Vätgas - vad är det där? Kemiska och fysikaliska egenskaperna hos väte

Varje grundämne har en egen plats position i det periodiska systemet, vilket återspeglar de egenskaper som uppvisas av dem och talar om sin elektroniska struktur. Det finns dock en viss bland alla atomen, som tar bara två celler. Det är beläget i två helt motsatta i egenskaper som uppvisas av grupper av element. Är väte. Dessa funktioner gör den unik.

Vätgas - är inte bara en del, men en enkel substans, liksom en integrerad del av många komplexa föreningar, biogena och organogena element. Därför anser vi dess egenskaper och egenskaper i detalj.

Väte är det kemiska elementet

Väte - ett element i den första gruppen av huvudgruppen, samt den sjunde grupp av huvudgruppen i det första lilla perioden. Denna period består av endast två atomer: Helium och elementet kontakt. Vi beskriver huvuddragen i en väteposition i det periodiska systemet.

1. Ordningstal av väte - 1, är antalet elektroner samma, respektive, protoner så mycket. Atommassa - 1,00795. Det finns tre isotop av elementet med masstal 1, 2, 3. Emellertid, egenskaperna för varje skiljer sig avsevärt, eftersom ökningen i massa per enhet även bara en gång för väte är dubbel.
2. Det faktum att den yttre energinivån den innehåller endast en elektron, kan den framgångsrikt vara både oxiderande och reducerande egenskaper. Dessutom, efter rekylelektron han förblir fri orbital, som är involverad i bildningen av kemiska bindningar av donator-acceptor-mekanism.
3. Väte - är ett starkt reduktionsmedel. Därför anses det vara den viktigaste platsen för den första gruppen av huvudgruppen, där han ledde de mest aktiva metall - alkaliska.
4. Emellertid, genom reaktion med starka reduktionsmedel, såsom, till exempel, metaller, och det kan vara en oxidant, acceptera elektron. Dessa föreningar är kallade hydrider. På grundval av detta leder han en undergrupp av halogener, som är likartad.
5. På grund av den mycket lilla atommassa av väte anses vara den lättaste elementet. Dessutom är densiteten också mycket liten, så det är också ett riktmärke för lätthet.

Således är det uppenbart att en väteatom - är en helt unik, till skillnad från alla de andra elementet. Följaktligen egenskaperna är det också speciell, och bildade enkla och komplexa ämnen är mycket viktiga. Låt oss betrakta dem ytterligare.

enkel substans

Om vi talar om detta element som en molekyl, måste det sägas att det är diatomiskt. Det vill säga, väte (enkel substans), - en gas. Dess empiriska formel skrivs som H _2, och grafik - genom en enda sigma-bindning H-H. Mekanismen för bildande av en bindning mellan atomer - en icke-polär kovalent.

Även Henry Cavendish 1766 kunde öppna ämnet. Att han visat att vätgas - en gas, den som kan blåsa in luft. Senare har de egenskaper som studerats väl, blev det klart att ämnet - det lättaste bland de berömda.

Ännu senare Lavoisier gav namnet (som ett element, och ett ämne som baseras på det) på latin - "föder vatten" Hydro, vilket innebär Upptäck 1781 godu detta element Henry Cavendish bevisade att vatten - en kombination av väte och syre, dvs det är en reaktionsprodukt därav. Och det lätt gas är också mycket brandfarligt, var redan känt i XVI-talet, detta återspeglas i de register Paracelsus.

Sålunda, molekylärt väte - är mycket vanligt förekommande i naturen och naturligt förekommande gasformig förening som består av två atomer, som är i stånd att blåsa in luft. Vidare kan molekylen delas upp i atomer, som deltar i kärnreaktioner, förvandlas till en heliumkärna. Dessa processer sker kontinuerligt i solen och i rymden, som är de största leverantörerna av föreningen.

Väten - en substans som har förmåga att uttrycka sig, och som ett oxidationsmedel, och som ett reduktionsmedel. Dessutom är det en mycket stor utsträckning används i mänskliga aktiviteter.

fysikaliska egenskaper

Fysikaliska parametrar hos väte har följande:

1. Kokpunkt - (-252,76 ⁰ C).
2. Smältpunkt - (-259,2 ⁰ C).
3. I temperaturområdet indikerade att det är en färglös vätska, som inte har någon lukt.
4. Vid mycket höga tryck existerar snöliknande kristaller av fast väte.
5. Under vissa förhållanden (hög tryck och låg temperatur) är omvandlingsbar till en metalliskt tillstånd.
6. Praktiskt taget olöslig i vatten, så laddningen är möjlig genom förskjutning av vattnet i preparatet i laboratoriet.
7. Under vanliga betingelser för väte - en gas, en luktfri, färglös och smaklös.
8. Brandfarliga och explosiva ämnen.
9. Det löser sig väl i metaller, som är i stånd att diffundera genom dess tjocklek.
10. 14,5 gånger gasen är ungefär lättare än luft.

