Ch2_1 (Химические таблицы)

ВОДОРОД

Водород H - первый элемент в периодической системе, самый распространённый элемент во Вселенной (92%); в земной коре массовая доля водорода составляет всего 1%.

Впервые выделен в чистом виде Г. Кавендишем в 1766 г. В 1787г. А.Лавуазье доказал, что водород - химический элемент.

Атом водорода состоит из ядра и одного электрона. Электронная конфигурация - 1S¹. Молекула водорода двухатомная. Связь ковалентная неполярная.

Радиус атома - (0,08 нм);

потенциал ионизации (ПИ) - (13,6 эВ);

электроотрицательность (ЭО) - (2,1);

степени окисления ­­- (-1; +1).

Изотопы:

1	Н - протий (99,98% по массе);
1

2	D - дейтерий (0,02%);
1

3	T - тритий (получен искусственно).
1

Физические свойства.

Водород - газ, бесцветный, без запаха; t°_кип = -253°C; t°_пл = -259°C; почти не растворяется в воде (в 100V H₂O растворяется 2V H₂); легче воздуха. D (по воздуху) = 0,069.

Способы собирания.

Вытеснением воды	Вытеснением воздуха

Получение

1. взаимодействие активных металлов с кислотами - неокислителями:

Zn + 2HCl ® ZnCl₂ + H₂­

1. взаимодействие алюминия (или цинка) с водными растворами щелочей:

2Al + 2NaOH + 6H₂O ® 2Na[Al(OH)₄] + 3H₂­

1. электролиз воды и водных растворов щелочей и солей:

2H₂O ® 2H₂­+ O₂­

2NaCl + 2H₂O ® H₂­+ Cl₂­+ 2NaOH

1. пропускание паров воды над раскалённым углём при 1000°C:

C + H₂O « CO + H₂

1. конверсия метана при 900°C:

CH₄ + H₂O « CO + 3H₂

Методы (1,2) используют в лаборатории, (3-5) используют в промышленности.

Химические свойства

При обычных условиях малоактивен (реагирует только с фтором)

Восстановительные свойства:

1. с неметаллами:

2H₂⁰ + O₂ ® 2H₂⁺¹O

(со взрывом при поджоге)

H₂⁰ + S –^150-250® H₂⁺¹S

3H₂⁰ + N₂ ^p;t 2NH₃⁺¹

(в присутствии железного катализатора)

H₂⁰ + F₂ ® 2HF

(со взрывом)

H₂ + I₂ ^t 2H⁺¹I^-1

1. с оксидами металлов:

H₂⁰ + СuO –^t® Cu + H₂O

(метод получения малоактивных металлов Pb, Mo, W, Ni, Cu и др. из их оксидов)

Окислительные свойства

1. с щелочными и щелочноземельными металлами:

H₂⁰ + 2Li⁰ ® 2Li⁺¹H^-1

H₂⁰ + Ca⁰ ® Ca⁺²H₂^-1

Гидриды MeH_n - сильные восстановители за счёт водорода в степени окисления (-1). Разлагаются водой и кислотами:

NaH + H₂O ® NaOH + H₂­

CaH₂ + 2H₂O ® Ca(OH)₂ + 2H₂­

LiH + HCl ® LiCl + H₂­

Применение

1. Для промышленного синтеза NH₃, HCl, CH₃OH (реакцией CO + 2H₂ –^p;t;kat® CH₃OH)

1. Восстановление редких металлов из оксидов (W, Mo и др.).

1. Гидрирование органических соединений (в частности, гидрогенизация растительных масел в твёрдые жиры).

1. Для сварки и резки металлов водородно-кислородным пламенем.

КОНЕЦ РАЗДЕЛА