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हाइड्रोजन के भौतिक गुण। गुण और हाइड्रोजन के उपयोग

हाइड्रोजन एच - रासायनिक तत्व, हमारे ब्रह्मांड में सबसे आम में से एक। इस मामले की संरचना में एक तत्व के रूप में हाइड्रोजन की बड़े पैमाने पर एक अन्य प्रकार के परमाणुओं की कुल सामग्री का 75% है। पानी - वह ग्रह के लिए सबसे महत्वपूर्ण और महत्वपूर्ण कनेक्शन प्रवेश करती है। हाइड्रोजन की एक सुस्पष्ट विशेषता यह भी एक तथ्य है कि वह रासायनिक तत्वों डी आई Mendeleeva की आवर्त सारणी में पहला तत्व है।

डिस्कवरी और अनुसंधान

पारेसेल्सस वापस सोलहवीं सदी के लिए तारीख की रचनाओं में हाइड्रोजन का पहला उल्लेख। लेकिन हवा और ज्वलनशील गुण अनुसंधान के एक गैस मिश्रण से अपने अलगाव सत्रहवीं सदी वैज्ञानिकों Lemaire में किया गया है। हाइड्रोजन अच्छी तरह से अंग्रेजी रसायनज्ञ और भौतिक विज्ञानी वैज्ञानिक हेनरी कैवेंडिश, जो अनुभव साबित कर दिया है कि अध्ययन अन्य गैसों के साथ तुलना में सबसे कम हाइड्रोजन की बड़े पैमाने पर। विज्ञान के विकास के बाद के चरणों में, कई वैज्ञानिकों ऐसे ळवोइसिएर, जो यह कहा जाता है के रूप में उसके साथ काम किया, "उत्पन्न पानी।"

स्थिति PSKHE पर फ़ीचर

तत्व, आवर्त सारणी डी आई Mendeleeva खोलने - हाइड्रोजन है। परमाणु के भौतिक और रासायनिक गुण, कुछ द्वंद्व दिखा रहे हैं क्योंकि हाइड्रोजन एक साथ पहले समूह, मुख्य उपसमूह के हैं, तो यह एक धातु के रूप में व्यवहार और रासायनिक प्रतिक्रिया और सातवें करने की प्रक्रिया में एकल इलेक्ट्रॉन देता है - पूरी तरह से भरे संयोजक कक्षा के मामले में, अर्थात स्वागत नकारात्मक कण, जो इसे एक हैलोजन के समान के रूप में की विशेषता है।

तत्व की इलेक्ट्रॉनिक संरचना की विशेषताएं

के गुणों हाइड्रोजन परमाणु जटिल पदार्थों की जो इसे शामिल किया गया है, और एन 2 का एक सरल पदार्थ मुख्य रूप से हाइड्रोजन के इलेक्ट्रॉनिक विन्यास से निर्धारित होता है। कण जेड के साथ एक इलेक्ट्रॉन है = (-1) है, जो एक इकाई द्रव्यमान और सकारात्मक चार्ज (+1) के साथ एक प्रोटॉन युक्त नाभिक के चारों ओर अपनी कक्षा में घूमता है। इसका इलेक्ट्रॉनिक विन्यास 1s 1 के रूप में दर्ज है, जो पहली के लिए अपने आप में एक नकारात्मक कण की उपस्थिति का संकेत है और केवल हाइड्रोजन एस कक्षाओं के।

अलगाव या हटना इलेक्ट्रॉन और तत्व के एक परमाणु गुण है कि यह धातु प्राप्त केशन के साथ एकजुट करती है जब। अनिवार्य रूप से हाइड्रोजन आयन - सकारात्मक प्राथमिक कण है। इसलिए, इलेक्ट्रॉन हाइड्रोजन से रहित बस एक प्रोटॉन कहा जाता है।

भौतिक गुणों

जब वर्णन करने के भौतिक गुणों संक्षेप में हाइड्रोजन, यह एक रंगहीन, 2 के एक रिश्तेदार परमाणु भार, 14.5 गुना हवा की तुलना में हल्का, -252.8 डिग्री सेंटीग्रेड के द्रवीकरण तापमान के साथ, विरले घुलनशील गैस है।

