خصائص الهيدروجين

البدء في النظر الكيميائية والفيزيائيةخصائص الهيدروجين، وتجدر الإشارة إلى أنه في الحالة المعتادة، وهذا العنصر الكيميائي هو في شكل الغازية. غاز عديم اللون الهيدروجين ليس له رائحة، فمن لا طعم له. لأول مرة كان يسمى هذا العنصر الكيميائي الهيدروجين بعد أن أجرى العلماء A. لافويزييه تجارب مع المياه، التي علمت أن العلم العالمي علمت أن الماء هو سائل متعدد المكونات يحتوي على الهيدروجين. حدث هذا الحدث في 1787، ولكن قبل وقت طويل من ذلك التاريخ، كان يعرف الهيدروجين لعلماء يسمى "غاز قابل للاحتراق".

الهيدروجين في الطبيعة

وفقا للعلماء، ويرد الهيدروجين في الأرضالقشرة والماء (حوالي 11.2٪ من إجمالي حجم المياه). هذا الغاز هو جزء من العديد من المعادن التي تستخلصها البشرية من أعماق الأرض لعدة قرون. جزئيا، خصائص الهيدروجين هي سمة من النفط والغاز الطبيعي والطين، للكائنات الحيوانية والنباتية. ولكن في شكله النقي، وهذا هو، ليست مرتبطة مع العناصر الكيميائية الأخرى من الجدول الدوري، وهذا الغاز نادر للغاية في الطبيعة. هذا الغاز يمكن الهروب إلى سطح الأرض خلال ثوران البراكين. الهيدروجين الحرة في كميات دقيقة موجودة في الغلاف الجوي.

الخصائص الكيميائية للهيدروجين

منذ الخصائص الكيميائية للهيدروجينهي غير موحدة، ويشير هذا العنصر الكيميائي على حد سواء إلى مجموعة I من نظام مندليف، وإلى المجموعة السابعة من النظام. كونه ممثلا للمجموعة الأولى، الهيدروجين هو في الواقع معدن قلوي، له حالة أكسدة +1 في معظم المركبات التي يدخل فيها. نفس التكافؤ هو سمة من الصوديوم والمعادن القلوية الأخرى. وفي ضوء هذه الخواص الكيميائية، يعتبر الهيدروجين عنصرا مشابها لهذه المعادن.

إذا كنا نتحدث عن الهيدريدات المعدنية، ثم أيونالهيدروجين لديه التكافؤ السلبي - حالة الأكسدة هو -1. يتم بناء نا + H- وفقا لنفس مخطط نا + كلوريد. هذه الحقيقة هي سبب إسناد الهيدروجين إلى المجموعة السابعة من نظام منديليف. الهيدروجين، ويجري في حالة من جزيء، شريطة أن يبقى في البيئة العادية، غير نشط، ويمكن أن تتحد فقط مع غير المعادن أكثر نشاطا لذلك. وتشمل هذه الفلور الفلور، في وجود ضوء، يجمع الهيدروجين مع الكلور. إذا تم تسخين الهيدروجين، يصبح أكثر نشاطا من خلال التفاعل مع العديد من عناصر نظام مندلييف الدوري.

يظهر الهيدروجين الذرية أكثر نشاطاالخصائص الكيميائية من الجزيئية. جزيئات الأكسجين شكل الماء - H2 + 1 / 2O2 = H2O. عندما يتفاعل الهيدروجين مع الهالوجينات، تتشكل هاليدات الهيدروجين H2 + Cl2 = 2HCl، يدخل الهيدروجين في هذا التفاعل في غياب الضوء وعند درجات حرارة سلبية عالية بما فيه الكفاية - حتى -252 درجة مئوية. الخصائص الكيميائية للهيدروجين تجعل من الممكن استخدامه لتقليل العديد من المعادن، لأنه عندما يتفاعل، الهيدروجين يمتص الأكسجين من أكاسيد المعادن، على سبيل المثال، كو + H2 = سو + H2O. ويشارك الهيدروجين في تكوين الأمونيا، ويتفاعل مع النيتروجين في التفاعل 3H2 + N2 = 2NH3، ولكن بشرط أن يتم استخدام المحفز، ويتم زيادة درجة الحرارة والضغط.

يحدث تفاعل حيوي أثناء التفاعلالهيدروجين مع الكبريت في التفاعل H2 + S = H2S، مما يؤدي إلى كبريتيد الهيدروجين. تفاعل الهيدروجين مع التيلوريوم والسيلينيوم هو أقل نشاطا قليلا. إذا لم يكن هناك محفز، ثم يتفاعل مع الكربون النقي، الهيدروجين إلا إذا تم إنشاء درجات حرارة عالية. 2H2 + C (غير متبلور) = الميثان (الميثان). في عملية نشاط الهيدروجين مع بعض الفلزات القلوية وغيرها، يتم الحصول على الهيدريدات، على سبيل المثال، H2 + 2Li = 2LiH.

الخصائص الفيزيائية للهيدروجين

الهيدروجين هو مادة كيميائية خفيفة جداالجوهر. على الأقل، يقول العلماء أنه في الوقت الراهن، لا توجد مادة أخف من الهيدروجين. كتلته هي 14.4 مرات أخف من الهواء، وكثافة 0.0899 غرام / لتر في 0 درجة مئوية. في درجات حرارة -259.1 درجة مئوية، الهيدروجين قادر على الذوبان - وهذا هو درجة حرارة حرجة جدا، والتي ليست نموذجية لتحويل معظم المركبات الكيميائية من دولة إلى أخرى. فقط عنصر مثل الهيليوم يتجاوز الخصائص الفيزيائية للهيدروجين في هذه الخطة. تسيل الهيدروجين أمر صعب، حيث أن درجة الحرارة الحرجة هي (-240 درجة مئوية). الهيدروجين هو معظم الغاز المقاوم للحرارة من كل ما هو معروف للبشرية. جميع الخصائص المذكورة أعلاه هي الخصائص الفيزيائية الأكثر أهمية للهيدروجين التي يستخدمها البشر لأغراض محددة. كما أن هذه الخصائص هي الأكثر صلة بالعلوم الحديثة.