Periyodik sistemde, ortaya koyduğu özellikleri yansıtan ve kendisinden söz eden belirli bir konumu vardır. elektronik yapı... Ancak, hepsinde aynı anda iki hücreyi işgal eden özel bir atom vardır. Tespit edilen özellikler bakımından tamamen zıt olan iki element grubunda yer alır. Bu hidrojen. Bu özellikler onu benzersiz kılıyor.

Hidrojen sadece bir element değil, aynı zamanda basit bir maddedir ve aynı zamanda bileşen birçok karmaşık bileşik, biyojenik ve organojenik element. Bu nedenle, özelliklerini ve özelliklerini daha ayrıntılı olarak ele alacağız.

Kimyasal bir element olarak hidrojen

Hidrojen, ana alt grubun ilk grubunun ve ilk küçük dönemde ana alt grubun yedinci grubunun bir elementidir. Bu periyot sadece iki atomdan oluşur: helyum ve ele aldığımız element. Periyodik tablodaki hidrojenin konumunun ana özelliklerini tanımlayalım.

1. Sıra hidrojen sayısı 1'dir, elektron sayısı sırasıyla aynıdır, proton sayısı aynıdır. Atom kütlesi 1.00795'tir. Bu elementin kütle numaraları 1, 2, 3 olan üç izotopu vardır. Bununla birlikte, her birinin özellikleri çok farklıdır, çünkü hidrojen için bir bile olsa kütle artışı hemen iki katına çıkar.
2. Dışında sadece bir elektron içermesi, hem oksitleyici hem de indirgeyici özellikleri başarılı bir şekilde sergilemesini sağlar. Ek olarak, bir elektron bağışından sonra, verici-alıcı mekanizma ile kimyasal bağların oluşumunda yer alan serbest bir yörüngeye sahiptir.
3. Hidrojen güçlü bir indirgeyici ajandır. Bu nedenle, ana yeri, en aktif metallerin - alkali tarafından yönlendirildiği ana alt grubun ilk grubu olarak kabul edilir.
4. Bununla birlikte, örneğin metaller gibi güçlü indirgeme maddeleri ile etkileşime girdiğinde, bir elektron kabul eden bir oksitleyici madde de olabilir. Bu bileşiklere hidritler denir. Bu temelde, benzer olduğu halojenlerin alt grubuna başkanlık eder.
5. çok küçük sayesinde atom kütlesi, hidrojen en hafif element olarak kabul edilir. Ayrıca yoğunluğu da çok düşüktür, bu nedenle hafiflik açısından da bir ölçüttür.

Böylece hidrojen atomunun diğer tüm elementlerden farklı olarak tamamen benzersiz olduğu açıktır. Sonuç olarak özellikleri de özeldir ve oluşan basit ve karmaşık maddeler çok önemlidir. Onları daha fazla düşünelim.

basit madde

Bu elementten bir molekül olarak bahsedersek, onun diyatomik olduğu söylenmelidir. Yani hidrojen (basit bir madde) bir gazdır. Ampirik formülü H 2 ve grafik formülü - tek bir sigma-ilişkisi H-H ile yazılacaktır. Atomlar arasındaki bağ oluşum mekanizması polar olmayan kovalenttir.

1. Metanın buhar dönüşümü.
2. Kömür gazlaştırma - işlem, kömürün 1000 0 C'ye ısıtılmasını içerir, bu da hidrojen ve yüksek karbonlu kömür oluşumuyla sonuçlanır.
3. Elektroliz. Bu yöntem sadece çeşitli tuzların sulu çözeltileri için kullanılabilir, çünkü eriyikler katotta suyun tahliyesine yol açmaz.

Hidrojen üretimi için laboratuvar yöntemleri:

1. Metal hidritlerin hidrolizi.
2. Seyreltik asitlerin aktif metaller ve orta aktivite üzerindeki etkisi.
3. Alkali ve toprak alkali metallerin su ile etkileşimi.

