Лекция (19) (1106729)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

ВОДОРОДЛекция № 13Водород в ПСВодород – общие сведенияПростейший атом: 1 протон, 1 электрон1s1Двойственное положение в ПС1 группа17 группаИмеет 1 валентныйэлектрон – аналогияс щелочнымиметалламиТребуется 1валентный электрон додостижения оболочкиинертного газа –аналогия с галогенамиСамый распространенный элемент воВселенной – 90% атомов, 75% массыИзотопы водорода= 32He + βраспад трития3 T1Есв(Н-Н) – Есв(D-D) = 7.76 кДж/мольВ.И. Горшков(1930-2008)D2O“тяжелая”водаСвойства атомарного водородаH+–e–+e–HРадиус21 pm37 pmЭл. конф.1s01s1H–133 pm1s2H – e– = H+ (“протон”)I1 = 13.6 эВ (1312 кДж/моль)H + e– = H– (гидрид)Ae = 0.75 эВ (72.35 кДж/моль)H+ + H2O = H3O+ (гидроксоний)ΔhH0(298) = –1091 кДж/мольH3O+Спектральные серии водорода1/λ = RH[1/n02 − 1/ni2]Спектр водорода ввидимой областиМолекулярный водородH2 газ без цвета, запаха и вкусаПлохо растворим во всех растворителяхТ.пл.

= –259.3 оС (13.7 К); Т.кип. = –252.7 оС (20.3 К)ΔатН0298 = 435 кДж/мольЕМО (Н2)σ*НσсвН2 Нd(H−H) = 74 pmМолекулярные ионы:Н2+: (σсв)1 к.с. = 1/2Н2−: (σсв)2(σ*)1 к.с. = 1/2Н3+Еe'a1'3с-2e– связьДвухатомные молекулы и ионыЕН2+Н2Н2−½2σ (σ*)1σ (σсв)К.С.½1d, Å1.060.741.12E,кДж/моль255435142Получение и свойства водорода1. Получение в промышленностиCH4 + H2O(газ)C(тв) + H2O(газ)СO + H2O(газ)1250 KNi1300 K675 KFe3O4CO + 3H2 (риформинг)CO + H2 (генераторный газ)ΔrH0298 = 131 кДж/мольCO2 + H2ΔrH0298 = –41 кДж/мольПолучение и свойства водорода2.

Получение в лабораторииCaH2 + 2H2O = Ca(OH)2 + 2H2↑Zn + H2SO4(р) = ZnSO4 + H2↑2Al + 10H2O + 2NaOH = 2Na[Al(OH)4(H2O)2] + 3H2↑2H2Oa2H2 + O2Электролиз воды3. Низкая реакционная способностьТат = 2000 К.На холоду в темноте реагирует только с F2H2 + F2 = 2HF(очень бурно)Получение и свойства водорода4. Активация гомолитической диссоциацииδ–2Na + H2 = 2NaHHHδ–Na – Na – Na – Na – Na – Na5. Активация гетеролитической диссоциацииCO + 2H2ZnO, 5 атм500 КCH3OHHCuO + H2 = Cu + H2OMoO3 + H2 = MoO2 + H2ON2 + 3H2Al2O3, Fe2O3δ+2NH3δ–HZn – O – Zn – O – Zn – O – Zn – OПолучение и свойства водорода6.

Инициация радикалов1) toH22H•H2 + O22OH•H• + O2OH• + O• •O• • + H2OH• + H•OH• + H2H2O + H•инициированиеразветвлениеразвитиеЦепные реакции2) hν3) aВзрывоопасность водородаДавление, мм.рт.стДля реакции 2H2 + O2 = 2H2OТретийпределГладкаяреакцияВторойпределВзрывПервый пределТемпература, ОСПрименение водородаПроизводствометалловПищеваяпромышленностьCH3OH,органическийсинтезH2Топливные батареи,новые источникиэнергииАммиак,пластики,удобренияРакетноетопливоОбразование химической связиЭнергия связи,кДж/мольχp(H) = 2.1SiGeBHAsP1.92.02.0 2.1 2.2 2.2 2.6E(H−H) = 435 кДж/мольχ(H) > χ(Э) Эδ+··· Hδ–BeH2χ(H) < χ(Э) Эδ– ··· Hδ+H2SCВодородная связь образуетсямежду связанным водородом иэлектроотрицательнымиэлементами, имеющиминеподеленную электронную паруЕ, кДж/мольH ··· FH29H ··· OH225H ··· NH317H ··· SH27Температура кипения, ОСВодородная связьНомер периодааммиакводаметанТемпература кипения, ОСВодородная связьНомер периодаПотенциальная энергияВодородная связьДлина связиГидридысолеобразныеполимерныеметаллическиенеизвестнымолекулярныеГидриды1.