प्रयोग में, आप आसानी से देख सकते हैं कि एच 2 सबसे आसान है। हाइड्रोजन, कार्बन डाइऑक्साइड, आम तौर पर हवा - - और साथ ही उन्हें हाथ से हटाएंगे तो यह तीन गेंद विभिन्न पदार्थों को भरने के लिए पर्याप्त है। सबसे तेजी से कि जमीन है, जो सीओ 2 के साथ एच 2 और छत के लिए सभी वृद्धि शामिल हवा के मिश्रण उड़ा बूंदों के बाद भर जाता है तक पहुँचता है।

एक छोटा सा वजन और कणों हाइड्रोजन के आकार विभिन्न सामग्रियों के माध्यम से घुसना करने की क्षमता का औचित्य साबित। इस आसान में एक ही गेंद का उदाहरण पर कुछ दिनों के बनाने के लिए के बाद वह खुद deflates के रूप में बस गैस रबर के माध्यम से पारित होगा। इसके अलावा, हाइड्रोजन कुछ धातुओं (पैलेडियम या प्लेटिनम) की संरचना में जमा कर सकते हैं, और इसे से लुप्त हो जब तापमान बढ़ जाता है।

संपत्ति हाइड्रोजन किफ़ायत से अपने अलगाव विधि विस्थापित के लिए प्रयोगशाला में इस्तेमाल पानी। भौतिक गुण हाइड्रोजन के (नीचे दी गई तालिका सचित्र बुनियादी मानकों को शामिल हैं) आवेदन और तैयारी के तरीकों के अपने दायरे को परिभाषित।

पैरामीटर परमाणुओं या साधारण पदार्थ के अणुओं मूल्य
परमाणु वजन (दाढ़ मास) 1,008 जी / मोल
इलेक्ट्रॉनिक विन्यास 1s 1
क्रिस्टल जालक हेक्सागोनल
तापीय चालकता (300 कश्मीर) 0,1815 डब्ल्यू / (एम · कश्मीर)
n पर घनत्व। y। ०.०८९८७ जी / एल
उबलने का समय -252,76 डिग्री सेल्सियस
दहन के विशिष्ट गर्मी 120.9 · 10 6 जम्मू / किलो
गलनांक -259,2 डिग्री सेल्सियस
पानी में घुलनशीलता 18.8 मिलीग्राम / एल

समस्थानिक रचना

शून्य और यूनिट प्रभारी जन के साथ कण - रासायनिक तत्वों की आवर्त प्रणाली के कई अन्य सदस्यों की तरह, हाइड्रोजन कई प्राकृतिक आइसोटोप, नाभिक में प्रोटॉन की एक ही नंबर के साथ अर्थात परमाणु, लेकिन न्यूट्रॉन की अलग-अलग संख्या है। ऑक्सीजन, कार्बन, क्लोरीन, ब्रोमीन और की तरह, रेडियोधर्मी सहित - समान संपत्ति होने परमाणुओं के उदाहरण।

हाइड्रोजन 1 एच, इस समूह के प्रतिनिधियों का सबसे व्यापक के भौतिक गुण अपने साथियों की विशेषताओं की उन लोगों से काफी अलग हैं। विशेष रूप से, पदार्थों के विभिन्न सुविधाओं जिसमें वे संबंधित हैं। इस प्रकार, एक नियमित रूप से और deuterated केवल एक प्रोटॉन ड्यूटेरियम 2 एच के साथ एक हाइड्रोजन परमाणु के बजाय इसकी संरचना में युक्त पानी है - दो प्राथमिक कणों के साथ आइसोटोप: सकारात्मक और न लगाए गए। यह आइसोटोप दो बार हाइड्रोजन है, जो यौगिकों जो वे फार्म के गुणों में मौलिक अंतर बताते हैं की सामान्य से अधिक भारी है। ड्यूटेरियम की प्रकृति 3200 बार हाइड्रोजन की तुलना में दुर्लभ में पाया। तीसरा प्रतिनिधि - ट्रिटियम, 3 एच, कोर में यह दो प्रोटॉन और एक न्यूट्रॉन है।

तैयारी और अलग करने के लिए तरीके

प्रयोगशाला और औद्योगिक तरीकों हाइड्रोजन का उत्पादन करने में काफी अलग हैं। इस प्रकार, गैस की थोड़ी मात्रा खनिज, और तेजी से कार्बनिक संश्लेषण का उपयोग करने का बड़े पैमाने पर उत्पादन से जुड़े प्रतिक्रियाओं द्वारा मुख्य रूप से निर्मित है।

निम्नलिखित रासायनिक प्रतिक्रियाओं प्रयोगशाला में किया जाता है:

