstof is een essentieel element.
Van 100% van alle chemische elementen datvormen de organische omgeving, 1/10 deel, of 10%, is waterstof. Naast water is het in staat om een quaternaire eiwitstructuur te behouden, wat mogelijk is door waterstofbinding.
Het principe van complementariteit van nucleïnezurenkomt ook voor met de werking van een waterstofmolecuul. In een plantencel neemt H deel aan het proces van fotosynthese, biosynthese en aan de overdracht van energie via membraankanalen.
toepassing
Waterstof wordt veel gebruikt in de chemische industrie. Het wordt toegevoegd bij de vervaardiging van plastic producten, bij het maken van zeep en bij de productie van ammoniak en menthol.
Voedselindustrie:bij de voedselproductie wordt waterstof toegevoegd als voedingsadditief E949. Zo'n component is te zien op de verpakking van margarine, plantaardige oliën. E949-additief is goedgekeurd door de voedingsindustrie van de Russische Federatie.
Waterstof werd ooit gebruikt inluchtvaartindustrie, omdat de stof lichter is dan lucht. Dus in de jaren 30 van de vorige eeuw werden ballonnen en luchtschepen gevuld met dit soort gas. Ondanks zijn lage prijs en gebruiksgemak, werd waterstof al snel niet meer als vulstof gebruikt, omdat er steeds vaker vliegtuigexplosies plaatsvonden.
Tegenwoordig wordt gas gebruikt als brandstof,gebruikt in de ruimtevaartindustrie. Er worden echter methoden overwogen om het te gebruiken voor de werking van motoren van auto's en vrachtwagens, omdat het element tijdens de verbranding geen schadelijke onzuiverheden in de atmosfeer afgeeft en daarom milieuvriendelijk is.
Een integraal onderdeel van waterstofisotopenfungeren als onderdeel van veel medicijnen. Deuterium wordt gebruikt in farmacologisch onderzoek om het gedrag en de effecten van een medicijn in het lichaam te bepalen. Tritium wordt in radiodiagnostiek gebruikt als een element dat de biochemische reacties van het enzymmetabolisme bepaalt. Waterstof maakt deel uit van het peroxide, dat een ontsmettingsmiddel is.
