În tabelul periodic are propria sa poziție specifică, care reflectă proprietățile pe care le prezintă și vorbește despre ea structura electronica. Cu toate acestea, printre toate există un atom special care ocupă două celule simultan. Este situat în două grupuri de elemente care sunt complet opuse în proprietățile lor. Acesta este hidrogen. Astfel de caracteristici îl fac unic.

Hidrogenul nu este doar un element, ci și o substanță simplă, precum și componentă mulți compuși complecși, element biogen și organogen. Prin urmare, să luăm în considerare caracteristicile și proprietățile sale mai detaliat.

Hidrogenul ca element chimic

Hidrogenul este un element din primul grup al subgrupului principal, precum și al șaptelea grup al subgrupului principal în prima perioadă minoră. Această perioadă este formată din doar doi atomi: heliu și elementul pe care îl luăm în considerare. Să descriem principalele caracteristici ale poziției hidrogenului în tabelul periodic.

1. Numărul atomic al hidrogenului este 1, numărul de electroni este același și, în consecință, numărul de protoni este același. Masa atomică - 1,00795. Există trei izotopi ai acestui element cu numere de masă 1, 2, 3. Cu toate acestea, proprietățile fiecăruia dintre ei sunt foarte diferite, deoarece o creștere a masei chiar și cu unul pentru hidrogen este imediat dublă.
2. Faptul că conține doar un electron pe suprafața sa exterioară îi permite să prezinte cu succes atât proprietăți oxidante, cât și reducătoare. În plus, după ce a donat un electron, acesta rămâne cu un orbital liber, care participă la formarea legăturilor chimice conform mecanismului donor-acceptor.
3. Hidrogenul este un agent reducător puternic. Prin urmare, locul său principal este considerat a fi primul grup al subgrupului principal, unde conduce cele mai active metale - alcaline.
4. Cu toate acestea, atunci când interacționează cu agenți reducători puternici, cum ar fi metalele, poate fi și un agent oxidant, acceptând un electron. Acești compuși se numesc hidruri. Conform acestei caracteristici, conduce subgrupul de halogeni cu care este similar.
5. Datorită unui foarte mic masă atomică, hidrogenul este considerat cel mai ușor element. În plus, densitatea sa este, de asemenea, foarte scăzută, deci este și un reper pentru ușurință.

Astfel, este evident că atomul de hidrogen este un element complet unic, spre deosebire de toate celelalte elemente. În consecință, proprietățile sale sunt și ele deosebite, iar cele rezultate sunt simple și substanțe complexe foarte important. Să le luăm în considerare mai departe.

Substanță simplă

Dacă vorbim despre acest element ca moleculă, atunci trebuie să spunem că este diatomic. Adică hidrogenul (o substanță simplă) este un gaz. Formula sa empirică va fi scrisă ca H2, iar formula sa grafică va fi scrisă printr-o singură relație sigma H-H. Mecanismul de formare a legăturilor între atomi este covalent nepolar.

1. Reformarea metanului cu abur.
2. Gazeificarea cărbunelui - procesul presupune încălzirea cărbunelui la 1000 0 C, rezultând formarea hidrogenului și a cărbunelui cu conținut ridicat de carbon.
3. Electroliză. Această metodă poate fi utilizată numai pentru soluții apoase de diferite săruri, deoarece topiturile nu conduc la o descărcare de apă la catod.

Metode de laborator pentru producerea hidrogenului:

1. Hidroliza hidrururilor metalice.
2. Efectul acizilor diluați asupra metalelor active și a activității medii.
3. Interacțiunea metalelor alcaline și alcalino-pământoase cu apa.

Pentru a colecta hidrogenul produs, trebuie să țineți eprubeta cu susul în jos. La urma urmei, acest gaz nu poate fi colectat în același mod ca, de exemplu, dioxidul de carbon. Acesta este hidrogen, este mult mai ușor decât aerul. Se evaporă rapid, iar în cantități mari explodează atunci când este amestecat cu aer. Prin urmare, eprubeta ar trebui să fie inversată. După umplere, acesta trebuie închis cu un dop de cauciuc.

Pentru a verifica puritatea hidrogenului colectat, ar trebui să aduceți un chibrit aprins la gât. Dacă bataia este plictisitoare și liniștită, înseamnă că gazul este curat, cu impurități minime ale aerului. Dacă este zgomotos și șuieră, este murdar, cu o mare proporție de componente străine.

