Ջրածին, թե ինչ է դա իրերը. Քիմիական եւ ֆիզիկական հատկությունները ջրածնի

Յուրաքանչյուր քիմիական տարր ունի իր ուրույն տեղն դիրքերը պարբերական համակարգում, որը արտացոլում բնութագրերը ցուցադրվել է նրանց, եւ խոսում է իր էլեկտրոնային կառուցվածքի. Սակայն, կա մեկը, մասնավորապես բոլոր ատոմների, որը տեւում է ընդամենը երկու բջիջները: Այն գտնվում է երկու բոլորովին հակառակ է հատկություններով ցուցադրվել է խմբերի տարրերի. Ջրածինը. Այս հատկանիշները դարձնել այն եզակի.

Ջրածին, - ոչ միայն տարր, բայց մի պարզ նյութ, ինչպես նաեւ անբաժանելի մասն են բարդ միացությունների, կենսածին եւ organogenic տարր. Այդ իսկ պատճառով, մենք համարում ենք, դրա առանձնահատկությունները եւ հատկությունները մանրամասն.

Ջրածին է քիմիական տարր

Ջրածին - տարրն առաջին խմբի հիմնական խմբի, ինչպես նաեւ յոթերորդ խումբը հիմնական խմբի առաջին փոքր ժամանակահատվածում: Այս ժամանակահատվածը բաղկացած է ընդամենը երկու ատոմների հելիումով եւ տարր շփման: Մենք նկարագրել հիմնական հատկանիշները Ջրածնային պաշտոնի պարբերական համակարգում:

1. Հերթական համարը ջրածնի - 1-էլեկտրոնների նույնն է, համապատասխանաբար, պրոտոնները, որքան: Ատոմային զանգված - 1,00795. Կան երեք իզոտոպի տարրի զանգվածային թվերի 1, 2, 3, սակայն, հատկությունների յուրաքանչյուր տարբերվում մեծապես, քանի որ աճ in mass մեկ միավորի նույնիսկ պարզապես մեկ անգամ ջրածնի է կրկնակի:
2. Այն փաստը, որ արտաքին էներգետիկ մակարդակը այն պարունակում է միայն մեկ էլեկտրոն, դա կարող է հաջողությամբ է լինել, այնպես էլ oxidizing եւ նվազեցնել հատկությունները: Ի լրումն, այն բանից հետո, զարհուրանք էլեկտրոնի նա շարունակում է մնալ ազատ ուղեծրի, որը գտնվում է ներգրավված է ձեւավորման քիմիական պարտատոմսերի դոնոր-ընդունող մեխանիզմի:
3. Ջրածին - ը ուժեղ կրճատելով գործակալ. Հետեւաբար, այն համարվում է հիմնական վայրն առաջին խմբի հիմնական խմբի, որտեղ նա գլխավորած առավել ակտիվ մետաղներ - ալկալային.
4. Սակայն, ըստ ռեակցիայի հետ ուժեղ նվազեցնող գործակալների, ինչպիսիք են, օրինակ, մետաղներ, եւ դա կարող է լինել հակաօքսիդանտը, ընդունելով էլեկտրոնը: Այս միացություններ են կոչվում են հիդրիդներ: Այս հիման վրա նա տանում է ենթախմբի հալոգեններից, որը նման.
5. Շնորհիվ շատ փոքր ատոմային զանգվածի ջրածնի համարվում է ամենաթեթեւ տարր. Բացի այդ, խտությունը նաեւ շատ փոքր է, այնպես որ դա նաեւ ուղենիշ հեշտությամբ.

Այսպիսով, ակնհայտ է, որ ջրածնի ատոմ - մի բոլորովին եզակի է, ի տարբերություն բոլոր մյուս տարր. Հետեւաբար, հատկությունների դա նաեւ հատուկ, եւ ձեւավորված պարզ եւ բարդ նյութերի շատ կարեւոր են: Եկեք համարում նրանց հետագա.

պարզ նյութ

Եթե մենք խոսում ենք այս տարրի որպես մոլեկուլ, ապա պետք է ասել, որ դա diatomic. Այսինքն, ջրածնի (պարզ նյութ), - գազի. Նրա փորձառական բանաձեւը, որը գրվել է որպես H ₂ եւ գրաֆիկա միջոցով մեկ ՍԻԳՄԱ-bond H-H: Ձեւավորման մեխանիզմը կապը ատոմների - ը ոչ բեւեռային covalent.