  1. पानी के साथ क्षार और क्षारीय पृथ्वी धातुओं के प्रतिक्रियाओं क्षार और वांछित गैस बनाने के लिए।
  2. ऑक्सीजन - एनोड पर एक जलीय इलेक्ट्रोलाइट समाधान के इलेक्ट्रोलिसिस एच 2 ↑, और कैथोड जारी किया गया है।
  3. अपघटन हाइड्राइड क्षार धातुओं के पानी, क्षार के साथ और उत्पादों, क्रमशः, गैस एच 2 ↑।
  4. धातुओं के साथ तनु अम्ल प्रतिक्रिया व्यक्त लवण और एच 2 ↑ बनाने के लिए।
  5. सिलिकॉन, एल्यूमीनियम और जस्ता पर क्षार की कार्रवाई भी समानांतर में हाइड्रोजन की रिहाई के लिए योगदान जटिल लवण के रूप में।

औद्योगिक गैस के रूप में ऐसी तकनीक के द्वारा प्राप्त लाभ में:

  1. हाइड्रोजन एच 2 और कार्बन सी ↑ - उसके घटक प्राथमिक पदार्थों के लिए एक उत्प्रेरक की उपस्थिति में मीथेन की थर्मल अपघटन (350 डिग्री के तापमान के रूप में इस तरह के पैरामीटर का मान तक पहुँच जाता है)
  2. 1000 डिग्री सेल्सियस पर कोक के माध्यम से जल वाष्प की ट्रांसमिशन कार्बन डाइऑक्साइड सीओ 2 और एच 2 ↑ (सबसे आम तरीका) बनाने के लिए।
  3. 800 डिग्री तक तापमान पर निकल उत्प्रेरक पर मीथेन गैस की रूपांतरण।
  4. हाइड्रोजन पोटेशियम क्लोराइड या सोडियम की जलीय समाधान के इलेक्ट्रोलिसिस दौरान प्रतिफल है।

रासायनिक बातचीत: सामान्य प्रावधानों

हाइड्रोजन के भौतिक गुण बड़े पैमाने पर एक विशेष यौगिक के साथ प्रतिक्रिया प्रक्रियाओं में अपने व्यवहार की व्याख्या। के बाद से यह पहले समूह में आवर्त सारणी में स्थित है हाइड्रोजन की संयोजकता, 1 है, और एक अलग ऑक्सीकरण राज्य दर्शाती है। सभी यौगिकों में, हाइड्राइड को छोड़कर, हाइड्रोजन एसडी = (1 +) प्रकार सीएनएस, सीएन 2, सीएन 3 के अणुओं में - (1)।

हाइड्रोजन गैस के एक अणु, सामान्यीकृत इलेक्ट्रॉन जोड़ी, उर्जा दो परमाणुओं और काफी स्थिर से बना प्रतिक्रिया में अधिक निष्क्रिय सामान्य परिस्थितियों में इस कारण के लिए, उपलब्ध कराने के द्वारा गठित और सामान्य परिस्थितियों परिवर्तन पर प्रवेश करती है। अन्य पदार्थों के रूप में हाइड्रोजन के ऑक्सीकरण की डिग्री पर निर्भर करता है, यह एक ऑक्सीडेंट और एक कम करने के रूप में दोनों की सेवा कर सकते हैं।

पदार्थ जो हाइड्रोजन के रूप में प्रतिक्रिया और

मौलिक बातचीत एक जटिल पदार्थ (ऊंचा तापमान पर अक्सर) बनाने के लिए:

  1. क्षार और क्षारीय पृथ्वी धातु + एच = हाइड्राइड।
  2. हैलोजन + H 2 = हाइड्रोजन halide।
  3. सल्फर + = हाइड्रोजन सल्फाइड।
  4. ऑक्सीजन + H2O = पानी।
  5. कार्बन + एच = मीथेन।
  6. नाइट्रोजन + H 2 = अमोनिया।

जटिल पदार्थों के साथ बातचीत:

  1. कार्बन मोनोआक्साइड और हाइड्रोजन से संश्लेषण गैस तैयार करना।
  2. एच 2 के साथ अपने आक्साइड से धातुओं की वसूली।
  3. असंतृप्त एलिफैटिक हाइड्रोकार्बन के हाइड्रोजन संतृप्ति।