Üretilen hidrojeni toplamak için tüp baş aşağı tutulmalıdır. Sonuçta, bu gaz, örneğin karbon dioksit ile aynı şekilde toplanamaz. Bu hidrojendir, havadan çok daha hafiftir. Hızla buharlaşır ve hava ile karıştırıldığında büyük miktarlarda patlar. Bu nedenle tüp ters çevrilmelidir. Doldurulduktan sonra lastik tıpa ile kapatılmalıdır.

Toplanan hidrojenin saflığını kontrol etmek için boyuna yanan bir kibrit getirmelisiniz. Pamuk donuk ve sessiz ise, gaz minimum hava kirliliği ile temizdir. Yüksek sesle ve ıslık çalıyorsa, büyük oranda yabancı bileşenle kirlidir.

Kullanım alanları

Hidrojen yandığında o kadar çok enerji (ısı) açığa çıkar ki bu gaz en karlı yakıt olarak kabul edilir. Üstelik çevre dostudur. Ancak bugüne kadar bu alandaki uygulaması sınırlıdır. Bunun nedeni, reaktörlerde, motorlarda ve taşınabilir cihazlarda yakıt olarak ve ayrıca konutlarda ısıtma kazanlarında kullanılmaya uygun olan saf hidrojen sentezinin kötü düşünülmüş ve çözülmemiş sorunlarından kaynaklanmaktadır.

Sonuçta, bu gazı elde etme yöntemleri oldukça pahalıdır, bu nedenle önce özel bir sentez yöntemi geliştirmek gerekir. Bir ürünü büyük miktarlarda ve minimum maliyetle almanızı sağlayacak bir ürün.

Düşündüğümüz gazın uygulama bulduğu birkaç ana alan var.

1. Kimyasal sentezler. Hidrojenasyon sabunlar, margarinler ve plastikler üretir. Hidrojen, metanol ve amonyak ile diğer bileşiklerin katılımıyla sentezlenir.
2. Gıda endüstrisinde - katkı maddesi olarak E949.
3. Havacılık endüstrisi (roket, uçak yapımı).
4. Elektrik Mühendisliği.
5. Meteoroloji.
6. Çevre dostu yakıt.

Açıkçası, hidrojen doğada olduğu kadar önemlidir. Daha da büyük bir rol, oluşturduğu çeşitli bileşikler tarafından oynanır.

hidrojen bileşikleri

Bunlar hidrojen atomları içeren karmaşık maddelerdir. Bu tür maddelerin birkaç ana türü vardır.

1. Hidrojen halojenürler. Genel formül HHal'dir. Aralarında özellikle önemli olan hidrojen klorürdür. Hidroklorik asit çözeltisi oluşturmak için suda çözünen bir gazdır. Bu asit, hemen hemen tüm kimyasal sentezlerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Hem organik hem inorganik. Hidrojen klorür, HCL ampirik formülüne sahip bir bileşiktir ve ülkemizde her yıl üretim açısından en büyüklerden biridir. Hidrojen halojenürler ayrıca hidrojen iyodür, hidrojen florür ve hidrojen bromürü içerir. Hepsi karşılık gelen asitleri oluşturur.
2. Uçucu Hemen hepsi oldukça zehirli gazlardır. Örneğin, hidrojen sülfür, metan, silan, fosfin ve diğerleri. Üstelik çok yanıcıdır.
3. Hidrürler metal içeren bileşiklerdir. Tuz sınıfına aittirler.
4. Hidroksit: bazlar, asitler ve amfoterik bileşikler. Mutlaka bir veya daha fazla hidrojen atomu içerirler. Örnek: NaOH, K 2, H2S04 ve diğerleri.
5. Hidrojen hidroksit. Bu bileşik daha çok su olarak bilinir. Hidrojen oksitin diğer adı. Ampirik formül şöyle görünür - H 2 O.
6. Hidrojen peroksit. Formülü Н 2 О 2 olan en güçlü oksitleyici ajandır.
7. Çok sayıda organik bileşik: hidrokarbonlar, proteinler, yağlar, lipitler, vitaminler, hormonlar, uçucu yağlar ve diğerleri.