Domenii de utilizare

Când hidrogenul este ars, se eliberează o cantitate atât de mare de energie (căldură), încât acest gaz este considerat cel mai profitabil combustibil. În plus, este prietenos cu mediul. Cu toate acestea, până în prezent, aplicarea sa în acest domeniu este limitată. Acest lucru se datorează problemelor prost concepute și nerezolvate de sinteză a hidrogenului pur, care ar fi potrivit pentru utilizare ca combustibil în reactoare, motoare și dispozitive portabile, precum și în cazanele de încălzire rezidențiale.

La urma urmei, metodele de producere a acestui gaz sunt destul de costisitoare, așa că mai întâi este necesar să se dezvolte o metodă specială de sinteză. Una care vă va permite să obțineți produsul în volume mari și la costuri minime.

Există mai multe domenii principale în care gazul pe care îl luăm în considerare este utilizat.

1. Sinteze chimice. Hidrogenarea este folosită pentru a produce săpunuri, margarine și materiale plastice. Cu participarea hidrogenului, metanolul și amoniacul, precum și alți compuși, sunt sintetizați.
2. În industria alimentară - ca aditiv E949.
3. Industria aviației (știința rachetelor, producția de avioane).
4. Industria energiei electrice.
5. Meteorologie.
6. Combustibil ecologic.

Evident, hidrogenul este la fel de important, pe atât de abundent în natură. Diferiții compuși pe care îi formează joacă un rol și mai mare.

Compuși cu hidrogen

Acestea sunt substanțe complexe care conțin atomi de hidrogen. Există mai multe tipuri principale de astfel de substanțe.

1. Halogenuri de hidrogen. Formula generală este HHal. Printre acestea, o importanță deosebită este clorura de hidrogen. Este un gaz care se dizolvă în apă pentru a forma o soluție de acid clorhidric. Acest acid este utilizat pe scară largă în aproape toate sintezele chimice. Mai mult, atât organice cât și anorganice. Clorura de hidrogen este un compus cu formula empirică HCL și este unul dintre cele mai mari produse anual în țara noastră. Halogenurile de hidrogen includ, de asemenea, iodură de hidrogen, fluorură de hidrogen și bromură de hidrogen. Toate formează acizii corespunzători.
2. Volatile Aproape toate sunt gaze destul de otrăvitoare. De exemplu, hidrogen sulfurat, metan, silan, fosfină și altele. În același timp, sunt foarte inflamabile.
3. Hidrurile sunt compuși cu metale. Ele aparțin clasei sărurilor.
4. Hidroxizi: baze, acizi și compuși amfoteri. Ele conțin neapărat atomi de hidrogen, unul sau mai mulți. Exemplu: NaOH, K2, H2SO4 şi altele.
5. Hidroxid de hidrogen. Acest compus este mai bine cunoscut sub numele de apă. Un alt nume este oxid de hidrogen. Formula empirică arată astfel - H 2 O.
6. Apă oxigenată. Acesta este un agent oxidant puternic, a cărui formulă este H 2 O 2.
7. Numeroși compuși organici: hidrocarburi, proteine, grăsimi, lipide, vitamine, hormoni, uleiuri esențiale și altele.

Este evident că varietatea de compuși ai elementului pe care îl luăm în considerare este foarte mare. Acest lucru confirmă încă o dată importanța sa ridicată pentru natură și oameni, precum și pentru toate ființele vii.

- acesta este cel mai bun solvent

După cum am menționat mai sus, numele comun pentru această substanță este apă. Este format din doi atomi de hidrogen și unul de oxigen, legați prin legături polare covalente. Molecula de apă este un dipol, asta explică multe dintre proprietățile pe care le prezintă. În special, este un solvent universal.

În mediul acvatic au loc aproape toate procesele chimice. Reacțiile interne ale metabolismului plastic și energetic la organismele vii sunt, de asemenea, efectuate folosind oxid de hidrogen.

Apa este considerată pe bună dreptate cea mai importantă substanță de pe planetă. Se știe că niciun organism viu nu poate trăi fără el. Pe Pământ poate exista în trei stări de agregare:

• lichid;
• gaz (abur);
• solid (gheață).