हाइड्रोजन बांड

हाइड्रोजन के भौतिक गुण ऐसी है कि वह अनुमति देते हैं, एक ऋणात्मक तत्व के सिलसिले में जा रहा है, साझा नहीं की इलेक्ट्रॉन जोड़े (उदाहरण के लिए, ऑक्सीजन, नाइट्रोजन और फ्लोरीन) होने आसन्न अणुओं का एक ही परमाणु के सिलसिले की एक विशेष प्रकार के रूप में कर रहे हैं। इस बात का स्पष्ट उदाहरण इस घटना पर एक बेहतर लग रहे है - यह पानी है। यह कहा जा सकता है सिले हाइड्रोजन बांड सहसंयोजक या आयनिक की तुलना में कमजोर हैं, लेकिन तथ्य के कारण उनमें से कई पदार्थों के गुणों पर गहरा प्रभाव पड़ता है। वास्तव में, हाइड्रोजन बांड - इलेक्ट्रोस्टैटिक बातचीत, कि dimers और पॉलिमर में पानी के अणुओं को बांधता है, इसकी उच्च उबलते बिंदु साबित हो रहा है।

खनिज यौगिकों की संरचना में हाइड्रोजन

जैसे हाइड्रोजन के रूप में कटियन परमाणु - अकार्बनिक एसिड की संरचना प्रोटॉन शामिल हैं। मादक द्रव्यों के एसिड अवशेषों जो की तुलना में (-1) अधिक से अधिक ऑक्सीकरण की डिग्री हासिल की है बहुक्षारकी यौगिक कहा जाता है। वर्तमान में कई हाइड्रोजन परमाणुओं, जो जलीय समाधान में बहुस्तरीय पृथक्करण बनाता है। बाद के प्रत्येक प्रोटॉन एसिड अवशेषों कठिन से अलग करती है। अंदाजा लगाना वातावरण में हाइड्रोजन सामग्री इसकी अम्लता से निर्धारित होता है।

हाइड्रोजन हाइड्रॉक्सिल समूहों और ठिकानों होते हैं। वे ऑक्सीजन की हाइड्रोजन परमाणु से जुड़े हैं, अवशेषों क्षार हमेशा के बराबर (-1) के ऑक्सीकरण की डिग्री हो जाती है। एक वातावरण इसकी क्षारकता द्वारा परिभाषित में हाइड्रॉक्सिल समूहों की सामग्री पर।

मानव गतिविधि के उपयोग

ऑक्सीजन के रूप में अन्य तरलीकृत गैसों के साथ एक पदार्थ के साथ सिलेंडर, साथ ही कंटेनर, एक विशिष्ट उपस्थिति है। वे एक चमकदार लाल "हाइड्रोजन" अभिलेख के साथ एक धुंधला सा-हरे रंग चित्रित। गैस के बारे में 150 वायुमंडल के दबाव में गुब्बारे में इंजेक्ट किया जाता। हाइड्रोजन के भौतिक गुण, गैसीय कुल राज्य की विशेष आसानी में और उन्हें हीलियम गुब्बारे के एक मिश्रण के साथ भरने, लग गुब्बारे, आदि के लिए प्रयोग किया जाता है

हाइड्रोजन, भौतिक और रासायनिक गुणों जो लोग पल कई उद्योगों में शामिल पर कई साल पहले का उपयोग करने, सीख लिया है। इसका मुख्य जन अमोनिया के उत्पादन के लिए चला जाता है। इसके अलावा हाइड्रोजन में शामिल है धातुओं के उत्पादन आक्साइड की (हेफ़नियम, जर्मेनियम, गैलियम, सिलिकॉन, मोलिब्डेनम, टंगस्टन, zirconium, और अन्य), एक कम करने एजेंट और hydrocyanic एसिड की एक नमक, के रूप में प्रतिक्रिया में बोल मिथाइल अल्कोहल, और यह भी सिंथेटिक तरल ईंधन। खाद्य उद्योग इसे इस्तेमाल करता है ठोस वसा में वनस्पति तेलों कन्वर्ट करने के लिए।

परिभाषित किया जाता है रासायनिक गुणों और विभिन्न हाइड्रोजनीकरण प्रक्रियाओं और वसा, कोयला, हाइड्रोकार्बन, तेल और भारी ईंधन तेल की हाइड्रोजनीकरण में हाइड्रोजन का उपयोग। उसके साथ जवाहरात उत्पादन, तापदीप्त, फोर्जिंग और धातु उत्पादों की वेल्डिंग ऑक्सीजन हाइड्रोजन लौ के प्रभाव में खर्च करते हैं।

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