Ele aldığımız elementin bileşik çeşitliliğinin çok fazla olduğu aşikardır. Bu, onun doğa ve insan için olduğu kadar tüm canlılar için de yüksek önemini bir kez daha doğrulamaktadır.

en iyi çözücüdür

Yukarıda belirtildiği gibi, bu maddenin ortak adı sudur. Kovalent polar bağlarla bağlı iki hidrojen atomu ve bir oksijenden oluşur. Su molekülü, özelliklerinin çoğunu açıklayan bir dipoldür. Özellikle, evrensel bir çözücüdür.

Neredeyse tüm kimyasal işlemlerin gerçekleştiği su ortamındadır. Canlı organizmalarda plastik ve enerji metabolizmasının iç reaksiyonları da hidrojen oksit yardımıyla gerçekleştirilir.

Su, gezegendeki en önemli madde olarak kabul edilir. Hiçbir canlı organizmanın onsuz yaşayamayacağı bilinmektedir. Dünya'da, üç kümelenme durumunda var olabilir:

• sıvı;
• gaz (buhar);
• katı (buz).

Molekülün bir parçası olan hidrojen izotopuna bağlı olarak üç tür su vardır.

1. Hafif veya protium. Kütle numarası 1 olan bir izotop Formül - H 2 O. Bu, tüm organizmalar tarafından kullanılan yaygın bir formdur.
2. Döteryum veya ağır, formülü D 2 O'dur. 2 H izotopunu içerir.
3. Süper ağır veya trityum. Formül T 3 O'ya benziyor, izotop 3 N.

Gezegendeki taze protium suyu rezervleri çok önemlidir. Şimdiden birçok ülkede bunun eksikliği var. İçme suyu elde etmek için tuzlu suyun arıtılması için yöntemler geliştirilmektedir.

Hidrojen peroksit çok yönlü bir çözümdür

Yukarıda bahsedildiği gibi bu bileşik, mükemmel bir oksitleyici ajandır. Bununla birlikte, güçlü temsilciler ile bir restoratör olarak da davranabilir. Ek olarak, belirgin bir bakteri yok edici etkiye sahiptir.

Bu bileşik için başka bir isim peroksittir. Tıpta bu formda kullanılır. Söz konusu bileşiğin %3'lük bir kristalin hidrat çözeltisi, küçük yaraları dezenfekte etmek için tedavi etmek için kullanılan tıbbi bir ilaçtır. Ancak bu durumda yara iyileşmesinin zamanla arttığı kanıtlanmıştır.

Hidrojen peroksit ayrıca roket yakıtında, endüstride dezenfeksiyon ve ağartma için, uygun malzemeleri (örneğin köpük) elde etmek için bir köpürtücü ajan olarak kullanılır. Ayrıca peroksit, akvaryumları temizlemeye, saçları beyazlatmaya ve dişleri beyazlatmaya yardımcı olur. Ancak aynı zamanda dokulara da zarar verir, bu nedenle uzmanlar tarafından bu amaçlar için önerilmemektedir.

Hidrojenin kimyasal özellikleri

Normal koşullar altında, moleküler hidrojen nispeten az aktiftir, doğrudan sadece en aktif metal olmayanlarla (flor ile ve ışıkta ve klor ile) birleşir. Ancak ısıtıldığında birçok elementle reaksiyona girer.

Hidrojen basit ve karmaşık maddelerle reaksiyona girer:

Yüksek sıcaklıklarda, Hidrojen doğrudan reaksiyona girer. bazı metallerle(alkali, toprak alkali ve diğerleri), beyaz oluşturan kristal maddeler- metal hidritler (Li H, Na H, KH, CaH 2, vb.):

H 2 + 2Li = 2LiH

Metal hidritler, karşılık gelen alkali ve hidrojeni oluşturmak için su tarafından kolayca ayrıştırılır:

CA H 2 + 2H 2 O = Ca (OH) 2 + 2H 2

1). oksijen ile Hidrojen su oluşturur:

Video "Hidrojenin yanması"

2H 2 + O 2 = 2H 2 O + Q

Sıradan sıcaklıklarda, reaksiyon 550 ° C'nin üzerinde - bir patlama ile son derece yavaş ilerler (2 hacim H 2 ve 1 hacim O 2 karışımına denir. oksihidrojen gazı) .