Kristallgittret av en enkel molekyl substanser, kommunikation svag, så lätt förstöras.

kemiska egenskaper

Såsom nämnts ovan, kan väte uppvisa både reduktion och oxiderande egenskaper. Möjligt oxiderande effekt av elementet 1; -1. Därför är det ofta används inom industrin för olika synteser och reaktioner.

Oxidationsegenskaper väte

1. Interaktionen med de aktiva metallerna (alkaliska och alkaliska jordarts) under konventionella betingelser leder till bildningen av saltliknande föreningar som kallas hydrider. Till exempel: LiH, CaH _2, KH, MGH _{2 och} andra.
2. Föreningar med mindre aktiva metaller vid höga temperaturer eller stark belysning (den fotokemiska initieringen reaktion) bildar också hydrider.

Väte reducerande egenskaper

1. Interaktion under normala förhållanden endast med fluor (som ett starkt oxidationsmedel). Som ett resultat, en fluorväte eller fluorvätesyra HF.
2. Interaktion med nästan alla icke-metaller, men under vissa ganska stränga villkor. Exempel på föreningar: _{H2S, NH3, H2O,} PH _3, SiH ₄ och andra.
3. Åter metaller från deras oxider till enkla ämnen. Detta är en av de industriella metoder för framställning av metall , som brukar kallas vodorodotermiey.

Vi bör också lyfta fram reaktioner som används i organiska synteser. De kallas hydrering - dehydrering och väte mättnad, det vill säga dess klyvning från molekylen. Baserade på dessa metoder, ett flertal omvandlingar av kolväten och andra organiska föreningar.

Att vara i naturen

Vätgas - är den vanligaste substansen på vår planet och utanför. När allt kommer omkring, nästan alla av interstellära rymden och stjärnorna är gjorda av denna förening. I rymden kan det föreligga i form av:

• plasma;
• gas;
• joner;
• atomer;
• molekyler.

Det finns flera typer av olika densitet moln, bestående just av detta ämne.

Talar konkret av utbredning i jordskorpan, är vätet i andra plats på antalet atomer av syre efter dess cirka 17%. Den fria formen är sällsynt, endast i mindre mängder som en del av den torra luften. Den vanligaste förening med detta element - vatten. Det är i sin struktur och det visar sig på planeten.

Dessutom är väte en integrerad del av varje levande organism. Dessutom 63% av den mänskliga kroppen till en bråkdel av atomerna. Väte - elementet är organogena därför alstrar molekyler av proteiner, fetter, kolhydrater och nukleinsyror, liksom många andra vitala föreningar.

mottagning

Det finns olika sätt att få gasen under oss. Dessa inkluderar flera industriella och laboratoriesyntes varianter.

Kommersiella processer för framställning av väte :

1. Ånga metanomvandling.
2. Förgasning av kol - process innebär upphettning av kolet till 1000 ⁰ C, och bildar därigenom väte och kol intensiva.
3. Elektrolys. Denna metod kan endast användas för vattenlösningar av olika salter som smältan inte leder till den urladdade vatten vid katoden.

Laboratoriemetoder för framställning av väte:

1. Hydrolys av metallhydrider.
2. Verkan av utspädda syror på aktiva metaller och sekundär aktivitet.
3. Interaktionen av alkali- och alkaliska jordartsmetaller med vatten.

Att samla in vätgas produceras, är det nödvändigt att hålla röret upp och ned. Trots allt, kan gasen inte uppsamlas som, till exempel, koldioxid. Är väte, det är mycket lättare än luft. Snabbt försvinner, och i stora mängder när det blandas med luft exploderar. Därför bör röret vända. Efter färdigställandet det bör stängas med en gummipropp.

För att kontrollera renheten hos de insamlade vätgas bör ta till halsen på en tänd match. Om bomull tråkig och tyst - så att gasen är ren, med minimala luftföroreningar. Om ett högt visslande - smutsig, med en stor andel utländska komponenter.

Användningsområde

Vid förbränning av väte släpptes är så stor mängd energi (värme) att den gas bränsle är det mest fördelaktiga. Dessutom icke-förorenande. Men i dag, är dess användning begränsad i detta område. Detta beror på oklok inte helt löst problemen med syntes av rent väte, vilket skulle vara lämpligt för användning som bränsle i reaktorer motorer och bärbara enheter, samt värmepannor hus.