În funcție de izotopul hidrogenului inclus în moleculă, se disting trei tipuri de apă.

1. Lumină sau protium. Un izotop cu număr de masă 1. Formula - H 2 O. Aceasta este forma obișnuită pe care o folosesc toate organismele.
2. Deuteriu sau greu, formula sa este D 2 O. Contine izotopul 2 H.
3. Super grele sau tritiu. Formula arată ca T 3 O, izotop - 3 H.

Rezervele de apă proaspătă protium de pe planetă sunt foarte importante. Există deja o lipsă de ea în multe țări. Sunt dezvoltate metode pentru tratarea apei sărate pentru a produce apă potabilă.

Peroxidul de hidrogen este un remediu universal

Acest compus, așa cum sa menționat mai sus, este un excelent agent de oxidare. Cu toate acestea, cu reprezentanți puternici se poate comporta și ca un restaurator. În plus, are un efect bactericid pronunțat.

Un alt nume pentru acest compus este peroxid. În această formă este utilizat în medicină. O soluție de hidrat cristalin de 3% a compusului în cauză este un medicament medical care este utilizat pentru tratarea rănilor mici în scopul dezinfectării acestora. Cu toate acestea, s-a dovedit că acest lucru crește timpul de vindecare al rănii.

Peroxidul de hidrogen este, de asemenea, utilizat în combustibilul pentru rachete, în industrie pentru dezinfecție și albire și ca agent de spumare pentru producerea de materiale adecvate (spumă, de exemplu). În plus, peroxidul ajută la curățarea acvariilor, la albirea părului și la albirea dinților. Cu toate acestea, dăunează țesuturilor, așa că nu este recomandat de specialiști în aceste scopuri.

Proprietățile chimice ale hidrogenului

În condiții obișnuite, hidrogenul molecular este relativ puțin activ, combinându-se direct doar cu cel mai activ dintre nemetale (cu fluor, iar în lumină cu clor). Cu toate acestea, atunci când este încălzit, reacționează cu multe elemente.

Hidrogenul reacționează cu substanțe simple și complexe:

- Interacțiunea hidrogenului cu metalele duce la formarea de substanțe complexe - hidruri, în formulele chimice ale cărora atomul de metal este întotdeauna pe primul loc:

La temperaturi ridicate, hidrogenul reacţionează direct cu unele metale(alcaline, alcalino-pământoase și altele), formând alb substanțe cristaline- hidruri metalice (Li H, Na H, KH, CaH 2 etc.):

H2 + 2Li = 2LiH

Hidrururile metalice sunt ușor descompuse de apă pentru a forma alcalii și hidrogenul corespunzător:

Sa H2 + 2H20 = Ca(OH)2 + 2H2

- Când hidrogenul interacționează cu nemetale se formează compuși volatili de hidrogen. ÎN formula chimica compus de hidrogen volatil, atomul de hidrogen poate fi fie pe primul, fie pe al doilea, în funcție de locația sa în PSCE (vezi placa din diapozitiv):

1). Cu oxigen Hidrogenul formează apă:

Video „Combustie cu hidrogen”

2H2 + O2 = 2H2O + Q

La temperaturi normale reacția decurge extrem de lent, peste 550°C - cu explozie (un amestec de 2 volume de H 2 și 1 volum de O 2 se numește gaz exploziv) .

Videoclipul „Explozia de gaz detonant”

Videoclip „Pregătirea și explozia unui amestec exploziv”

2). Cu halogeni Hidrogenul formează halogenuri de hidrogen, de exemplu:

H2 + CI2 = 2HCI

În același timp, Hidrogenul explodează cu fluor (chiar și pe întuneric și la -252°C), reacționează cu clorul și bromul numai atunci când este iluminat sau încălzit și cu iodul doar când este încălzit.

3). Cu azot Hidrogenul reacţionează pentru a forma amoniac:

ZN2 + N2 = 2NH3

numai pe catalizator și la temperaturi și presiuni ridicate.

4). Când este încălzit, hidrogenul reacționează energic cu sulf:

H2 + S = H2S (hidrogen sulfurat),

mult mai dificil cu seleniul și telurul.

