Водород

Википедия — ирекле энциклопедия мәғлүмәте
Унда күсергә: төп йүнәлештәр, эҙләү
1 ВодородГелий
H

Li
Водород Гелий Литий Бериллий Бор Углерод Азот Кислород Фтор Неон Натрий Магний Алюминий Кремний Фосфор Көкөрт Хлор Аргон Калий Кальций Скандий Титан Ванадий Хром Марганец Тимер Кобальт Никель Баҡыр Цинк Галлий Германий Мышьяк Селен Бром Криптон Рубидий Стронций Иттрий Цирконий Ниобий Молибден Технеций Рутений Родий Палладий Көмөш Кадмий Индий Олово Сурьма Теллур Иод Ксенон Цезий Барий Лантан Церий Празеодим Неодим Прометий Самарий Европий Гадолиний Тербий Диспрозий Гольмий Эрбий Тулий Иттербий Лютеций Гафний Тантал Вольфрам Рений Осмий Иридий Платина Алтын Тере көмөш Таллий Свинец Висмут Полоний Астат Радон Франций Радий Актиний Торий Протактиний Уран Нептуний Плутоний Америций Кюрий Берклий Калифорний Эйнштейний Фермий Менделевий Нобелий Лоуренсий Резерфордий Дубний Сиборгий Борий Хассий Мейтнерий Дармштадтий Рентгений Коперниций Унунтрий Унунквадий Унунпентий Унунгексий Унунсептий УнуноктийЭлементтарҙың периодик системаһы
1H
Hexagonal.svg
Electron shell 001 Hydrogen.svg
Ябай матдәнең тышҡы күренеше
Водород в разрядной трубке
Газ без цвета, запаха и вкуса
Атом үҙенсәлектәре
Исеме, символы, номеры

Водород / Hydrogenium (H), 1

Атом массаһы
(моляр массаһы)

[1,00784; 1,00811][комм 1][1] а. м. б. (г/моль)

Электрон конфигурация

1s1

Атом радиусы

53 пм

Химик үҙенсәлектәре
Ковалент радиус

32 пм

Ион радиусы

54 (−1 e) пм

Электроотиҫкәрелек

2,20[2] (Полинг шкалаһы)

Окисланыу дәрәжәһе

1,0, −1

Ионлашыу энергияһы
(первый электрон)

1311,3 (13,595) кДж/моль (эВ)

Ябай матдәнең термодинамик үҙенсәлектәре
Тығыҙлыҡ (н. ш.)

0,0000899 (при 273 K (0 °C)) г/см³

Иреү температураһы

14,01K; -259,14 °C; -434,45 °F

Ҡайнау температураһы

20,28K; -252,87 °C; -423,17 °F

Иреү йылылығы

0,117 кДж/моль

Парға әйләнеү йылылығы

0,904 кДж/моль

Моляр йылы һыйышлығы

28,47[3] Дж/(K·моль)

Моляр күләм

14,1 см³/моль

Ябай матдәнең кристалл рәшәткәһе
Рәшәткә структураһы

гексагональ

Рәшәткә параметры

a=3,780 c=6,167 Å

Отношение c/a

1,631

Дебай температураһы

110 K

Башҡа характеристикалар
Йылы үткәреүсәнлек

(300 K) 0,1815 Вт/(м·К)

1
Водород
H
1,0079
1s1

Водоро́д (лат. Hydrogenium — Менделеевтың периодик таблицаһында беренсе элемент. Атом һаны — 1, сағыштырмаса атом массаһы — 1,0079. Тәбиғәттә водородтың 2 стабиль изотопы ¹H (протий Н), ²H (дейтерий D) һәм 1 радиоактив изототы — ³H (тритий T) осрай. Бер изотопы — 4H яһалма юл менән алына. Водородтан алынған ябай матдә — Н2 — еңел төҫһөҙ газ. Һауа йә кислород менән ҡатнашҡанда яныусан һәм шартлаусан ҡатнашма барлыҡҡа килә. Ағыуһыҙ. Этанол һәм тимер, никель, палладий, платина кеүек металдарҙа эреүсән.

Тарихы[үҙгәртергә | вики-тексты үҙгәртергә]

Металдарға кислота менән тәьҫир иткәндә яныусан газ бүленеп сығыуын, химия фәне барлыҡҡа килгәндә, XVI—XVII быуаттарҙа уҡ белгәндәр. Флогистон түгел, водород бүленеп сығыуын Михаил Васильевич Ломоносов та күрһәткән. Инглиз физигы һәм химигы Генри Кавендиш 1766 йылда был газды тикшереп, «яныусан һауа» тип атай. "Яныусан һауа"ны яндырғанда һыу барлыҡҡа килә. Тик Кавендиш флогистон теорияһы яҡлы булғанға, дөрөҫ һығымта яһай алмай. Француз химигы Антуан Лавуазье инженер Ж. Менье менән берлектә махсус газометрҙар ҡулланып һыу синтезлай. Һуңынан һыуҙы ҡыҙҙырылған тимер өҫтөндә тарҡаталар. Шулай итеп, «яныусан газ» һыу составында бар һәм уны һыуҙан алып була, тип билдәләйҙәр.