Солеобразные гидриды2Li + H2 = 2LiH(т.пл. 680 оС)NaH + H2O = NaOH + H2MgH24LiH + AlCl3Et2OLi[AlH4] + 3LiCl↓4NaH + BCl3THFNa[BH4] + 3NaCl↓Солеобразные гидриды обладаютструктурами галогенидов щелочныхи щелочноземельных металлов:Ионные соединения!NaHГидриды2. Металлические гидридыМеталлическая проводимость, нестехиометрияYb + H2 = YbH2YbH2 + 0.86[H]PLaNi5 + 3H2tZrHxLaNi5H6PdYbH2.86(хранение водорода)LaNi5H6Гидриды3. Полимерные гидридыУстойчивы к действию воды и разбавленных кислот2ZnI2 + LiAlH4Et2O2ZnH2 + LiI + AlI34CuSO4 + 3H3PO2 + 6H2O = 4CuH + 3H3PO4 + 4H2SO4μ2 - лигандМО трехатомной молекулыBeH2zE1s – 2pz + 1sBeBeH22σu1s – 2s + 1s2σg2p1s + 2pz + 1s1πu1σu2s1s + 2s + 1s2H1σg1s(x2)Водаsp3 – гибридизацияd(H-O) = 96 pmEАВ2Е2 по ГиллеспиOH2OH3a1МО (H2O)Определяетдонорныесвойства2b21b11b22a11a1Структура водыЛед-1Клатрат (Xe)2(CCl4)6· 46(H2O)Свойства воды1. ΔfG0298 = –237.1 кДж/мольdж = 1 г/см3ε298 = 78.39dтв = 0.92 г/см32.

2H2O ⇔ H3O+ + OH–kW = 1·1014основаниеH2O + HCl ⇔ H3O+ + Cl–кислотаNH3 + H2O ⇔ NH4+ + OH–3. Окислитель2H2O(ж) + 2Al(тв) = 2Al(OH)3 + H2H2O(г) + 3FeO(тв) ⇔ Fe3O4 + H24. Восстановитель2H2O + 4CoF3(р-р) = 4CoF2 + O2 + 4HFμ = 1.84 DПероксид водородаН2О2бледно-голубая жидкостьТпл. = –0.4 оСТкип = 152 оС (с разложением)ΔfG0298 = –120.5 кДж/мольμ = 1.57 D149 пм95о95 пмПолучение:BaO2 + H2SO4 = BaSO4↓ + H2O2Разложение:Н2О2 (ж) = Н2О (ж) + 1/2 О2 (г)Кислота:Н2О2 + Н2О ⇔ Н3О+ + НО2−H2O2 + 2NaOH ⇔ Na2O2 + 2H2OΔrH0298 = –98 кДж/мольpKa = 11.65Red/OX свойства Н2О21.

Сильный окислитель в кислой среде2NaI + H2O2 + H2SO4 = I2 + Na2SO4 + 2H2OE0 (H2O2/H2O) = +1.78 В2. Восстановитель в кислой среде2KMnO4 + 5H2O2 + 3H2SO4 = 2MnSO4 + 5O2 + K2SO4 + 8H2OE0 (O2/H2O2) = +0.68 В3. Окислитель в щелочной среде2Cr(OH)3 + 3H2O2 + 4KOH = 2K2CrO4 + 8H2OE0 (H2O2/OH−) = +1.14 В4. Восстановитель в щелочной среде2KOH + Cl2 + H2O2 = 2KCl + O2 + 2H2OE0 (O2/H2O2) = +0.15 В5. Гетерогенный окислительPbS (тв) + 4H2O2 = PbSO4 (тв) + 4H2O.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов лекций