Video "Oksihidrojen gazının patlaması"

Video "Patlayıcı bir karışımın pişirilmesi ve patlaması"

2). halojenler ile Hidrojen, hidrojen halojenürler oluşturur, örneğin:

H2 + Cl2 = 2HCl

Aynı zamanda, hidrojen flor ile patlar (karanlıkta ve - 252 ° C'de bile), sadece aydınlatıldığında veya ısıtıldığında klor ve brom ile ve sadece ısıtıldığında iyot ile reaksiyona girer.

3). nitrojen ile Hidrojen, amonyak oluşumu ile etkileşime girer:

ZN2 + N2 = 2NH3

sadece katalizör üzerinde ve yüksek sıcaklık ve basınçlarda.

4). Isıtıldığında, Hidrojen kuvvetli bir şekilde reaksiyona girer. gri ile:

H2 + S = H2S (hidrojen sülfür),

selenyum ve tellür ile çok daha zordur.

5). saf karbon ile Hidrojen, katalizör olmadan yalnızca yüksek sıcaklıklarda reaksiyona girebilir:

2H 2 + C (amorf) = CH4 (metan)

- Hidrojen, metal oksitlerle yer değiştirme reaksiyonuna girer , ürünlerde su oluşur ve metal azalır. Hidrojen - bir indirgeyici maddenin özelliklerini gösterir:

Hidrojen kullanılır birçok metalin geri kazanılması için, oksitlerinden oksijen aldığı için:

Fe 3 O 4 + 4H 2 = 3Fe + 4H 2 O, vb.

Hidrojen uygulaması

Video "Hidrojen Uygulaması"

Şu anda, hidrojen büyük miktarlarda üretiliyor. Çok büyük bir kısmı amonyak sentezinde, yağların hidrojenasyonunda ve kömür, yağ ve hidrokarbonların hidrojenasyonunda kullanılmaktadır. Ayrıca hidrojen, hidroklorik asit, metil alkol, hidrosiyanik asit sentezinde, metallerin kaynaklanmasında ve dövülmesinde ve ayrıca akkor lambaların imalatında kullanılır. değerli taşlar... Hidrojen, 150 atm'nin üzerindeki basınç altında silindirlerde satılmaktadır. Koyu yeşil renklidirler ve kırmızı bir "Hidrojen" yazısına sahiptirler.

Hidrojen, sıvı yağları katı yağlara dönüştürmek (hidrojenasyon), kömür ve akaryakıtın hidrojenasyonu ile sıvı yakıtların üretilmesi için kullanılır. Metalurjide hidrojen, metalleri ve metal olmayanları (germanyum, silikon, galyum, zirkonyum, hafniyum, molibden, tungsten, vb.) elde etmek için oksitlerin veya klorürlerin indirgeyicisi olarak kullanılır.

Hidrojenin pratik uygulaması çeşitlidir: genellikle balon-sondalarla doldurulur, kimya endüstrisinde gıdada - katı yağların üretimi için çok önemli ürünlerin (amonyak vb.) bitkisel yağlar vb. Yüksek sıcaklık (2600 °C'ye kadar), oksijende hidrojenin yanmasından kaynaklanan, ateşe dayanıklı metaller, kuvars vb. eritmek için kullanılır. Sıvı hidrojen en verimli jet yakıtlarından biridir. Yıllık küresel hidrojen tüketimi 1 milyon tonu aşıyor.

Eğitmenler

2. Hidrojen

DEMİRLEME GÖREVLERİ

Hidrojenin ne olduğunu düşünün. Bu metal olmayan maddenin kimyasal özellikleri ve üretimi, okulda inorganik kimya dersinde incelenir. Mendeleev'in periyodik sistemini yöneten ve bu nedenle ayrıntılı bir açıklamayı hak eden bu unsurdur.