Indeed, förfaranden för framställning av gas är ganska dyra, så innan det är nödvändigt att utveckla en speciell syntesmetod. En som gör det möjligt att erhålla en produkt i stor skala och med minimal ansträngning.

Det finns flera viktiga områden där gasen används under övervägande av oss.

1. Kemisk syntes. Baserat på den erhållna hydrogene tvål, margarin, plast. När väte deltagande syntetiserad metanol och ammoniak, och andra föreningar.
2. Inom livsmedelsindustrin - som tillsats E949.
3. Flygindustrin (raket, flygplan).
4. Elkraft.
5. Meteorologi.
6. Bränsle renare utseende.

Självklart är väte lika viktigt som distribueras i naturen. Fortfarande spelar en viktig roll de bildade olika föreningar.

föreningar väte

Detta komplexa ämne som innehåller väteatomer. flera grundläggande typer av sådana ämnen kan identifieras.

1. Halogenider. Den allmänna formeln - Hhal. Av särskild betydelse bland dem är väteklorid. Denna gas, som upplöses i vatten för att bilda saltsyralösning. Denna syra används ofta i nästan alla kemiska synteser. Dessutom både organiska och oorganiska. Väteklorid - föreningen med den empiriska formeln HCL och är en av de största i termer av produktion per år i detta land. Det finns också en vätehalid omfattar vätejodid, vätefluorid och vätebromid. De alla bilda motsvarande syra.
2. Flyktiga väte nonmetal föreningar. Nästan alla av dem ganska giftiga gaser. Till exempel, vätesulfid, metan, silan, fosfin och andra. Det är mycket brandfarligt.
3. Hydrider - föreningar med metaller. Hänvisar till salter av den klass.
4. Hydroxider: baser, syror och amfotera föreningar. Deras kompositionen erfordras för att inkludera de väteatomer, en eller flera. Exempel: NaOH, K ₂ [AL (OH) _4], H ₂ SO ₄ och andra.
5. Hydroxid väte. Denna förening är mer känd som vatten. Annat namn väteoxid. Dess empiriska formel är - H ₂ O.
6. Väteperoxid. Denna starka oxidationsmedel, vilken formel har formen H ₂ O _2.
7. Talrika organiska föreningar: kolväten, proteiner, fetter, lipider, vitaminer, hormoner och andra eteriska oljor.

Det är tydligt att mångfalden av förbindelser som vi överväger elementet är mycket stor. Detta bekräftar återigen det höga värdet av naturen och människan, liksom för alla levande varelser.

Oxid väte - är det bästa lösningsmedlet

Som nämnts ovan, den plebejiska namnet på ämnet - vatten. Den består av två väteatomer och en syre hopkopplade polära kovalenta bindningar. Vattenmolekylen är en dipol, som förklarar många av de egenskaper som uppvisas av den. I synnerhet det faktum att det är en universell lösningsmedel.

Det var i vattenmiljön inträffar nästan alla kemiska processer. Inre plast reaktioner och energimetabolism i levande organismer är också utföres med väte oxid.

Vatten anses vara den viktigaste ämnet på planeten. Det är känt att utan den inte kan leva en enda levande organism. På jorden, kan det finnas i tre aggregationstillstånd:

• vätska;
• Gas (ånga);
• fastämne (is).

Beroende på väteisotop i molekylen finns det tre typer av vatten.

1. Lätt eller protium. Isotop med en mass antal 1. formeln - H ₂ O. Detta är en bekant form som använder alla organismer.
2. Deuterium eller tungt, det formeln - D ₂ O. innehåller isotopen ² H.
3. Superheavy eller tritium. Formeln är som T ₃ O isotopen - ³ N.

Mycket viktiga reserver av sötvatten på planeten protium. Redan i många länder finns det en brist på det. Utvecklade metoder för behandling av saltvatten för att producera drickbart vatten.

Väteperoxid - är en universell sätt

Denna förening, såsom nämnts ovan, en utmärkt oxidationsmedel. Men med starka representanter kan agera och som ett reduktionsmedel också. Dessutom har det en stark bakteriedödande effekt.

Ett annat namn för denna förening - peroxid. I denna form det används inom medicinen. 3% lösning av kristallina föreningar i fråga - detta medicinska läkemedel som används för behandling av små sår i syfte att deras dekontaminering. Det är dock bevisat att samtidigt läkande sår ökar.

Också väteperoxid används i raketbränsle inom industrin för desinfektion och blekning, som skummedel för att erhålla de motsvarande material (skum, till exempel). Dessutom peroxid hjälper till att städa akvarier, missfärga hår och vitare tänder. Dock är skadar vävnaderna, så experter för detta ändamål rekommenderas inte.