Исеменең барлыҡҡа килеүе[үҙгәртергә | вики-тексты үҙгәртергә]

Лавуазье водородҡа hydrogène (бор. грек. ὕδωρ — «һыу» һәм γεννάω — «тыуҙырыу») исемен бирә. «Водород» исемен 1824 йылда М. Ф. Соловьев тәҡдим итә.

Таралыуы[үҙгәртергә | вики-тексты үҙгәртергә]

Йыһанда[үҙгәртергә | вики-тексты үҙгәртергә]

Йыһанда иң таралған элемент — водород. Уның өлөшөнә бөтә атомдарҙың 92%-ы тура килә (8 % гелий атомдары, ҡалған элеметтарҙың өлөшө 0,1%-тан аҙыраҡ). Шулай итеп, водород — йондоҙҙарҙың һәм йондоҙ-ара газдың төп өлөшө. Йондоҙ температураһы шарттарында (мәҫәлән, Ҡояшта температура ~ 6000 °C) водород плазма хәлендә, йондоҙ арауығында ҙурлығы, тығыҙлығы, температураһы төрлө булған айырым атом, молекулалар болото хәлендә осрай.

Ер ҡабығында һәм организмдарҙа[үҙгәртергә | вики-тексты үҙгәртергә]

Ер ҡабығында водород 1 % самаһы, таралыуы буйынса 10-сы урында. Әммә организмда водородтың мөһимлеге масса өлөшө буйынса түгел, ә атом иҫәбе буйынса билдәләнә. Атом иҫәбе буйынса организмда водород өлөшө 17 % (~ 52 % тәшкил иткән кислородтан ҡалышып икенсе урында). Ерҙәге барлыҡ водород ҡатнашмалар хәлендә (ябай матдә хәлендә 0,00005 % күләм).

Алыу[үҙгәртергә | вики-тексты үҙгәртергә]

Сәнәғәттә водородты тәбиғи газ менән һыуҙан алалар. Был реакция юғары температурала үткәрелә. СН4 + 2Н2O = CO2↑ + 4Н2 −165 кДж

Сәнәғәттә[үҙгәртергә | вики-тексты үҙгәртергә]

1.Тоҙ эретмәләренән электролиз:

2NaCl + 2H2O → H2↑ + 2NaOH + Cl2

2. 1000 °C-та ҡыҙҙырылған кокс өҫтөнән һыу парҙарын үткәреп:

H2O + C ⇄ H2 + CO

3.Тәбиғи газдан: Һыу пары менән конверсия:

CH4 + H2OCO + 3H2 (1000 °C)
Кислород менән каталик окислау:
2CH4 + O2 ⇄ 2CO + 4H2

4. Нефть эшкәртеүҙә углеворородтарҙың крекинг и риформинг процесында.

Лабораторияла[үҙгәртергә | вики-тексты үҙгәртергә]

1.Кислотаның металға тәьҫир итеүе. Был тәжрибәне шыйығайтылған тoҙ кислотаһы һәм цинк менән үткәрәләр:

Zn + 2HClZnCl2 + H2

2.Кальцийҙың һыуға тәьҫир итеүе:

Ca + 2H2OCa(OH)2 + H2

3. Гидридтарҙы гидролизлау:

NaH + H2ONaOH + H2

4.Һелтеләрҙең цинк менән алюминға тәьҫир итеүе:

2Al + 2NaOH + 6H2O → 2Na[Al(OH)4] + 3H2
Zn + 2KOH + 2H2O → K2[Zn(OH)4] + H2

5.Электролиза ярҙамында. Һелте һәм кислоталарҙың һыу эремәләрен электролизлағанда катодта водород бүленеп сыға. Миҫал:

2H3O+ + 2e → H2↑ + 2H2O

Физик үҙенсәлектәре[үҙгәртергә | вики-тексты үҙгәртергә]

Водород молекулаһы ике атомдан тора Н2. Ғәҙәти шарттарҙа — төҫө, еҫе, тәме булмаған газ. Тығыҙлығы — 0,08987 г/л (н.ш.), ҡайнау температураһы — −252,76 °C, сағыштырмаса яныу йылылығы — 120,9×106 Дж/кг, һыуҙа аҙ эреүсән — 18,8 мл/л. Водород металдарҙа (Ni, Pt, Pd и һ.б.) эреүсән, 1 күләм палладийҙа 850 күләм водород эрей. Шыйыҡ хәлдә водород бик тар температура арауығында (−252,76 — −259,2 °C) була. Еңел, төҫһөҙ, ағыусан шыйыҡлыҡ. Тығыҙлығы (−253 °C) — 0,0708 г/см³ , үҙлелеге (вязкость) (−253 °C) — 13,8 спуаз. Ҡаты водород (−262 °C) — ҡарға оҡшаған масса, иреү температураһы — −259,2 °C, тығыҙлығы — 0,0807 г/см³. Юғары баҫым аҫтында металл хәленә күсә.