Bir bakışta bir öğeyi açma

Fiziksel olarak düşünmeden önce ve Kimyasal özellikler hidrojen, bu önemli elementin nasıl bulunduğunu öğrenelim.

On altıncı ve on yedinci yüzyıllarda çalışan kimyagerler, yazılarında asitler aktif metallere maruz kaldığında açığa çıkan yanıcı bir gazdan defalarca bahsetti. 18. yüzyılın ikinci yarısında G. Cavendish bu gazı toplayıp analiz etmeyi başardı ve ona "yanıcı gaz" adını verdi.

O zamanlar hidrojenin fiziksel ve kimyasal özellikleri çalışılmamıştı. A. Lavoisier, ancak on sekizinci yüzyılın sonunda, bu gazın suyu analiz ederek elde edilebileceğini belirlemeyi başardı. Kısa bir süre sonra, “su doğurmak” anlamına gelen yeni elementi hidrojen olarak adlandırmaya başladı. Hidrojen, modern Rusça adını M.F.Soloviev'e borçludur.

Doğada olmak

Hidrojenin kimyasal özellikleri ancak doğadaki bolluğu temelinde analiz edilebilir. Bu element hidro ve litosferde bulunur ve aynı zamanda minerallerin bir parçasıdır: doğal ve ilgili gaz, turba, petrol, kömür, petrol şist. Hidrojenin suyun ayrılmaz bir parçası olduğunu bilmeyecek bir yetişkin hayal etmek zor.

Ek olarak, bu metal olmayan hayvan organizmalarında nükleik asitler, proteinler, karbonhidratlar, yağlar şeklinde bulunur. Gezegenimizde, bu element oldukça nadiren serbest halde bulunur, belki de sadece doğal ve volkanik gazda.

Plazma biçiminde hidrojen, yıldızların ve Güneş'in kütlesinin yaklaşık yarısını oluşturur ve aynı zamanda yıldızlararası gazın bir parçasıdır. Örneğin, serbest formda olduğu kadar metan, amonyak formunda da bu metal olmayan, kuyruklu yıldızlarda ve hatta bazı gezegenlerde bulunur.

Fiziki ozellikleri

Hidrojenin kimyasal özelliklerini ele almadan önce, normal koşullar altında havadan daha hafif gaz halinde bir madde olduğunu ve birkaç izotopik formu olduğunu not edelim. Suda hemen hemen çözünmez ve yüksek ısı iletkenliğine sahiptir. Kütle numarası 1 olan Protium, en hafif şekli olarak kabul edilir. Radyoaktif özelliklere sahip olan trityum, nöronlar tarafından UV ışınlarına maruz kaldığında doğada atmosferik nitrojenden oluşur.

Molekül yapısının özellikleri

Hidrojenin kimyasal özelliklerini, onun karakteristik reaksiyonlarını düşünmek için yapısının özellikleri üzerinde duralım. Bunda iki atomlu molekül kovalent polar olmayan kimyasal bağ. Aktif metallerin asit çözeltileri ile etkileşimi yoluyla atomik hidrojen oluşumu mümkündür. Ancak bu formda, bu metal olmayan, yalnızca küçük bir süre için var olabilir, hemen hemen moleküler bir formda yeniden birleşir.

Kimyasal özellikler

Hidrojenin kimyasal özelliklerini düşünün. Bu kimyasal elementin oluşturduğu bileşiklerin çoğunda, onu aktif (alkali) metallere benzer kılan +1 oksidasyon durumu sergiler. Bir metal olarak karakterize eden hidrojenin ana kimyasal özellikleri:

• su oluşturmak için oksijen ile etkileşim;
• hidrojen halojenür oluşumu ile birlikte halojenlerle reaksiyon;
• kükürt ile birleştirildiğinde hidrojen sülfür elde etmek.