5). Cu carbon pur Hidrogenul poate reacționa fără catalizator numai la temperaturi ridicate:

2H 2 + C (amorf) = CH 4 (metan)

- Hidrogenul suferă o reacție de substituție cu oxizi metalici , în acest caz se formează apă în produse și se reduce metalul. Hidrogen - prezintă proprietățile unui agent reducător:

Se folosește hidrogen pentru recuperarea multor metale, deoarece ia oxigenul din oxizii lor:

Fe 3 O 4 + 4H 2 = 3Fe + 4H 2 O etc.

Aplicații ale hidrogenului

Videoclipul „Folosirea hidrogenului”

În prezent, hidrogenul este produs în cantități uriașe. O mare parte din acesta este utilizată în sinteza amoniacului, hidrogenarea grăsimilor și în hidrogenarea cărbunelui, uleiurilor și hidrocarburilor. În plus, hidrogenul este utilizat pentru sinteza acidului clorhidric, alcoolului metilic, acidului cianhidric, la sudarea și forjarea metalelor, precum și la fabricarea lămpilor cu incandescență și pietre pretioase. Hidrogenul este vândut în butelii la o presiune de peste 150 atm. Sunt vopsite în verde închis și au inscripția roșie „Hidrogen”.

Hidrogenul este folosit pentru a transforma grăsimile lichide în grăsimi solide (hidrogenare), producând combustibil lichid prin hidrogenarea cărbunelui și păcurului. În metalurgie, hidrogenul este utilizat ca agent reducător al oxizilor sau clorurilor pentru a produce metale și nemetale (germaniu, siliciu, galiu, zirconiu, hafniu, molibden, wolfram etc.).

Utilizările practice ale hidrogenului sunt variate: de obicei este folosit pentru umplerea baloanelor sonde, în industria chimică servește ca materie primă pentru producerea multor produse foarte importante (amoniac etc.), în industria alimentară - pentru producție. a grăsimilor solide din uleiuri vegetale etc. Temperatura ridicată (până la 2600 °C), obținută prin arderea hidrogenului în oxigen, este folosită pentru topirea metalelor refractare, cuarțului etc. Hidrogenul lichid este unul dintre cei mai eficienți carburanți de reacție. Consumul anual global de hidrogen depășește 1 milion de tone.

SIMULAtoare

nr. 2. Hidrogen

SARCINI DE ATRIBUIRE

Sarcina nr. 1
Scrieți ecuațiile de reacție pentru interacțiunea hidrogenului cu următoarele substanțe: F 2, Ca, Al 2 O 3, oxid de mercur (II), oxid de wolfram (VI). Numiți produșii de reacție, indicați tipurile de reacții.

Sarcina nr. 2
Efectuați transformări conform schemei:
H2O -> H2 -> H2S -> SO2

Sarcina nr. 3.
Calculați masa de apă care se poate obține prin arderea a 8 g de hidrogen?

Să ne uităm la ce este hidrogenul. Proprietățile chimice și producția acestui nemetal sunt studiate la cursul de chimie anorganică de la școală. Acesta este elementul care conduce tabelul periodic al lui Mendeleev și, prin urmare, merită o descriere detaliată.

Informații scurte despre deschiderea unui element

Înainte de a lua în considerare fizicul şi Proprietăți chimice hidrogen, să aflăm cum a fost găsit acest element important.

Chimiștii care au lucrat în secolele al XVI-lea și al XVII-lea au menționat în mod repetat în scrierile lor gazul inflamabil care se eliberează atunci când acizii sunt expuși la metale active. În a doua jumătate a secolului al XVIII-lea, G. Cavendish a reușit să colecteze și să analizeze acest gaz, dându-i numele de „gaz combustibil”.

Proprietățile fizice și chimice ale hidrogenului nu au fost studiate în acel moment. Abia la sfârşitul secolului al XVIII-lea A. Lavoisier a putut stabili prin analiză că acest gaz putea fi obţinut prin analiza apei. Puțin mai târziu, el a început să numească noul element hidrogen, care s-a tradus înseamnă „a naște apă”. Hidrogenul își datorează numele modern rusesc lui M. F. Solovyov.