Նույնիսկ Henry Cavendish է 1766 կարողացել է բացել նյութ: Որ նա ապացուցեց, որ ջրածնի մի գազ, մեկը, որն ի վիճակի է հարված է օդում: Ավելի ուշ, հատկությունների են լավ սովորել, պարզ դարձավ, որ այդ նյութի, - ամենաթեթեւ շրջանում հայտնի:

Դեռ ուշ Lavoisier տվել անունը (որպես տարր, եւ նյութի հիման վրա) լատիներենի - hydrogenium, որը նշանակում է «ծնել ջուր». The discoverer 1781 godu այս տարրը Հենրի Քավենդիշ ապացուցեց, որ ջրի մի համադրություն ջրածնի եւ թթվածնի, այսինքն դա արձագանք արտադրանքը դրա: Եւ այդ լույսն գազը նույնպես շատ դյուրավառ, արդեն հայտնի է, որ XVI դարում, սա արտացոլված է գրառումների Paracelsus:

Այսպիսով, մոլեկուլային ջրածնի - շատ տարածված է բնության եւ, բնականաբար, տեղի գազային միացություն, որը բաղկացած է երկու ատոմների, որը կարող է հարված է օդում: Բացի այդ, մոլեկուլ կարող է decomposed մեջ ատոմների, որը մասնակցում է միջուկային ռեակցիաների, վերածվելով հելիում կորիզ: Այս գործընթացները շարունակաբար տեղի են ունենում արեւի եւ տարածության մեջ, որոնք են հիմնական մատակարարները բաղադրություն:

Ջրածին մի նյութ, որը կարող է արտահայտել իրենց, եւ որպես oxidizing գործակալ, եւ որպես նվազեցնող գործակալ. Բացի այդ, դա շատ լայնորեն օգտագործվում է մարդկային գործունեության:

ֆիզիկական հատկությունները

Ֆիզիկական պարամետրերի ջրածնի ունի հետեւյալ:

1. Եռման կետ - (-252.76 ⁰ C):
2. Հալման կետը - (-259.2 ⁰ C):
3. Ի ջերմաստիճանում նշել է, որ մի անգույն հեղուկ, չունենալով հոտ:
4. Շատ բարձր ճնշումների գոյություն ունեն snowlike բյուրեղների ամուր ջրածնի.
5. Որոշակի պայմաններում (բարձր ճնշման եւ ցածր ջերմաստիճան) է փոխարկելի է մետաղական պետություն:
6. Գործնականում չլուծվող ջրի, այնպես որ մեղադրանքը հնարավոր է տեղահանումներ ջրի պատրաստման լաբորատորիայում:
7. Տակ սովորական պայմաններում ջրածնի մի գազի, անհոտ, անգույն ու անճաշակ:
8. Դյուրավառ եւ պայթուցիկ նյութեր:
9. Այն dissolves նաեւ մետաղների, քանի որ կարող է սփռած միջոցով իր հաստությամբ:
10. Մոտավորապես 14.5 անգամ ավելի գազը թեթեւ է, քան օդում:

Բյուրեղյա վանդակավոր մի պարզ մոլեկուլային նյութերի, կապի թույլ է, այդքան հեշտությամբ ոչնչացվում են:

քիմիական հատկությունները

Ինչպես վերը նշվեց, ջրածնի կարող ցուցադրել, այնպես էլ նվազեցման եւ Oxidising հատկությունները. Հնարավոր օքսիդացնող իշխանությունը տարր 1; -1. Հետեւաբար, այն հաճախ օգտագործվում են արդյունաբերության տարբեր համադրումներ եւ ռեակցիաների.

Օքսիդացում հատկությունները ջրածնի

1. Փոխգործակցության հետ ակտիվ մետաղների (ալկալային եւ ալկալային հողային) պայմանական պայմանների հանգեցնում է ձեւավորման աղ նման միացությունների կոչված հիդրիդներ: Օրինակ `lih, CaH _2, Խ, MgH _{2 եւ} այլոց:
2. Միացություններ քիչ ակտիվ մետաղների բարձր ջերմաստիճանի կամ ուժեղ լուսավորությունը (այդ ֆոտոքիմիական հարուցումը ռեակցիա), նաեւ ձեւավորել հիդրիդները:

