Водород: химический элемент и простое вещество

Характеристика элемента
Химический знак
Период
Группа
Подгруппа
Ar (H)
Валентность
Степень окисления
H
1
I
А- главная
Неметалл
1
I
-1; 0; +1
Водород — химический элемент №1 периодической
системы.
Атом водорода — самый простой по строению,
самый лёгкий из атомов всех известных элементов.
В ядре его атома находится один протон, а в
электронной оболочке — всего один электрон.
Строение атома
Изотопы водорода
Порядковый номер 1
Группа – IА
Период – 1
Валентность 1
Относительная
атомная масса 1
Изотопы – атомы одного химического
элемента, имеющие одинаковый
заряд ядра, но разную атомную массу.
Водород — самый распространённый
элемент во Вселенной.
 На его долю приходится
около 92 % всех атомов
 водород — основная составная
часть звёзд и межзвёздного газа.
 В условиях звёздных температур
водород существует в виде плазмы,
 в межзвёздном пространстве этот
элемент существует в виде отдельных
молекул, атомов и ионов .
На долю водорода приходится
75 % массы Солнца и других
звезд
Генри Кавендиш
Знаменитый английский физик
и химик Г.Каведиш в 1766
исследовал этот газ и назвал
его «горючим воздухом». При
сжигании «горючий воздух»
давал воду, но приверженность
Кавендиша теории флогистона
помешала ему сделать
правильные выводы.
В 1779 г. Антуан Лавуазье получил водород при
разложении воды, пропуская ее пары через раскаленную
докрасна железную трубку
Он установил, что «горючий
воздух» входит в состав воды и
может быть из нее получен.
В 1787 Лавуазье пришел к
выводу, что «горючий воздух»
представляет собой простое
вещество.
Он дал ему название hydrogene
(от греческого hydor — вода и
gennao — рождаю) —
«рождающий воду».
Русское название «водород» предложил химик М. Ф. Соловьев
в 1824 году.
На рубеже 18 и 19 века было установлено,
что атом водорода очень легкий (по
.
сравнению с атомами
других элементов),
и вес (масса) атома водорода был принят
за единицу.
Строение молекулы
Физические свойства водорода
Лёгкий горючий газ без
цвета, запаха и вкуса.
Температура плавления
-259,15
Температура кипения 252,7
Плохо растворим в
воде.
Опыт Пилатра де Розьера
Французский химик решил проверить, что
будет, если вдохнуть этот газ; до него никто
такого эксперимента не проводил. Не заметив
никакого эффекта, ученый решил убедиться
проник ли газ в легкие.
Он еще раз глубоко вдохнул этот газ, а затем
выдохнул его на огонь свечи, ожидая увидеть
вспышку пламени. Однако газ в легких
экспериментатора смешался с воздухом, и
произошел сильный взрыв.
Розье впоследствии писал: «Я думал, что у
меня вылетят все зубы вместе с корнями».
Получение
I.
В промышленности – конверсией водяных паров с углем или метаном:
С + H2O = CO + H2
CH4 + H2O = CO + 3H2
II. В лаборатории:
1)
действием разбавленных кислот (кроме HNO3) на металлы:
Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2
2) взаимодействием кальция с водой:
Ca + 2H2O = Ca(OH)2 + H2
3) электролизом воды:
2H2O = 2H2 + O2
Получение и сбор
1.Вытеснением воздуха:
2.Вытеснением воды:
Химические свойства
1) Взаимодействие с металлами:
Ca + H2 = CaH2
CaH2 + 2H2O = Ca(OH)2 + 2H2
2) Взаимодействие с неметаллами
H2 + F2 = 2HF
2H2 + C = CH4
2H2 + O2 = 2H2O
3) Восстановление металлов из оксидов:
Fe2O3 + 3H2 = 2Fe + 3H2O
Применение
Химическая промышленность: получение
аммиака, метанола, мыла, пластмасс и др.
Применение
Пищевая промышленность:
а) производство маргарина
б) пищевая добавка Е949 (упаковочный газ)
Применение
Топливо (ракетное, машинное)
Военная промышленность (производство водородных
бомб)
Резка и сварка металлов