Fiind în natură

Proprietățile chimice ale hidrogenului pot fi analizate numai pe baza apariției acestuia în natură. Acest element este prezent în hidro- și litosferă și face parte și din minerale: gaze naturale și asociate, turbă, petrol, cărbune, șisturi bituminoase. Este greu de imaginat un adult care nu ar ști că hidrogenul este o componentă a apei.

În plus, acest nemetal se găsește în corpurile animalelor sub formă de acizi nucleici, proteine, carbohidrați și grăsimi. Pe planeta noastră, acest element se găsește în formă liberă destul de rar, poate doar în gazele naturale și vulcanice.

Sub formă de plasmă, hidrogenul reprezintă aproximativ jumătate din masa stelelor și a Soarelui și face, de asemenea, parte din gazul interstelar. De exemplu, sub formă liberă, precum și sub formă de metan și amoniac, acest nemetal este prezent în comete și chiar în unele planete.

Proprietăți fizice

Înainte de a lua în considerare proprietățile chimice ale hidrogenului, observăm că în condiții normale este o substanță gazoasă mai ușoară decât aerul, având mai multe forme izotopice. Este aproape insolubil în apă și are o conductivitate termică ridicată. Protium, care are un număr de masă de 1, este considerată forma sa cea mai ușoară. Tritiul, care are proprietăți radioactive, se formează în natură din azotul atmosferic atunci când neuronii îl expun la razele UV.

Caracteristicile structurii moleculei

Pentru a lua în considerare proprietățile chimice ale hidrogenului și reacțiile caracteristice acestuia, să ne oprim asupra caracteristicilor structurii sale. In acest moleculă diatomică legătură chimică covalentă nepolară. Formarea hidrogenului atomic este posibilă prin interacțiunea metalelor active cu soluțiile acide. Dar sub această formă, acest nemetal poate exista doar pentru o perioadă scurtă de timp; aproape imediat se recombină într-o formă moleculară.

Proprietăți chimice

Să luăm în considerare proprietățile chimice ale hidrogenului. În majoritatea compușilor pe care îi formează acest element chimic, acesta prezintă o stare de oxidare de +1, ceea ce îl face similar cu metalele active (alcaline). Principalele proprietăți chimice ale hidrogenului care îl caracterizează ca metal:

• interacțiunea cu oxigenul pentru a forma apă;
• reacție cu halogeni, însoțită de formarea de halogenuri de hidrogen;
• producând hidrogen sulfurat prin combinare cu sulf.

Mai jos este ecuația pentru reacțiile care caracterizează proprietățile chimice ale hidrogenului. Vă rugăm să rețineți că ca nemetal (cu stare de oxidare -1) acționează numai în reacție cu metalele active, formând hidruri corespunzătoare cu acestea.

Hidrogenul la temperaturi obișnuite reacționează inactiv cu alte substanțe, astfel încât majoritatea reacțiilor apar numai după preîncălzire.

Să aruncăm o privire mai atentă la unele dintre interacțiunile chimice ale elementului care conduce tabelul periodic elemente chimice Mendeleev.

Reacția de formare a apei este însoțită de eliberarea a 285,937 kJ de energie. La temperaturi ridicate (mai mult de 550 de grade Celsius), acest proces este însoțit de o explozie puternică.

Printre acele proprietăți chimice hidrogen gazos, care și-au găsit aplicații semnificative în industrie, interacțiunea sa cu oxizii metalici este de interes. Prin hidrogenarea catalitică, în industria modernă, oxizii metalici sunt prelucrați, de exemplu, metalul pur este izolat din sol de fier (oxid de fier mixt). Această metodă permite reciclarea eficientă a fierului vechi.

Sinteza amoniacului, care implică interacțiunea hidrogenului cu azotul din aer, este, de asemenea, solicitată în industria chimică modernă. Printre condițiile acestei interacțiuni chimice, notăm presiunea și temperatura.

Concluzie

Este hidrogenul care este o substanță chimică slab activă în condiții normale. Pe măsură ce temperatura crește, activitatea sa crește semnificativ. Această substanță este solicitată în sinteza organică. De exemplu, hidrogenarea poate reduce cetonele în alcooli secundari și poate transforma aldehidele în alcooli primari. În plus, prin hidrogenare este posibilă transformarea hidrocarburilor nesaturate din clasa etilenei și acetilenei în compuși saturați din seria metanului. Hidrogenul este considerat pe bună dreptate o substanță simplă solicitată în producția chimică modernă.