Ջրածին նվազեցնելով հատկությունները

1. Փոխազդեցություն տակ նորմալ պայմաններում միայն ֆտորի (որպես ուժեղ oxidizing գործակալ): Որպես հետեւանք, մի ֆտորաջրածինը կամ hydrofluoric թթու HF:
2. Փոխազդեցության հետ գրեթե բոլոր ոչ մետաղների, սակայն տակ որոշակի ավելի շուտ խիստ պայմանների: Օրինակներ միացությունների `H ₂ S, NH _3, H ₂ O, PH _3, Sih ₄ եւ այլք:
3. Վերականգնվում մետաղներ իրենց օքսիդների պարզ է նյութերի. Սա մեկն է արդյունաբերական մեթոդների արտադրող մետաղական կոչված vodorodotermiey:

Մենք պետք է նաեւ կարեւորում ռեակցիաներ, որոնք օգտագործվում են օրգանական սինթեզ: Նրանք կոչվում են ջրածնավորումը - dehydrogenation եւ ջրածնային հագեցվածությունը, այսինքն, նրա հերձում է մոլեկուլ: Հիման վրա այդ մեթոդները, բազմակարծության փոխակերպումների ածխաջրածինների եւ այլ օրգանական միացությունների.

Լինելով բնության

Ջրածին - առավել տարածված նյութ է մեր մոլորակի եւ նրա սահմաններից դուրս: Ի վերջո, գրեթե բոլորը միջաստղային տարածության եւ աստղերի պատրաստված են կոնկրետ այս բաղադրություն. Տարածության մեջ, դա կարող է գոյություն ունենալ ձեւով:

• պլազմային.
• գազի;
• իոնները;
• ատոմների.
• մոլեկուլները:

Կան մի քանի տեսակներ տարբեր խտության ամպերի, որը բաղկացած հենց այս նյութին:

Խոսելով կոնկրետ տարածման մեջ երկրակեղեւի, ջրածնի է երկրորդ տեղը թվի ատոմների թթվածնի հետո իր մոտ 17%: Ազատ ձեւը հազվադեպ է, միայն չնչին գումարները որպես մաս չոր օդում: Առավել տարածված բարդ այս տարրի - ջուր. Այն իր կառուցվածքով, եւ այն հայտնաբերվել է մոլորակի.

Բացի այդ, ջրածնի անբաժանելի մասն է ցանկացած կենդանի օրգանիզմի: Ավելին, 63% -ը մարդկային մարմնի մի մասն է ատոմների. Ջրածին - ի տարրը organogenic հետեւաբար առաջացնում մոլեկուլները սպիտակուցներ, ճարպեր, ածխաջրեր եւ nucleic թթուներ, ինչպես նաեւ բազմաթիվ այլ կարեւոր միացություններ:

ընդունում

Կան տարբեր եղանակներ ստանալու գազ տակ մեզ. Դրանք ներառում են մի քանի արդյունաբերական եւ լաբորատոր սինթեզի տարբերակներ:

Առեւտրային գործընթացները արտադրում է ջրածնի :

1. Գոլորշու մեթան դարձի.
2. Գազաֆիկացումը ածուխ - գործընթացի ներառում ջեռուցման ածխածինը 1000 ⁰ C, դրանով իսկ ձեւավորելով ջրածին եւ ածխածին-ինտենսիվ:
3. Էլեկտրալուծում: Այս մեթոդը կարող է օգտագործվել միայն նստվածքային լուծումների տարբեր աղերի, քանի որ հալեցնում չի հանգեցնում է լիցքաթափել ջրի կաթոդ.

Լաբորատոր մեթոդներ արտադրում է ջրածնի:

1. Որ հիդրոլիզ մետաղական հիդրիդները:
2. Ակցիան նոսրացնել թթուներ վրա ակտիվ մետաղների եւ երկրորդային գործունեության մասին.
3. Փոխգործակցությունը ալկալիների եւ ալկալային հողերի մետաղների ջրով:

Է հավաքել ջրածնի արտադրվում, դա անհրաժեշտ է պահել խողովակի անկարգ ներքեւ. Ի վերջո, այդ գազը չի կարող հավաքել, քանի որ, օրինակ, ածխածնի երկօքսիդ: Է ջրածնի, դա շատ թեթեւ է, քան օդում: Արագ անհետանում, եւ մեծ քանակությամբ, երբ խառնվում օդային explodes. Հետեւաբար, պետք է խողովակ դիմել: Հետո դրա ավարտից այն պետք է փակել մի ռետինե կալան.

