Dalam jadual berkala Mendeleev pada nombor 1 ialah unsur yang paling biasa di alam semesta - hidrogen. Pengagihannya, dari segi peratusan, menghampiri 75%. Kandungan terendahnya dicatatkan dalam lapisan atmosfera - 0.0001%. Kerak bumi mengandungi 1% gas mengikut jisim. Jumlah terbesarnya diperhatikan dalam air: 12%. Di planet kita, ia adalah unsur kimia ketiga paling biasa.
Perihalan item
Molekul hidrogen, yang formulanya ialah H-H atau H2, dikurniakan sifat fizikal dan kimia.
Hidrogen ialah gas yang tidak mempunyai warna mahupun bau. Lokasi hidrogen dalam jadual di tempat pertama adalah disebabkan oleh fakta bahawa dalam pelbagai keadaan unsur ini boleh nyata sebagai logam atau sebagai gas. Ia mempunyai 1 elektron dalam orbital luarnya, yang boleh didermakan oleh hidrogen (sifat logam) atau menerima satu lagi (kualiti gas).
Diameter molekul hidrogen ialah 27 nm.
Diameter atom hidrogen ialah 1A, jejarinya ialah 0.41 A.
Properties
Fizikal termasuk yang berikut:
- Takat didih– 256oS.
- Takat lebur -259.2oC.
- Berat udara (D) - 0.069.
- Hidrogen sukar larut dalam air.
Sifat kimia ialah:
- Ikatan bukan kutub antara zarah molekul mempunyai tenaga 436 kJ/mol.
- Suhu pemisahan terma ialah 2000oC.
- Bertindak balas dengan:
- halogen;
- oksigen;
- kelabu;
- nitrogen;
- nitrik oksida;
- logam aktif.
Di alam semula jadi, hidrogen berlaku dalam bentuk semula jadi dan dalam bentuk isotop: protium, deuterium dan tritium.
Struktur molekul
Molekul unsur mempunyai struktur yang ringkas. Komposisi molekul hidrogen diwakili oleh dua atom, yang, mendekati, membentuk ikatan non-polar kovalen, serta satu pasangan elektron. Struktur satu atom ialah: 1 nukleus bercas positif, di sekelilingnya 1 elektron bercas negatif bergerak. Elektron ini terletak dalam orbital 1s.
H - 1e=H+ ion hidrogen ini positif.
Ungkapan ini menunjukkan bahawa hidrogen mempunyai parameter yang serupa dengan unsur Kumpulan 1 dalam Jadual Berkala, iaitu logam alkali (lithium, natrium, kalium) yang menderma satu-satunya elektronnya di orbit luar.
H + 1e=H– ion hidrogen negatif.
Persamaan ini menunjukkan bahawa hidrogen berkaitan dengan unsur yang serupa daripada kumpulan ke-7, iaitu gas dan dapat menerima elektron yang hilangke tahap elektronik luarnya. Gas-gas ini termasuk: fluorin, klorin, bromin, dsb.
Komposisi molekul hidrogen ditunjukkan secara grafik di bawah.
Jarak antara atom hidrogen ialah r=0.74 A, manakala jumlah jejari orbit ialah 1.06 A. Ini menjejaskan kedalaman pertindihan awan elektron dan ikatan hidrogen yang kuat dan stabil.
Atom hidrogen ialah atom paling asas dalam alam semula jadi. Saiz proton atom ialah 10.5 A, dan diameter satu atom ialah 0.1 nm.
Molekul isotop mempunyai struktur khas. Nukleus atom protium hanya terdiri daripada satu proton. Isotop ditetapkan: 1Н.
Struktur nuklear kelihatan seperti kompleks proton dan neutron (2H).
3Н - tritium - dalam struktur atomnya dikurniakan nukleus dengan 1 proton dan dua neutron.
Jisim
Dalam sains, terdapat formula yang mengira berapa jisim molekul hidrogen. Berhubung dengan unsur, tentukan jisim molekul dan atom.
Jisim molar molekul hidrogen dikira dengan formula am:
M=m / n, dengan m ialah jisim bahan, n ialah jumlahnya.
Jisim atom ialah 1.008 amu. Akibatnya, jisim relatif molekul juga akan sama dengan 1.008. Oleh kerana molekul hidrogen terdiri daripada dua atom, berat atom relatif ialah 2.016 a.u. m. Jisim molekul hidrogen dinyatakan dalam gram setiap mol (g/mol).
Nilai dalamalam semula jadi
Bahan paling penting dalam alam semula jadi yang membentuk hidrogen dalam kombinasi dengan oksigen ialah air. Air ialah sumber kehidupan, jadi hidrogen ialah unsur penting.
Daripada 100% daripada semua unsur kimia yang membentuk persekitaran organisma, 1/10 bahagian, atau 10%, adalah hidrogen. Selain air, ia mampu mengekalkan struktur protein kuaterner, yang dimungkinkan oleh ikatan hidrogen.
Prinsip pelengkap asid nukleik juga berlaku dengan tindakan molekul hidrogen. Dalam sel tumbuhan, H mengambil bahagian dalam proses fotosintesis, biosintesis dan dalam pemindahan tenaga melalui saluran membran.
Permohonan
Dalam industri kimia, hidrogen digunakan secara meluas. Ia ditambah dalam pembuatan produk plastik, dalam pembuatan sabun, serta dalam pengeluaran ammonia dan mentol.
Industri makanan: dalam pengeluaran makanan, hidrogen ditambah sebagai bahan tambahan makanan E949. Komponen sedemikian boleh dilihat pada pembungkusan marjerin, minyak sayuran. Aditif E949 dibenarkan oleh industri makanan Persekutuan Rusia.
Hidrogen pernah juga digunakan dalam industri aeronautik, kerana bahan itu lebih ringan daripada udara. Jadi, pada 30-an abad yang lalu, belon dan kapal udara dipenuhi dengan gas jenis ini. Walaupun murah dan mudah digunakan, hidrogen tidak lama kemudian ditinggalkan sebagai pengisi apabila letupan pesawat menjadi lebih kerap.
Hari ini, gas digunakan sebagaibahan api yang digunakan dalam industri angkasa lepas. Walau bagaimanapun, kaedah menggunakannya untuk pengendalian enjin kereta dan trak sedang dipertimbangkan, memandangkan unsur tersebut tidak memancarkan kekotoran berbahaya ke atmosfera semasa pembakaran, dan oleh itu, mesra alam.
Isotop hidrogen ialah komponen penting dalam banyak ubat. Deuterium digunakan dalam penyelidikan farmakologi untuk menentukan tingkah laku dan kesan ubat dalam badan. Tritium digunakan dalam radiodiagnostik sebagai unsur yang menentukan tindak balas biokimia metabolisme enzim. Hidrogen ialah sebahagian daripada peroksida, yang merupakan pembasmi kuman.