În lecția 22" Proprietățile chimice ale hidrogenului"de la curs" Chimie pentru manechine» aflați cu ce substanțe reacționează hidrogenul; Să aflăm ce proprietăți chimice are hidrogenul.

Intră hidrogenul reacții chimice cu substante simple si complexe. Cu toate acestea, în condiții normale, hidrogenul este inactiv. Pentru interacțiunea sa cu alte substanțe, este necesar să se creeze condiții: creșterea temperaturii, utilizarea unui catalizator etc.

Reacții ale hidrogenului cu substanțe simple

Când este încălzit, hidrogenul reacționează cu substanțe simple - oxigen, clor, azot, sulf.

Dacă aprindeți hidrogenul pur care iese din tubul de evacuare a gazului în aer, acesta arde cu o flacără uniformă, abia vizibilă. Acum să punem tubul cu hidrogen arzând într-un borcan cu oxigen (Fig. 95).

Arderea hidrogenului continuă, în timp ce picăturile de apă formate ca urmare a reacției sunt vizibile pe pereții borcanului:

Când hidrogenul arde, se eliberează multă căldură. Temperatura flăcării oxigen-hidrogen ajunge la peste 2000 °C.

Reacția chimică a hidrogenului cu oxigenul este o reacție compusă. Ca rezultat al reacției, se formează oxid de hidrogen (apă). Aceasta înseamnă că a avut loc oxidarea hidrogenului cu oxigen, adică putem numi această reacție o reacție de oxidare.

Dacă colectați puțin hidrogen într-o eprubetă întoarsă cu susul în jos prin deplasarea aerului și apoi aduceți un chibrit arzând în gaura sa, veți auzi un sunet puternic de „lătrat” al unei mici explozii a unui amestec de hidrogen și aer. Acest amestec este numit „exploziv”.

Într-o notă: Capacitatea hidrogenului amestecat cu aer de a forma „gaz exploziv” a fost adesea cauza dezastrelor în lume. baloane umplut cu hidrogen. Încălcarea etanșeității carcasei balonului a dus la un incendiu și chiar la o explozie. În zilele noastre, baloanele sunt umplute cu heliu sau cu aer cald pompat constant.

Într-o atmosferă de clor, hidrogenul arde pentru a forma o substanță complexă - acid clorhidric. În acest caz, reacția are loc:

Reacția hidrogenului cu azotul are loc la temperatură și presiune ridicate în prezența unui catalizator. Ca rezultat al reacției, se formează amoniac NH3:

Dacă un curent de hidrogen este direcționat către sulful topit într-o eprubetă, atunci la deschiderea acestuia vei simți mirosul de ouă putrezite. Iată cum miroase hidrogen sulfurat gazos H2S, un produs al reacției hidrogenului cu sulful:

Într-o notă: Hidrogenul se poate dizolva nu numai în unele metale, ci șijoaca-te cu ei. Aceasta produce compuși chimici numiți hidruri (NaH - hidrură de sodiu). Hidrurile unor metale sunt folosite ca combustibil în motoarele de rachete cu combustibil solid, precum și în producerea de energie termonucleară.

Reacții ale hidrogenului cu substanțe complexe

Hidrogenul reacționează la temperaturi ridicate nu numai cu substanțe simple, ci și cu substanțe complexe. Să luăm ca exemplu reacția sa cu oxidul de cupru(II) CuO (Fig. 96).

Să trecem hidrogenul peste pulbere de oxid de cupru (II) încălzită CuO. Pe măsură ce reacția continuă, culoarea pulberii se schimbă de la negru la roșu maroniu. Aceasta este culoarea elementului cupru Cu. În timpul reacției, pe părțile reci ale eprubetei apar picături de lichid. Acesta este un alt produs de reacție - apa H 2 O. Rețineți că, spre deosebire de substanța simplă cuprul, apa este o substanță complexă.

Ecuația pentru reacția oxidului de cupru (II) cu hidrogenul:

Hidrogenul, în reacție cu oxidul de cupru (II), prezintă capacitatea de a elimina oxigenul din oxidul de metal, reducând astfel metalul din acest oxid. Ca urmare, se întâmplă recuperarea cuprului de la substanța complexă CuO la cuprul metalic (Cu).