Aşağıda hidrojenin kimyasal özelliklerini karakterize eden reaksiyonların denklemi verilmiştir. Metal olmayan (-1 oksidasyon durumuna sahip) olarak, yalnızca aktif metallerle reaksiyona girerek onlarla karşılık gelen hidritleri oluşturduğuna dikkat çekiyoruz.

Normal sıcaklıklarda, hidrojen diğer maddelerle inaktif olarak etkileşime girer, bu nedenle reaksiyonların çoğu yalnızca ön ısıtmadan sonra gerçekleştirilir.

Periyodik sisteme başkanlık eden elementin bazı kimyasal etkileşimleri üzerinde daha ayrıntılı olarak duralım. kimyasal elementler Mendeleyev.

Su oluşumunun reaksiyonuna 285.937 kJ enerji salınımı eşlik eder. Yüksek sıcaklıklarda (550 santigrat dereceden fazla), bu sürece güçlü bir patlama eşlik eder.

Bu kimyasal özellikler arasında hidrojen gazı Endüstride önemli uygulama alanı bulan metal oksitlerle etkileşimi ilgi çekicidir. Modern endüstride katalitik hidrojenasyon yoluyla metal oksitler işlenir, örneğin saf metal, demir tortusundan (karışık demir oksit) izole edilir. Bu yöntem, hurda metalin verimli bir şekilde işlenmesini sağlar.

Hidrojenin havadaki nitrojen ile etkileşimini içeren amonyak sentezi, modern kimya endüstrisinde de talep görmektedir. Bu kimyasal etkileşimin meydana gelmesi için koşullar arasında basınç ve sıcaklığı not ediyoruz.

Çözüm

Normal koşullar altında aktif olmayan bir kimyasal olan hidrojendir. Sıcaklık arttıkça, aktivitesi önemli ölçüde artar. Bu madde organik sentezde talep görmektedir. Örneğin ketonlar hidrojenasyon yoluyla ikincil alkollere indirgenebilir ve aldehitler birincil alkollere dönüştürülebilir. Ek olarak, hidrojenasyon yoluyla, etilen ve asetilen sınıfının doymamış hidrokarbonlarını metan serisinin doymuş bileşiklerine dönüştürmek mümkündür. Hidrojen haklı olarak modern kimyasal üretimde talep edilen basit bir madde olarak kabul edilir.

22. derste " Hidrojenin kimyasal özellikleri"Dersten" aptallar için kimya»Hidrojenin hangi maddelerle reaksiyona girdiğini öğrenin; Hidrojenin hangi kimyasal özelliklere sahip olduğunu öğrenin.

hidrojen girer kimyasal reaksiyonlar basit ve karmaşık maddelerle. Bununla birlikte, normal koşullar altında hidrojen aktif değildir. Diğer maddelerle etkileşimi için koşullar yaratmak gerekir: sıcaklığı arttırın, bir katalizör kullanın, vb.

Hidrojenin basit maddelerle reaksiyonları

Isıtıldığında, hidrojen basit maddelerle - oksijen, klor, azot, kükürt ile bileşik reaksiyona girer.

Gaz çıkış borusundan çıkan saf hidrojeni havada tutuşturursanız, eşit, zar zor fark edilen bir alevle yanar. Şimdi bir oksijen kavanozuna hidrojeni yakan bir tüp yerleştiriyoruz (Şek. 95).

Hidrojenin yanması devam ederken, reaksiyondan kaynaklanan kutunun duvarlarında su damlaları görülür:

Hidrojen yandığında çok fazla ısı açığa çıkar. Oksijen-hidrojen alevinin sıcaklığı 2000 ° C'nin üzerine çıkar.

Hidrojenin oksijen ile kimyasal reaksiyonu, bir bileşiğin reaksiyonlarını ifade eder. Reaksiyon hidrojen oksit (su) üretir. Bu, hidrojenin oksijenle oksidasyonunun gerçekleştiği anlamına gelir, yani bu reaksiyona oksidasyon reaksiyonu diyebiliriz.

