Hidrogén a kémia hallgatói lexikon tanulási segédletében
A hidrogén gáznemű nemfém. Ez a legkönnyebb elem. Az 1. periódus elemeként csak egy elektron van a héjban. A legtöbb hidrogénkötés kovalens. A hidrogén mind az alkálifémek, mind a halogének tulajdonságait mutatja. Gyúlékony és nem rendelhető sem az 1., sem a 7. főcsoporthoz. A hidrogén molekulák formájában van.
Az elem tulajdonságai
Anyagállandók és előfordulásuk gyakorisága a természetben
| Sűrűség 25 ° C-on | 0,089 |
| Mohs és Brinell keménység | |
| A hang sebessége | 1284 |
| Olvadáspont ° C-ban | -259.1 |
| fajlagos fúziós hő ben | 119 |
| Forráshőmérséklet ° C-ban | -252.5 |
| Normál entrópia S0 in | 131 |
| fajlagos párolgási hő | 896,82 |
| Hővezető képesség (27 ° C-on) | 0,1815 |
| fajlagos hőkapacitás | 14.05 |
| A térfogat-tágulási együttható 10-3-ban | |
| spec. elektromos ellenállás in | |
| Részesedés a föld burkolatában% -ban (légkör, Víz, földkéreg 10 km mélységig) | 0,88 |
Üzemanyagcella modellje: A hidrogén oxidációja során felszabaduló energia közvetlenül elektromos energiává alakul.
Héj modell
Időszak: 1 (K)
Fő csoport: I.
Külső elektronok: 1
Az elem izotópjai
| Z atomszám | A tömeg | Atomtömeg u | frekvencia ban ben % | A sugárzás típusa és az energia MeV-ben | Fél élet |
| 1 | 1 | 1.007 825 | 99.985 | ||
| 2 | 2.014 102 | 0,015 | |||
| 3 | 3,016 050 | P: 0,02 | 12,3 a |
Energiaszint-séma
Egyéb tulajdonságok
A hidrogén a legkönnyebb elem (0,084 g/l 1013 hPa nyomáson). Normál hőmérsékleten színtelen és íztelen gáz, amely csak kevéssé oldódik vízben. -253 ° C-on folyékony és -259 ° C-on szilárd lesz. A hidrogén normál hőmérsékleten viszonylag inert. A tiszta hidrogén ég a levegőben (reakció atmoszférikus oxigénnel) gyenge kék lánggal, hogy víz képződjön. A hidrogén robbanékony keverékeket képez oxigénnel (oxihidrogén) és klórral (oxihidrogén). Ha hőenergiát szolgáltat, a hidrogén alkáli és alkáliföldfémekkel reagálva megfelelő vegyületeket képez.
felfedezés
A hidrogént HENRY CAVENDISH angol tudós fedezte fel 1766-ban, amikor az alapfémeket savakkal reagáltatta. Az elemet "flogisztonnak" nevezte. 1783-ban A. L. de LAVOISIER-nek sikerült hidrogén- és oxigéngázokat vízbe szintetizálnia. Ezután LAVOISIER két görög kifejezésről nevezte el a hidrogént: a hidro (víz) és a gennao (én generálom) «hidrogénnek» - én vizet állítok elő. 1814-ben BERZELIUS bevezette a "H" elem szimbólumot.
Előfordulás/előállítás
A hidrogén a leggyakoribb elem az űrben (nap: a tömeg több mint 50% -a; Tejút és az univerzum többi része: a tömeg körülbelül 70-80% -a), és a földön az egyik leggyakoribb elem. Elemi formában a hidrogén azonban csak nyomokban (a föld légkörében és a vulkáni gázokban) fordul elő. Kémiailag megkötött szervetlen vegyületekben, például vízben, savakban, hidroxidokban és hidridekben, valamint számos szerves vegyületben (például fehérjékben, zsírokban, szénhidrátokban, kőolajban és földgázban). Ipari szempontból a hidrogént különböző módon nyerik: a) földgázból gőzmegosztással: gáznemű szénhidrogének (pl. Metán) reagálnak vízgőzzel 800 ° C-on; Nikkeltartalmú katalizátorok használata; b) szénből (kokszból) széngázosítással: a vízgőz izzó kokszsal reagál 1200 ° C-on; c) elektrolízissel (elektrolitikus vízbontás): a vizet az elektromosság hatására lebontják. A laboratóriumban többek között hidrogént használnak. a billenő gázgenerátorban a cink sósavval történő reakcióján keresztül.
használat
Az elemi (molekuláris) hidrogént kiindulási anyagként használják ammónia, sósav, metanol, anilin és sok más anyag előállítására. Hegesztőgázként használják (autogén hegesztés). A kohászatban redukálószerként van szükség a fémek kinyerésére. A hidrogént üzemanyagként használják, és egyre fontosabbá válik az energiatermelésben. A hidrogént üzemanyagként használják az üzemanyagcellákban. Korábban a hidrogént léggömbök töltőanyagaként is használták. A Lakehurst katasztrófa során azonban egy Hindenburg nevű zeppelin robbant fel New Yorkban 1937-ben. Ez a léghajó 200 000 m3 hidrogént tartalmazott. Tűz miatt az egész léghajó felrobbant. 35 ember életét vesztette.
Fontos kapcsolatok
szervetlen vegyületek:
- Víz: H2O (minden életfolyamat alapja: oldószerek és szállítóeszközök, anyagcsere-közeg, építőanyag, élelmiszer, duzzadó szer)
- Savak, pl. B. Kénsav: H2SO4
- Hidroxidok, pl. B. Nátrium-hidroxid: NaOH
- Sók, pl. B. ammónium-nitrát: NH4NO3
- Hidrátok (kristályvíz ásványi anyagokban), pl. B. Kalcium-szulfát: CaSO4 x 2 H2O (gipsz)
- Hidridek, pl. B. Kálium-hidrid: KH
szerves vegyületek:
- Szénhidrátok, pl. B. Glükóz (szőlőcukor): C6H1 2O6
- Zsírok: glicerinből (glicerin) és zsírsavakból előállított vegyületek (észterek)
- Fehérjék: aminosavakból származó vegyületek
- Kőolaj, földgáz
A hidrogén diatomiás molekulákból áll.