V periodickej tabuľke Mendelejeva na čísle 1nachádza sa najbežnejší prvok vo vesmíre - vodík. Jeho percentuálna distribúcia sa blíži k 75%. Jeho najnižší obsah je zaznamenaný vo vrstvách atmosféry - 0,0001%. Zemská kôra obsahuje 1% hmotnosti plynu. Jeho najväčšie množstvo sa nachádza vo vode: 12%. Je to tretí najrozšírenejší chemický prvok na našej planéte.
popis položky
Molekula vodíka, ktorej vzorec je H-H alebo H2, má fyzikálne a chemické vlastnosti.
Vodík je plyn, ktorý tiež nie je obdarenýfarba, bez zápachu. Umiestnenie vodíka v tabuľke na 1. mieste je spôsobené tým, že za rôznych podmienok sa tento prvok môže prejaviť ako kov alebo ako plyn. Na jeho vonkajšej obežnej dráhe je 1 elektrón, ktorý môže vodík poskytnúť (kovové vlastnosti) alebo vziať iný (kvalita plynu).
Priemer molekuly vodíka je 27 nm.
Priemer atómu vodíka je 1A, polomer je 0,41A.
vlastnosti
Medzi fyzické patria:
- Teplota varu - 256oS.
- Teplota topenia -259,2oS.
- Hmotnosť vzduchu (D) - 0,069.
- Vodík je zle rozpustný vo vode.
Chemické vlastnosti sú nasledujúce:
- Nepolárna väzba medzi časticami molekuly má energiu 436 kJ / mol.
- Teplota tepelnej disociácie je 2 000oS.
- Reaguje s:
- halogény;
- kyslík;
- šedá;
- dusík;
- oxid dusnatý;
- aktívne kovy.
V prírodných podmienkach sa vodík vyskytuje tak prirodzene, ako aj vo forme izotopov: protium, deutérium a trícium.
Molekulová štruktúra
Molekula prvku má jednoduchú štruktúru.Zloženie molekuly vodíka je reprezentované dvoma atómami, ktoré sa blížia a tvoria kovalentnú nepolárnu väzbu, ako aj jeden elektrónový pár. Štruktúra jedného atómu je: 1 kladne nabité jadro, okolo ktorého sa pohybuje 1 záporne nabitý elektrón. Tento elektrón sa nachádza na obežnej dráhe 1 s.
H - 1e = H + je tento vodíkový ión pozitívny.
Tento výraz naznačuje, že vodíkmá podobné parametre ako prvky skupiny 1 v periodickom systéme, ktorými sú alkalické kovy (lítium, sodík, draslík), darujúce jediný elektrón vo vonkajšej obežnej dráhe.
Н + 1е = Н– záporný ión vodíka.
Táto rovnica ukazuje, že vodík jesúvisia s podobnými prvkami 7. skupiny, ktoré sú plynné a sú schopné prijímať chýbajúce elektróny na svoju vonkajšiu elektronickú úroveň. Medzi tieto plyny patria: fluór, chlór, bróm atď.
Zloženie molekuly vodíka je uvedené nižšie.
Vzdialenosť medzi atómami vodíka r = 0,74 A, czatiaľ čo súčet orbitálnych polomerov je 1,06 A. To ovplyvňuje hĺbku prekrytia elektrónových mračien a silnú a stabilnú vodíkovú väzbu.
Atóm vodíka je najelementárnejším atómom v prírode. Veľkosť atómového protónu je 10,5 A a priemer jedného atómu je 0,1 nm.
Molekuly izotopu majú zvláštnu štruktúru. Atómové jadro protia pozostáva iba z jedného protónu. Izotop je označený: 1H.
Jadrová štruktúra vyzerá ako komplex protónu a neutrónu (2H).
3H - trícium - je vo svojej atómovej štruktúre vybavené jadrom s 1 protónom a dvoma neutrónmi.
závažia
Vo vede existujú vzorce, ktoré vypočítavajú hmotnosť molekuly vodíka. Vo vzťahu k prvku sa určia molekulové a atómové hmotnosti.
Molárna hmotnosť molekuly vodíka sa počíta pomocou všeobecného vzorca:
M = m / n, kde m je hmotnosť látky, n je jej množstvo.
Hmotnosť atómu je 1,008 amu.Preto bude relatívna hmotnosť molekuly tiež rovná 1,008. Pretože molekula vodíka pozostáva z dvoch atómov, je relatívna atómová hmotnosť 2,016 amu. Hmotnosť molekuly vodíka je vyjadrená v gramoch na mol (g / mol).
Význam v prírode
Najvýznamnejšou prírodnou látkou, ktorá tvorí vodík v komplexe s kyslíkom, je voda. Voda je zdrojom života, preto je vodík životne dôležitým prvkom.
Zo 100% všetkých chemických prvkov totvoria organizmové prostredie, 1/10 časti alebo 10% predstavuje vodík. Okrem vody je schopný udržiavať kvartérnu proteínovú štruktúru, čo je možné vďaka vodíkovej väzbe.
Princíp komplementarity nukleových kyselínvyskytuje sa aj pri pôsobení molekuly vodíka. V rastlinnej bunke sa H zúčastňuje procesu fotosyntézy, biosyntézy a prenosu energie membránovými kanálmi.
prihláška
Vodík je široko používaný v chemickom priemysle. Pridáva sa pri výrobe plastových výrobkov, pri výrobe mydla, ako aj pri výrobe amoniaku a mentolu.
Potravinársky priemysel:pri výrobe potravín sa pridáva vodík ako prídavná látka v potravinách E949. Takáto zložka je uvedená na obale margarínu, rastlinných olejov. Prísada E949 je schválená potravinárskym priemyslom Ruskej federácie.
Vodík sa kedysi používal vletecký priemysel, pretože látka je ľahšia ako vzduch. Takže v 30. rokoch minulého storočia boli balóny a vzducholode naplnené týmto typom plynu. Napriek svojej lacnosti a ľahkému použitiu sa vodík čoskoro prestal používať ako plnivo, pretože sa čoraz častejšie vyskytovali prípady výbuchov lietadiel.
V súčasnosti sa plyn používa ako palivo,používané v kozmickom priemysle. Uvažuje sa však o spôsoboch jeho použitia na prevádzku motorov osobných a nákladných automobilov, pretože prvok počas spaľovania nevypúšťa do ovzdušia škodlivé nečistoty, a preto je šetrný k životnému prostrediu.
Neoddeliteľnou súčasťou izotopov vodíkapôsobiť ako súčasť mnohých liekov. Deutérium sa používa vo farmakologických výskumoch na stanovenie správania a účinkov liečiva v tele. Trícium sa používa v rádiodiagnostike ako prvok, ktorý určuje biochemické reakcie metabolizmu enzýmov. Vodík je súčasťou peroxidu, ktorý je dezinfekčným prostriedkom.
