Химический элемент Водород

1(1,008)

H

Водород

Группа 1 Температура плавления -259,16 ° С, -434,49 ° F, 13,99 К
Период 1 Точка кипения -252,879 ° С, -423,182 ° F, 20,271 К
Блокировать s Плотность (г см -3 ) 0,000082
Атомный номер 1 Относительная атомная масса 1,008
Состояние при 20 ° C Газ Ключевые изотопы 1 ч, 2 ч
Электронная конфигурация 1с 1 Количество CAS 133-74-0

Использование и свойства элемента Водород

Объяснение изображения

Изображение основано на культовой модели атома, впервые предложенной Нильсом Бором в 1913 году.

Внешность

Бесцветный газ без запаха. У него самая низкая плотность из всех газов.

Использует

Некоторые видят в газообразном водороде чистое топливо будущего, получаемое из воды и возвращающееся в воду при ее окислении. Топливные элементы, работающие на водороде, все чаще рассматриваются как «экологически чистые» источники энергии и теперь используются в некоторых автобусах и автомобилях.Водород также имеет много других применений. В химической промышленности он используется для производства аммиака для сельскохозяйственных удобрений (процесс Габера), а также циклогексана и метанола, которые являются промежуточными продуктами при производстве пластмасс и фармацевтических препаратов. Он также используется для удаления серы из топлива в процессе переработки нефти. Большие количества водорода используются для гидрогенизации масел с образованием жиров, например, для производства маргарина.В стекольной промышленности водород используется в качестве защитной атмосферы для изготовления плоских листов стекла. В электронной промышленности он используется в качестве промывочного газа при производстве кремниевых чипов.Низкая плотность водорода сделала его естественным выбором для одного из первых практических применений — наполнения воздушных шаров и дирижаблей. Однако он энергично реагирует с кислородом (образуя воду), и его будущее наполнение дирижаблей закончилось, когда загорелся дирижабль Гинденбург.

Биологическая роль

Водород — незаменимый элемент для жизни. Он присутствует в воде и почти во всех молекулах живых существ. Однако сам водород не играет особо активной роли. Он остается связанным с атомами углерода и кислорода, в то время как химия жизни происходит в более активных центрах, включая, например, кислород, азот и фосфор.

Природное изобилие

Водород — это самый распространенный элемент во Вселенной. Он находится на Солнце и в большинстве звезд, а планета Юпитер состоит в основном из водорода.На Земле водород содержится в наибольших количествах в виде воды. Он присутствует в атмосфере в виде газа только в крошечных количествах — менее 1 части на миллион по объему. Любой водород, попадающий в атмосферу, быстро ускользает от гравитации Земли в космическое пространство.Большая часть водорода производится путем нагревания природного газа водяным паром с образованием синтез-газа (смеси водорода и окиси углерода). Синтез-газ отделяется с получением водорода. Водород также можно получить путем электролиза воды.

История химического элемента Водород

В начале 1500-х годов алхимик Парацельс заметил, что пузыри, выделяющиеся при добавлении железных опилок к серной кислоте, легко воспламеняются. В 1671 году Роберт Бойль сделал то же наблюдение. Ни один из них не продолжил открытие водорода, и поэтому Генри Кавендиш заслуживает похвалы. В 1766 году он собрал пузыри и показал, что они отличаются от других газов. Позже он показал, что когда водород горит, он образует воду, тем самым положив конец убеждению, что вода является элементом. Антуан Лавуазье дал газу название « водород» , что означает «водообразователь».

В 1931 году Гарольд Юри и его коллеги из Колумбийского университета в США обнаружили вторую, более редкую форму водорода. Это в два раза больше массы обычного водорода, и они назвали его дейтерием.

Химические свойства

Атомный радиус, несвязанный (Å) 1,10 Ковалентный радиус (Å) 0,32
Сродство к электрону (кДж моль -1 ) 72,769 Электроотрицательность (шкала Полинга) 2,20
Энергия ионизационной (кДж моль -1 ) 1- й 1312,052- й -3- й-4 чт -5 чт -6 чт -7 чт -8 чт-

Состояния окисления и изотопы Водород

Общие состояния окисления 1 , -1
Изотопы Изотоп Атомная масса Естественное изобилие (%) Период полураспада Режим распада
1 ч 1,008 99,9885
2 ч 2,014 0,0115
3 ч 3,016 12.31 года β-

Данные о давлении и температуре

Удельная теплоемкость (Дж кг −1 K −1 ) 14304 Модуль Юнга (ГПа) Неизвестно
Модуль сдвига (ГПа) Неизвестно Объемный модуль (ГПа) Неизвестно
Давление газа
Температура (K) 400600800100012001400160018002000 г.22002400
400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 г. 2200 2400
Давление (Па) ————

Связанные энтальпии

Ковалентная связь Энтальпия (кДж моль -1 ) Найти в Br – H 365,7 HBr Cl – H 431,4 HCl H – F 565 HF H – H 435,9 H 2 H – Si 318 SiH 4 H – N 390,8 NH 3 H – P 322 PH 3 H – As 247 AsH 3 C – H 413 Общее C – H 415,5 CH 4 H – S 347 H 2 S H-I 298,7 H-I H – O 462,8 H 2 O H – Se 276 H 2 Se
Ковалентная связь Энтальпия (кДж моль -1 ) Найти в
Br – H 365,7 HBr
Cl – H 431,4 HCl
H – F 565 HF
H – H 435,9 H 2
H – Si 318 SiH 4
H – N 390,8 NH 3
H – P 322 PH 3
H – As 247 AsH 3
C – H 413 Общее
C – H 415,5 CH 4
H – S 347 H 2 S
H-I 298,7 H-I
H – O 462,8 H 2 O
H – Se 276 H 2 Se