Химик үҙенсәлеге[үҙгәртергә | вики-тексты үҙгәртергә]

Водород молекулаһы Н2 ныҡлы, реакцияға инеү өсөн күп энергия сарыф итергә кәрәк:

Н2 = 2Н − 432 кДж

Шуға күрә ғәҙәти шарттарҙа водород бик әүҙем металдар менән тәьҫир итә, мәҫәлән, кальций менән кальций гидриды барлыҡҡа килтерә.

Ca + Н2 = СаН2

һәм металл булмағандарҙан тик фтор менән фтороводород барлыҡҡа килтерә:

F2 + H2 = 2HF

Күпселек металл һәм металл булмағандар менән юғары температурала һәм башҡа төрлө тәьҫир иткәндә, мәҫәлән, яҡтыртҡанда тәьҫир итешә:

О2 + 2Н2 = 2О

Ҡайһы бер оксидтарҙың кислородын «тартып ала»:

CuO + Н2 = Cu + Н2O

Окисланыу-ҡайтарылыу реакцияһында ҡайтарыу үҙенсәлеге.

N2 + 3H2 → 2NH3

галогендар менән галогеноводород барлыҡҡа килә:

F2 + H2 → 2HF, теләһә ниндәй температурала реакция шартлау процесы менән үтә,
Cl2 + H2 → 2HCl, тик яҡтыла реакция шартлау процесы менән үтә.

Ҡором менән көслө йылытҡанда:

C + 2H2CH4

Һелтеле һәм һелтеле ер металдары менән тәьҫир итешеү[үҙгәртергә | вики-тексты үҙгәртергә]

Әүҙем металдар менән гидрид барлыҡҡа килтерә:

2Na + H2 → 2NaH
Ca + H2CaH2
Mg + H2MgH2

Гидридтар — тоҙға оҡшаған, еңел гидролизға бирелеүсе матдәләр:

CaH2 + 2H2OCa(OH)2 + 2H2

Метал оксидтары менән тәьҫир итешеүе (ҡағиҙә булараҡ, d-элементтар)[үҙгәртергә | вики-тексты үҙгәртергә]

Оксидтар металдарға тиклем ҡайтарыла:

CuO + H2Cu + H2O
Fe2O3 + 3H2 → 2Fe + 3H2O
WO3 + 3H2W + 3H2O

Органик ҡушылмаларҙы гидрирлау[үҙгәртергә | вики-тексты үҙгәртергә]

Органик синтезда молекуляр водород органик ҡушылмаларҙы ҡайтарыу өсөн киң ҡулланыла. Был реакциялар «гидрир реакциялары» (реакции гидрирования) тип атала. Был реакцияларҙы катализатор ярҙамында юғары температура һәм баҫымда үткәрәләр. Каталик гидрир реакцияларында туйындырылмаған углеводородтарҙан туйындырылған углеводород барлыҡҡа килә. Мәҫәлән, алкен и алкиндан алкан барлыҡҡа килә.

Ҡыҙыҡлы факттар[үҙгәртергә | вики-тексты үҙгәртергә]

  • Водород — Йыһанда иң таралған элемент (йыһандағы бөтә элементтарҙың 90 %)[4].
  • Водород — еңел газ. 1 литр водород ауырлығы 0,08988 грамм[4].
  • Хорват телендә водород Vodik тип атала. Был исемде филолог Богослав Шулек биргән.

Аңлатма[үҙгәртергә | вики-тексты үҙгәртергә]

  1. Указан диапазон значений атомной массы в связи с различной распространённостью изотопов в природе.

Иҫкәрмәләр[үҙгәртергә | вики-тексты үҙгәртергә]

  1. Michael E. Wieser, Norman Holden, Tyler B. Coplen, John K. Böhlke, Michael Berglund, Willi A. Brand, Paul De Bièvre, Manfred Gröning, Robert D. Loss, Juris Meija, Takafumi Hirata, Thomas Prohaska, Ronny Schoenberg, Glenda O’Connor, Thomas Walczyk, Shige Yoneda, Xiang‑Kun Zhu Atomic weights of the elements 2011 (IUPAC Technical Report) (инг.) // Pure and Applied Chemistry. — 2013. — Т. 85. — № 5. — С. 1047-1078. — DOI:10.1351/PAC-REP-13-03-02
  2. Hydrogen: electronegativities  (инг.). Webelements. 15 июль 2010 тикшерелгән.
  3. Водород // Химическая энциклопедия: в 5 т / Кнунянц И. Л. (гл. ред.) — М.: Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1: Абл—Дар. — Б. 400—402. — 623 б. — 100000 экз. — ISBN 5-85270-008-8.
  4. 4,0 4,1 Книга рекордов Гиннесса для химических веществ