Bununla birlikte, havanın yer değiştirmesi yöntemiyle ters çevrilmiş bir test tüpünde biraz hidrojen toplanırsa ve ardından açıklığına yanan bir kibrit getirilirse, o zaman küçük bir hidrojen karışımı patlamasının yüksek bir "havlama" sesi ve hava duyulacaktır. Bu karışıma "patlayıcı" denir.

Bir notta: Hava ile karıştırılan hidrojenin "patlayıcı gaz" oluşturma yeteneği, hidrojenle doldurulmuş balonlardaki kazaların nedeni olmuştur. Topun kabuğunun sıkılığının ihlali yangına ve hatta patlamaya neden oldu. Şu günlerde balonlar helyum veya sürekli üflenen sıcak hava ile doldurulur.

Klor atmosferinde hidrojen, karmaşık bir madde oluşumuyla yanar - hidrojen klorür... Bu durumda, reaksiyon ilerler:

Hidrojenin nitrojen ile reaksiyonu, bir katalizör varlığında yüksek sıcaklık ve basınçta gerçekleşir. Reaksiyonun bir sonucu olarak, amonyak NH3 oluşur:

Bir test tüpünde eriyen kükürte bir hidrojen akışı yönlendirilirse, deliğinde çürük yumurta kokusu hissedilecektir. Gaz hidrojen sülfür H2S'yi böyle koklar - hidrojenin kükürt ile reaksiyonunun ürünü:

Bir notta: Hidrojen sadece bazı metallerde değil, aynı zamanda bazı metallerde de çözülebilir.onlarla eğlenin. Bu, hidritler (NaH - sodyum hidrit) adı verilen kimyasal bileşikleri oluşturur. Bazı metallerin hidritleri, katı yakıtlı roket motorlarında yakıt olarak ve ayrıca termonükleer enerji üretiminde kullanılır.

Hidrojenin karmaşık maddelerle reaksiyonları

Hidrojen, yüksek sıcaklıklarda sadece basit maddelerle değil, aynı zamanda karmaşık maddelerle de reaksiyona girer. Örnek olarak bakır (II) oksit CuO ile reaksiyonunu ele alalım (Şekil 96).

Hidrojeni, ısıtılmış bakır (II) oksit CuO tozunun üzerinden geçirelim. Reaksiyon ilerledikçe tozun rengi siyahtan kahverengi-kırmızıya değişir. Bu, basit bakır maddesi Cu'nun rengidir. Reaksiyon sırasında tüpün soğuk kısımlarında sıvı damlacıkları belirir. Bu başka bir reaksiyon ürünüdür - su H 2 O. Bakırın basit maddesinden farklı olarak suyun karmaşık bir madde olduğuna dikkat edin.

Bakır (II) oksidin hidrojen ile reaksiyonu için denklem:

Hidrojen, bakır (II) oksit ile reaksiyona girerek oksijeni metal oksitten uzaklaştırma ve böylece metali bu oksitten indirgeme yeteneği sergiler. sonuç bakır geri kazanımı karmaşık madde CuO'dan metalik bakıra (Cu).

Kurtarma reaksiyonları- Bunlar, karmaşık maddelerin diğer maddelere oksijen atomları verdiği reaksiyonlardır.

Oksijen atomlarını uzaklaştıran maddeye indirgeyici madde denir. Bakır (II) oksit ile reaksiyonda indirgeyici madde hidrojendir. Hidrojen ayrıca PbO, HgO, MoO 3, WO 3, vb. gibi diğer bazı metallerin oksitleriyle de reaksiyona girer. Oksidasyon ve indirgeme her zaman birbirine bağlıdır. Bir madde (H 2) oksitlenirse, diğeri (CuO) indirgenir ve bunun tersi de geçerlidir.

Ders özeti:

1. Isıtıldığında, hidrojen oksijen, klor, azot, kükürt ile reaksiyona girer.
2. İndirgeme, oksijen atomlarının karmaşık maddelerden diğer maddelere salınmasıdır.
3. Oksidasyon ve indirgeme süreçleri birbirine bağlıdır.