Ստուգել անաղարտությունը հավաքված ջրածնի պետք է բերել պարանոցի մի լուսավորված խաղից: Եթե բամբակ ձանձրալի եւ հանգիստ - այսպես գազի մաքուր է, նվազագույն օդային impurities. Եթե բարձրաձայն սուլոց կեղտոտ, մեծ մասնաբաժնով արտասահմանյան բաղադրիչների.

Ոլորտները օգտագործման

Այրման ընթացքում ջրածնի ազատ է արձակվել է այնքան մեծ քանակությամբ էներգիայի (ջերմության), որ գազի վառելիքի է առավել ձեռնտու. Ի լրումն, ոչ աղտոտող. Այսօր, սակայն, դրա օգտագործումը սահմանափակվում է այս ոլորտում. Սա պայմանավորված է անխոհեմ ամբողջությամբ չեն լուծվել խնդիրները սինթեզի մաքուր ջրածնից, որը կլինի հարմար է օգտագործման համար, որպես վառելիքի ռեակտորներով շարժիչների եւ շարժական սարքերի, ինչպես նաեւ ջեռուցման կաթսաներ տները:

Իրոք, մեթոդներ պատրաստման գազի բավականին թանկ են, այնպես որ, մինչ այդ, անհրաժեշտ է մշակել հատուկ սինթեզ մեթոդը: Մեկը, որ թույլ կտա ձեռք բերել արտադրանքը վրա մեծ մասշտաբով, եւ նվազագույն ջանքի համար.

Կան մի քանի բառ ոլորտները, որտեղ գազի օգտագործվում տակ առնել մեր կողմից:

1. Քիմիական սինթեզի. Հիման վրա ձեռք բերված ջրածնավորումը օճառի, մարգարին, պլաստիկ. Երբ ջրածնի մասնակցությունը սինթեզվում մեթանոլի եւ ամոնիակ, եւ այլ միացություններ.
2. Է սննդի արդյունաբերության, որպես հավելման E949:
3. Ավիացիայի ոլորտը (հրթիռ, օդանավերի):
4. Էլեկտրականություն:
5. Օդերեվութաբանություն.
6. Վառելիքի մաքուր տեսքը.

Ակնհայտ է, որ ջրածնի նույնքան կարեւոր է, որքան տարածվում է բնության. Դեռ կարեւոր դեր են խաղում նրանք ձեւավորված տարբեր միացություններ:

միացություններ ջրածնի

Այս համալիրը նյութ պարունակող ջրածնի ատոմների. մի քանի հիմնական տեսակներ նման նյութերի կարելի է նույնացնել:

1. Հալոգենային: Ընդհանուր առմամբ բանաձեւը - HHal. Առանձնահատուկ կարեւորություն նրանց շրջանում ջրածնի քլորիդ. Այս գազ, որը լուծվում է ջրում ձեւավորել աղաթթվի լուծույթ: Այս թթու լայնորեն օգտագործվում է գրեթե բոլոր քիմիական սինթեզ: Ընդ որում, թե օրգանական եւ անօրգանական: Ջրածին քլորիդ - բարդ ունեցող էմպիրիկ բանաձեւը HCl եւ մեկն է ամենամեծ առումով արտադրության մեկ տարվա այս երկրում. Կա նաեւ մի ջրածնի halide ներառում է ջրածնի iodide, ֆտորաջրածինը եւ ջրածնի բրոմիդ. Նրանք բոլորն էլ ձեւավորել համապատասխան թթու.
2. Անկայուն է ջրածնի Nonmetal միացություններ: Գրեթե բոլորն էլ բավականին թունավոր գազեր: Օրինակ, ծծմբաջրածինը, մեթան, silane, ֆոսֆին եւ այլոց: Դա շատ դյուրավառ.
3. Հիդրիդներ - միացություններ մետաղների. Վերաբերում է աղերի դասի.
4. Հիդրօքսիդներ: հիմքերը, թթուներ, եւ amphoteric միացություններ: Նրանց կազմը պահանջվում է ընդգրկել ջրածնի ատոմների, մեկ կամ ավելի. Օրինակ. NaOH, K ₂ [AL (OH) _4], Հ ₂ SO ₄ եւ այլք:
5. Հիդրօքսիդ ջրածնի. Սա բարդ է ավելի հայտնի է որպես ջրի. Մեկ այլ անուն ջրածնի օքսիդ: Նրա փորձառական բանաձեւը - H ₂ Օ.
6. Ջրածնի պերօքսիդ. Այս ուժեղ oxidizer, որը բանաձեւ ունի ձեւը H ₂ O _2:
7. Բազմաթիվ օրգանական միացություններ: ածխաջրածինները, սպիտակուցներ, ճարպեր, lipids, վիտամիններ, հորմոններ, եւ այլ եթերային յուղեր.