Reacții de recuperare- Sunt reacții în timpul cărora substanțele complexe donează atomi de oxigen altor substanțe.

O substanță care elimină atomii de oxigen se numește agent reducător. În reacția cu oxidul de cupru(II), agentul reducător este hidrogenul. Hidrogenul reacționează, de asemenea, cu oxizii altor metale, de exemplu PbO, HgO, MoO 3, WO 3 etc. Oxidarea și reducerea sunt întotdeauna interdependente. Dacă o substanță (H2) este oxidată, atunci cealaltă (CuO) este redusă și invers.

Scurte concluzii ale lecției:

1. Când este încălzit, hidrogenul reacționează cu oxigenul, clorul, azotul și sulful.
2. Reducerea este donarea atomilor de oxigen de catre substante complexe catre alte substante.
3. Procesele de oxidare și reducere sunt interconectate.

Lecția de speranță 22" Proprietățile chimice ale hidrogenului„A fost clar și informativ. Dacă aveți întrebări, scrieți-le în comentarii.

Hidrogenul este un gaz, este pe primul loc în Tabelul periodic. Numele acestui element, larg răspândit în natură, este tradus din latină ca „generator de apă”. Deci, ce proprietăți fizice și chimice ale hidrogenului cunoaștem?

Hidrogen: informații generale

În condiții normale, hidrogenul nu are gust, miros, nu are culoare.

Orez. 1. Formula hidrogenului.

Deoarece un atom are un nivel de energie electronică, care poate conține maximum doi electroni, atunci pentru o stare stabilă atomul poate fie să accepte un electron (starea de oxidare -1), fie să renunțe la un electron (starea de oxidare +1), prezentând o valență constantă I De aceea simbolul elementului hidrogen este plasat nu numai în grupa IA (subgrupul principal al grupului I) împreună cu metalele alcaline, ci și în grupul VIIA (subgrupul principal al grupului VII) împreună cu halogenii. . De asemenea, atomilor de halogen le lipsește un electron pentru a umple nivelul exterior și ei, ca și hidrogenul, sunt nemetale. Hidrogenul prezintă o stare de oxidare pozitivă în compuși în care este asociat cu mai multe elemente nemetalice electronegative și o stare de oxidare negativă în compușii cu metale.

Orez. 2. Localizarea hidrogenului în tabelul periodic.

Hidrogenul are trei izotopi, fiecare având propriul nume: protiu, deuteriu, tritiu. Cantitatea acestora din urmă pe Pământ este neglijabilă.

Proprietățile chimice ale hidrogenului

În substanța simplă H2, legătura dintre atomi este puternică (energia de legătură 436 kJ/mol), prin urmare activitatea hidrogenului molecular este scăzută. În condiții normale, reacționează numai cu metale foarte reactive, iar singurul nemetal cu care hidrogenul reacționează este fluorul:

F2 +H2 =2HF (fluorura de hidrogen)

Hidrogenul reacționează cu alte substanțe simple (metale și nemetale) și complexe (oxizi, compuși organici nespecificați), fie la iradiere și la creșterea temperaturii, fie în prezența unui catalizator.

Hidrogenul arde în oxigen, eliberând o cantitate semnificativă de căldură:

2H2 +O2 = 2H2O

Un amestec de hidrogen și oxigen (2 volume de hidrogen și 1 volum de oxigen) explodează violent atunci când este aprins și, prin urmare, este numit gaz detonant. Când lucrați cu hidrogen, trebuie respectate regulile de siguranță.

Orez. 3. Gaz exploziv.

În prezența catalizatorilor, gazul poate reacționa cu azotul:

3H2+N2=2NH3

– această reacție la temperaturi și presiuni ridicate produce amoniac în industrie.

In conditii temperatura ridicata hidrogenul este capabil să reacționeze cu sulful, seleniul și telurul. iar când interacționează cu alcaline și metale alcalino-pământoase se formează hidruri:

– în acest caz, hidrogenul joacă rolul unui agent oxidant.

Hidrogenul are capacitatea de a reduce oxizii multor metale atunci când temperatura crește, ducând la formarea apei. De exemplu:

CuO+H2=H2O+Cu

– în acest proces, hidrogenul este un agent reducător4.3. Evaluări totale primite: 70.