Umarım ders 22" Hidrojenin kimyasal özellikleri“Anlaşılır ve bilgilendiriciydi. Herhangi bir sorunuz varsa, bunları yorumlara yazın.

Hidrojen bir gazdır, içinde ilk sırada olan odur. Periyodik tablo... Doğada yaygın olan bu elementin adı Latince'den “su üreten” olarak çevrilir. Peki hidrojenin bildiğimiz fiziksel ve kimyasal özellikleri nelerdir?

Hidrojen: genel bilgi

Normal koşullar altında hidrojen tatsız, kokusuz ve renksizdir.

Pirinç. 1. Hidrojen formülü.

Bir atom, maksimum iki elektronun yerleştirilebileceği bir enerji elektronik seviyesine sahip olduğundan, kararlı bir durum için bir atom ya bir elektron kabul edebilir (oksidasyon durumu -1) veya bir elektron bağışlayabilir (oksidasyon durumu +1), sabit değerlik I Bu nedenle hidrojen elementinin sembolü, alkali metallerle birlikte sadece IA grubuna (Grup I'in ana alt grubu) değil, aynı zamanda halojenlerle birlikte VIIA grubuna (Grup VII'nin ana alt grubu) yerleştirilir. Halojen atomları da dış seviyeyi dolduracak bir elektrondan yoksundur ve hidrojen gibi metal değildirler. Hidrojen, daha elektronegatif metalik olmayan elementlerle ilişkili olduğu bileşiklerde pozitif bir oksidasyon durumu ve metalli bileşiklerde negatif bir oksidasyon durumu sergiler.

Pirinç. 2. Hidrojenin periyodik tablodaki yeri.

Hidrojenin, her birinin kendi adı olan üç izotopu vardır: protium, döteryum, trityum. İkincisinin Dünya'daki sayısı ihmal edilebilir.

Hidrojenin kimyasal özellikleri

V basit madde Atomlar arasındaki H2 bağı güçlüdür (bağlanma enerjisi 436 kJ / mol), bu nedenle moleküler hidrojenin aktivitesi düşüktür. Normal koşullar altında, yalnızca çok aktif metallerle etkileşime girer ve hidrojenin reaksiyona girdiği tek metal olmayan flordur:

F 2 + H 2 = 2HF (hidrojen florür)

Hidrojen, diğer basit (metaller ve metal olmayanlar) ve karmaşık (oksitler, tanımlanmamış organik bileşikler) maddelerle ya ışınlama ve artan sıcaklık üzerine ya da bir katalizör varlığında reaksiyona girer.

Hidrojen, önemli miktarda ısı açığa çıkararak oksijende yanar:

2H 2 + O 2 = 2H 2 O

Hidrojenin oksijenle karışımı (2 hacim hidrojen ve 1 hacim oksijen), ateşlendiğinde güçlü bir şekilde patlar ve bu nedenle patlayıcı gaz olarak adlandırılır. Hidrojen ile çalışırken güvenlik yönetmeliklerine uyulmalıdır.

Pirinç. 3. Oksihidrojen gazı.

Katalizörlerin varlığında gaz, nitrojen ile reaksiyona girebilir:

3H 2 + N2 = 2NH3

- Yüksek sıcaklık ve basınçlarda bu reaksiyona göre endüstride amonyak elde edilir.

Koşullarda Yüksek sıcaklık hidrojen kükürt, selenyum, tellür ile reaksiyona girebilir. ve alkali ile etkileşime girdiğinde ve alkali toprak metalleri hidritler oluşur:

- bu durumda, hidrojen oksitleyici bir ajanın rolünü oynar.

Hidrojen, birçok metalin oksitlerini indirgemek için artan sıcaklıkla su oluşumuna neden olan bir özelliğe sahiptir. Örneğin:

CuO + H 2 = H 2 O + Cu

- bu işlemde hidrojen bir indirgeyici ajandır 4.3. Alınan toplam puan: 70.