Kemijske lastnosti vodika: lastnosti in uporaba

Razmislite, kaj je vodik. Kemijske lastnosti in priprava tega nekovinskega materiala se proučujejo v okviru tečaja. anorganska kemija v šoli. Ta element vodi periodni sistem Mendelejev, zato si zasluži podroben opis.

Podrobnosti za odpiranje elementa

Pred upoštevanjem fizikalnih in kemijskih lastnosti vodika ugotovimo, kako smo našli ta pomemben element.

Kemiki, ki so delali v šestnajstem in sedemnajstem stoletju, so v svojih spisih večkrat omenjali gorljivi plin, ki se sprošča, ko je izpostavljen kislinam aktivnim kovinam. V drugi polovici 18. stoletja je G. Cavendish uspel zbrati in analizirati ta plin in mu dati ime "gorljivi plin".

Fizikalne in kemijske lastnosti vodika v tistem času niso bile proučene. Šele ob koncu 18. stoletja je A. Lavoisier s pomočjo analize uspel ugotoviti, da je mogoče ta plin pridobiti z analizo vode. Malo pozneje je začel imenovati novi element hidrogena, kar pomeni »rojevanje vode«. Vodik dolguje svoje sodobno rusko ime M.F. Solov'ev.

Biti v naravi

Kemijske lastnosti vodika lahko analiziramo le na podlagi njegove prevalence v naravi. Ta element je prisoten v hidro- in litosferi in je tudi del mineralov: naravni in s tem povezani plin, šota, olje, premog, gorljivi skrilavec. Težko si je predstavljati odraslega, ki ne bi vedel, da je vodik sestavni del vode.

Poleg tega se ta nekovina nahaja pri živalih v obliki nukleinskih kislin, beljakovin, ogljikovih hidratov, maščob. Na našem planetu je ta element v prosti obliki zelo redko, morda le v naravnem in vulkanskem plinu.

V obliki plazme vodik predstavlja približno polovico mase zvezd in sonca, poleg tega pa je del medzvezdnega plina. Na primer, v prosti obliki, kot tudi v obliki metana, amoniaka, je ta nekovina prisotna v sestavi kometov in celo nekaterih planetov.

Fizične lastnosti

Pred upoštevanjem kemijskih lastnosti vodika ugotavljamo, da je v normalnih pogojih plinasta snov lažja od zraka, ki ima več izotopskih oblik. V vodi je skoraj netopen, ima visoko toplotno prevodnost. Protium, ki ima masno število 1, se šteje za njegovo najlažjo obliko. Tritij, ki ima radioaktivne lastnosti, se v naravi oblikuje od atmosferskega dušika, ko je izpostavljen nevroni UV-žarkov.

Značilnosti strukture molekule

Da bi upoštevali kemijske lastnosti vodika, se bodo reakcije, ki so značilne za to, osredotočile na posebnosti njegove strukture. V tej dvoatomični molekuli je kovalentna nepolarna kemično vez. Nastajanje atomskega vodika je možno z interakcijo aktivnih kovin s kislinskimi raztopinami. Toda v tej obliki lahko ta nekovina obstaja le v zanemarljivem časovnem obdobju, skoraj takoj pa se rekombinira v molekularno obliko.

Kemijske lastnosti

Upoštevajte kemijske lastnosti vodika. V večini spojin, ki jih tvori ta kemični element, kaže oksidacijsko stanje +1, zaradi česar je podoben aktivnemu (alkalne) kovine. Glavne kemijske lastnosti vodika, ki ga označuje kot kovino:

• interakcija s kisikom za tvorbo vode;
• reakcija s halogeni, ki jo spremlja tvorba vodikovega halida;
• pridobivanje vodikovega sulfida v kombinaciji z žveplom.

Spodaj je enačba reakcij, ki so značilne za kemijske lastnosti vodika. Opozarjamo na dejstvo, da kot nekovinski material (s stopnjo oksidacije -1) deluje le v reakciji z aktivnimi kovinami in s tem oblikuje ustrezne hidride.

Vodik pri normalni temperaturi neaktivno sodeluje z drugimi snovmi, zato se večina reakcij izvaja šele po segrevanju.

Oglejmo si podrobneje o nekaterih kemijskih interakcijah elementa, ki vodi periodni sistem kemijskih elementov Mendelejeva.

Reakcijo tvorbe vode spremlja sproščanje 285.937 kJ energije. Pri povišanih temperaturah (več kot 550 stopinj Celzija) ta proces spremlja močna eksplozija.

Med tistimi kemijskimi lastnostmi plinskega vodika, ki so ugotovili pomembno uporabo v industriji, je zanimivo interakcija s kovinskimi oksidi. V katalitičnem hidrogeniranju v sodobni industriji se kovinski oksidi obdelujejo, npr. Iz železovega oksida (mešani železov oksid). Ta metoda omogoča učinkovito obdelavo odpadnih kovin.

Sinteza amoniaka, ki vključuje medsebojno delovanje vodika z dušikom v zraku, je povpraševanje tudi v sodobni kemični industriji. Med pogoji nastanka te kemijske interakcije opazimo tlak in temperaturo.

Zaključek

To je vodik, ki je v normalnih pogojih kemikalija nizke ravni. S povečevanjem temperature se njegova aktivnost bistveno povečuje. Ta snov je v organski sintezi povpraševanje. Na primer, s hidrogeniranjem se ketoni lahko reducirajo v sekundarne alkohole in aldehide lahko pretvorimo v primarne alkohole. Poleg tega je s hidrogeniranjem mogoče pretvoriti nenasičene ogljikovodike razreda etilena in acetilena v mejne spojine metanskih serij. Vodik se upravičeno šteje za preprosto snov v povpraševanju v sodobni kemični proizvodnji.