Հասկանալի է, որ բազմազանությունը միացումների ենք `հաշվի առնելով տարրը շատ մեծ է: Սա եւս մեկ անգամ հաստատում է բարձր արժեքը բնության եւ մարդու, ինչպես նաեւ բոլոր կենդանի էակների.

Օքսիդ ջրածնի - լավագույն վճարունակ

Ինչպես վերը նշվեց, որ ռամիկ անունը նյութ - ջուր. Այն բաղկացած է երկու ջրածնի ատոմների եւ մեկ թթվածին փոխկապակցված բեւեռային covalent պարտատոմսերի: Որ ջրի մոլեկուլ է dipole, որը բացատրում է, թե շատերը հատկությունների ցուցադրվել է այն: Մասնավորապես այն փաստը, որ դա հանդիսանում է ունիվերսալ վճարունակ.

Դա եղել է ջրային միջավայրում տեղի են ունենում գրեթե բոլոր քիմիական գործընթացները: Ներքին պլաստիկ ռեակցիաներ եւ էներգետիկ նյութափոխանակություն է կենդանի օրգանիզմների նույնպես իրականացվում է ջրածնի օքսիդ.

Ջուրը համարվում է առավել կարեւոր նյութ է մոլորակի. Հայտնի է, որ առանց դրա չի կարող ապրել մի կենդանի օրգանիզմ: Երկրի վրա, այն կարող է գոյություն ունենալ երեք պետությունների ագրեգացման:

• հեղուկ;
• Գազ (գոլորշու);
• պինդ (ICE):

Կախված է ջրածնի իզոտոպների է մոլեկուլ, կան երեք տեսակի ջուր:

1. Հեշտ կամ protium. Իզոտոպների հետ զանգվածային շարք 1. բանաձեւից - H ₂ O. Սա ծանոթ ձեւ է, որը օգտագործում է բոլոր օրգանիզմների.
2. Դեյտերիումի եւ ծանր, դա բանաձեւ - D ₂ O. պարունակում իզոտոպի ² Հ
3. Գերծանր կամ Տրիտիում. Բանաձեւը, քանի T ₃ O իզոտոպների - ³ Ն

Շատ կարեւոր պահուստները քաղցրահամ ջրի վրա մոլորակի protium: Արդեն շատ երկրներում պակաս կա դրա: Զարգացած մեթոդներ բուժման աղի ջուր է արտադրել խմելու ջուր:

Ջրածնի պերօքսիդ - ը ունիվերսալ միջոց է

Սա բարդ, ինչպես վերը նշվեց, հիանալի oxidant. Սակայն, ինչպես ուժեղ ներկայացուցիչները կարող են հանդես գալ եւ որպես նվազեցնող գործակալ էլ. Բացի այդ, այն ունի մի հզոր bactericidal ազդեցություն:

Մեկ այլ անվանումն է այս բաղադրություն - պերօքսիդ. Այս ձեւով այն օգտագործվում է բժշկության մեջ: 3% լուծույթ բյուրեղային միացությունների տակ առնել, - այս բժշկական թմրանյութերի, որը օգտագործվում է բուժման փոքր վերքերի հետ, նպատակ ունենալով նրանց վնասազերծում: Սակայն, դա ցույց տվեց, որ, միեւնույն ժամանակ, ապաքինմանը վերքերը ավելացումները:

Նաեւ ջրածնի պերօքսիդ, որը օգտագործվում է հրթիռային վառելիքի արդյունաբերության համար ախտահանման եւ bleaching, որպես փրփուրը գործակալ է ձեռք բերել համապատասխան նյութերը (փրփուր, օրինակ): Բացի այդ, պերօքսիդ օգնում է մաքրել aquariums, գունազրկվել մազերը սպիտակել ատամները. Սակայն, վնասների հյուսվածքներում, այնպես փորձագետները այդ նպատակով խորհուրդ չի տրվում: