Im Periodensystem von Mendelejew steht auf Platz 1 das häufigste Element im Universum - Wasserstoff. Ihre prozentuale Verteilung nähert sich 75 %. Sein niedrigster Geh alt wird in den Schichten der Atmosphäre festgestellt - 0,0001%. Die Erdkruste enthält 1 Massenprozent Gas. Seine größte Menge wird im Wasser beobachtet: 12%. Auf unserem Planeten ist es das dritthäufigste chemische Element.
Artikelbeschreibung
Das Wasserstoffmolekül, dessen Formel H-H oder H2 ist, ist mit physikalischen und chemischen Eigenschaften ausgestattet.
Wasserstoff ist ein Gas, das weder Farbe noch Geruch hat. Die Platzierung von Wasserstoff in der Tabelle auf Platz 1 ist darauf zurückzuführen, dass sich dieses Element unter verschiedenen Bedingungen als Metall oder als Gas manifestieren kann. Es hat 1 Elektron in seinem äußeren Orbital, das Wasserstoff abgeben (metallische Eigenschaften) oder ein weiteres aufnehmen kann (Gaseigenschaften).
Der Durchmesser eines Wasserstoffmoleküls beträgt 27 nm.
Der Durchmesser eines Wasserstoffatoms beträgt 1A, der Radius 0,41A.
Eigenschaften
Physical umfasst Folgendes:
- Siedepunkt– 256oS.
- Schmelzpunkt -259,2oC.
- Luftgewicht (D) - 0,069.
- Wasserstoff ist schwer wasserlöslich.
Die chemischen Eigenschaften sind:
- Die unpolare Bindung zwischen den Teilchen eines Moleküls hat eine Energie von 436 kJ/mol.
- Die thermische Dissoziationstemperatur beträgt 2000oC.
- Reagiert mit:
- Halogene;
- Sauerstoff;
- grau;
- Stickstoff;
- Stickstoffmonoxid;
- aktive Metalle.
In der Natur kommt Wasserstoff sowohl in seiner natürlichen Form als auch in Form von Isotopen vor: Protium, Deuterium und Tritium.
Die Struktur des Moleküls
Das Molekül eines Elements hat eine einfache Struktur. Die Zusammensetzung des Wasserstoffmoleküls wird durch zwei Atome dargestellt, die bei Annäherung eine kovalente unpolare Bindung bilden, sowie ein Elektronenpaar. Die Struktur eines Atoms ist: 1 positiv geladener Kern, um den sich 1 negativ geladenes Elektron bewegt. Dieses Elektron befindet sich im 1s-Orbital.
H - 1e=H+ dieses Wasserstoffion ist positiv.
Dieser Ausdruck weist darauf hin, dass Wasserstoff ähnliche Parameter wie die Elemente der Gruppe 1 im Periodensystem hat, bei denen es sich um Alkalimetalle (Lithium, Natrium, Kalium) handelt, die ihr einziges Elektron in der äußeren Umlaufbahn abgeben.
H + 1e=H– negatives Wasserstoffion.
Diese Gleichung zeigt, dass Wasserstoff mit ähnlichen Elementen aus der 7. Gruppe verwandt ist, die gasförmig sind und die fehlenden Elektronen aufnehmen könnenauf seine äußere elektronische Ebene. Zu diesen Gasen gehören: Fluor, Chlor, Brom usw.
Die Zusammensetzung des Wasserstoffmoleküls ist unten grafisch dargestellt.
Der Abstand zwischen Wasserstoffatomen beträgt r=0,74 Å, während die Summe der Bahnradien 1,06 Å beträgt. Dies beeinflusst die Tiefe der Elektronenwolkenüberlappung und eine starke, stabile Wasserstoffbrücke.
Das Wasserstoffatom ist das elementarste Atom der Natur. Die Größe eines atomaren Protons beträgt 10,5 Å und der Durchmesser eines Atoms 0,1 nm.
Isotopenmoleküle haben eine besondere Struktur. Der Atomkern von Protium besteht nur aus einem Proton. Das Isotop wird bezeichnet als: 1Н.
Die Kernstruktur sieht aus wie ein Komplex aus einem Proton und einem Neutron (2H).
3Н - Tritium - ist in seiner atomaren Struktur mit einem Kern mit 1 Proton und zwei Neutronen ausgestattet.
Masse
In der Wissenschaft gibt es Formeln, die die Masse eines Wasserstoffmoleküls berechnen. Bestimmen Sie bezogen auf das Element die Molekül- und Atommassen.
Die Molmasse eines Wasserstoffmoleküls berechnet sich nach der allgemeinen Formel:
M=m / n, wobei m die Masse des Stoffes ist, n seine Menge.
Die Masse eines Atoms beträgt 1,008 amu. Folglich ist die relative Masse des Moleküls auch gleich 1,008 Da das Wasserstoffmolekül aus zwei Atomen besteht, beträgt das relative Atomgewicht 2,016 a.u. m. Die Masse eines Wasserstoffmoleküls wird in Gramm pro Mol (g/mol) ausgedrückt.
Wert inNatur
Der bedeutendste Stoff in der Natur, der in Verbindung mit Sauerstoff Wasserstoff bildet, ist Wasser. Wasser ist die Quelle des Lebens, daher ist Wasserstoff ein lebenswichtiges Element.
Von 100 % aller chemischen Elemente, aus denen die Umgebung des Organismus besteht, ist 1/10 Teil oder 10 % Wasserstoff. Zusätzlich zu Wasser ist es in der Lage, eine quartäre Proteinstruktur aufrechtzuerh alten, die durch Wasserstoffbrückenbindungen ermöglicht wird.
Das Prinzip der Nukleinsäurekomplementarität tritt auch bei der Wirkung des Wasserstoffmoleküls auf. In einer Pflanzenzelle ist H am Prozess der Photosynthese, Biosynthese und am Energietransfer durch Membrankanäle beteiligt.
Bewerbung
In der chemischen Industrie ist Wasserstoff weit verbreitet. Es wird bei der Herstellung von Kunststoffprodukten, bei der Seifenherstellung sowie bei der Ammoniak- und Mentholherstellung zugesetzt.
Lebensmittelindustrie: Bei der Herstellung von Lebensmitteln wird Wasserstoff als Lebensmittelzusatzstoff E949 zugesetzt. Eine solche Komponente ist auf der Verpackung von Margarine und Pflanzenölen zu sehen. Der Zusatzstoff E949 ist von der Lebensmittelindustrie der Russischen Föderation zugelassen.
Wasserstoff wurde früher auch in der Luftfahrtindustrie verwendet, da der Stoff leichter als Luft ist. So wurden in den 30er Jahren des letzten Jahrhunderts Ballons und Luftschiffe mit dieser Art von Gas gefüllt. Trotz seiner Billigkeit und Benutzerfreundlichkeit wurde Wasserstoff als Füllstoff bald aufgegeben, da Flugzeugexplosionen häufiger wurden.
Heute wird Gas als verwendetKraftstoff, der in der Raumfahrtindustrie verwendet wird. Es werden jedoch Methoden zur Verwendung für den Betrieb von Pkw- und Lkw-Motoren in Betracht gezogen, da das Element bei der Verbrennung keine schädlichen Verunreinigungen in die Atmosphäre abgibt und daher umweltfreundlich ist.
Wasserstoffisotope sind ein fester Bestandteil vieler Medikamente. Deuterium wird in der pharmakologischen Forschung verwendet, um das Verh alten und die Wirkung eines Medikaments im Körper zu bestimmen. Tritium wird in der Radiodiagnostik als Element verwendet, das die biochemischen Reaktionen des Enzymstoffwechsels bestimmt. Wasserstoff ist Teil von Peroxid, das ein Desinfektionsmittel ist.
