في الجدول الدوري في رقم 1يقع العنصر الأكثر شيوعًا في الكون - الهيدروجين. توزيعه ، من حيث النسبة المئوية ، يقترب من 75 ٪. لوحظ أقل محتوى له في طبقات الغلاف الجوي - 0.0001٪. تحتوي القشرة الأرضية على 1٪ غاز بالوزن. يلاحظ أكبر كمية في الماء: 12٪. على كوكبنا ، هذا هو العنصر الكيميائي الثالث الأكثر استخدامًا.
يتم تزويد جزيء الهيدروجين ، الذي يكون HH أو H2 ، بخواص فيزيائية وكيميائية.
Водород является газом, который не наделен ни اللون أو الرائحة. يرجع موقع الهيدروجين في الجدول في مكان واحد إلى حقيقة أنه في ظروف مختلفة ، يمكن أن يظهر هذا العنصر في صورة معدن أو غاز. يوجد في المدار الخارجي 1 إلكترون ، يمكن أن يعطيه الهيدروجين (خواص معدنية) أو يقبل واحدًا آخر (جودة الغاز).
يبلغ قطر جزيء الهيدروجين 27 نانومتر.
يبلغ قطر ذرة الهيدروجين 1A ونصف القطر 0.41 A.
وتشمل المواد المادية ما يلي:
الخواص الكيميائية هي كما يلي:
في الطبيعة ، يوجد الهيدروجين في شكله الطبيعي وفي شكل نظائر: البروتيوم ، الديوتريوم والتريتيوم.
جزيء العنصر له بنية بسيطة.يتم تمثيل تكوين جزيء الهيدروجين بذرتين ، تشكلان معًا وتشكل رابطة تساهمية غير قطبية ، بالإضافة إلى زوج إلكتروني واحد. بنية ذرة واحدة هي: 1 نواة موجبة الشحنة ، حولها 1 تتحرك إلكترون سالب الشحنة. يقع هذا الإلكترون على المدار 1s.
H - 1e = H + أيون الهيدروجين موجب.
يشير هذا التعبير إلى أن الهيدروجينله معلمات مماثلة مع عناصر المجموعة 1 في النظام الدوري ، وهي المعادن القلوية (الليثيوم والصوديوم والبوتاسيوم) ، مما يعطي إلكترونهم الوحيد في المدار الخارجي.
Н + 1е = Н– أيون الهيدروجين سلبي.
تظهر هذه المعادلة أن الهيدروجينالمتعلقة بعناصر مماثلة من المجموعة السابعة ، وهي غاز وقادرة على نقل الإلكترونات المفقودة إلى مستواها الإلكتروني الخارجي. تتضمن هذه الغازات الفلور والكلور والبروم ، إلخ.
يتم تقديم تكوين جزيء الهيدروجين بيانياً أدناه.
المسافة بين ذرات الهيدروجين هي r = 0.74 A ، inبينما مجموع نصف قطر المدار هو 1.06 أ.هذا يؤثر على عمق تداخل السحب الإلكترونية ورابط الهيدروجين القوي والمستقر.
ذرة الهيدروجين هي ذرة العنصر الأكثر في الطبيعة. حجم البروتون الذري 10.5 أ ، وقطر ذرة واحدة 0.1 نانومتر.
جزيئات النظائر لها بنية خاصة. تتكون النواة الذرية للبروتون من بروتون واحد فقط. يتم تعيين النظير: 1H.
تبدو البنية النووية كمركب من البروتون والنيوترون (2H).
3H - التريتيوم - في بنيته الذرية يتمتع بنواة مع 1 بروتون واثنين من النيوترونات.
في العلم ، هناك صيغ تحسب كتلة جزيء الهيدروجين. بالنسبة للعنصر ، يتم تحديد الكتل الجزيئية والذرية.
يتم حساب الكتلة المولية لجزيء الهيدروجين بواسطة الصيغة العامة:
م = م / ن ، حيث م هي كتلة المادة ، ن هي كميتها.
كتلة الذرة هي 1.008 صباحًا.لذلك ، ستكون الكتلة النسبية للجزيء أيضًا 1.008. بما أن جزيء الهيدروجين يتكون من ذرتين ، فإن الوزن الذري النسبي هو 2.016 أ. هـ. م يتم التعبير عن كتلة جزيء الهيدروجين بالجرام لكل مول (جم / مول).
الماء هو أهم مادة في الطبيعة ، والتي تشكل الهيدروجين في مجمع مع الأكسجين. الماء هو مصدر الحياة ، لذا فإن الهيدروجين عنصر حيوي.
من 100٪ من جميع العناصر الكيميائية التيتشكل بيئة الجسم ، جزء 1/10 ، أو 10 ٪ من الهيدروجين. بالإضافة إلى الماء ، فإنه قادر على الحفاظ على بنية البروتين الرباعية ، وهو أمر ممكن بسبب رابطة الهيدروجين.
مبدأ تكامل الأحماض النوويةيحدث أيضًا مع عمل جزيء الهيدروجين. في الخلية النباتية ، يشارك H في عملية البناء الضوئي ، التخليق الحيوي ، وفي نقل الطاقة من خلال قنوات الغشاء.
يستخدم الهيدروجين على نطاق واسع في الصناعة الكيميائية. يضاف في صناعة المنتجات البلاستيكية ، وفي صنع الصابون ، وكذلك في إنتاج الأمونيا والمنثول.
الصناعات الغذائية:في إنتاج الغذاء ، يضاف الهيدروجين كمضاف غذائي E949. يمكن رؤية هذا المكون على عبوة المارجرين والزيوت النباتية. تمت الموافقة على مادة مضافة E949 من قبل صناعة المواد الغذائية في الاتحاد الروسي.
تم استخدام الهيدروجين مرة واحدة فيصناعة الطيران ، لأن المادة أخف من الهواء. لذلك ، في الثلاثينيات من القرن الماضي ، تمتلئ البالونات والمناطيد بهذا النوع من الغاز. على الرغم من رخصتها وسهولة استخدامها ، سرعان ما توقف استخدام الهيدروجين كحشو ، حيث أصبحت حالات انفجارات الطائرات أكثر تواترا.
يستخدم الغاز اليوم كوقودالمستخدمة في صناعة الفضاء. ومع ذلك ، يتم النظر في طرق استخدامه لتشغيل محركات السيارات والشاحنات ، حيث أن العنصر لا ينبعث منه شوائب ضارة في الغلاف الجوي أثناء الاحتراق ، وبالتالي فهو صديق للبيئة.
جزء لا يتجزأ من نظائر الهيدروجينتعمل كجزء من العديد من الأدوية. يستخدم الديوتريوم في البحوث الدوائية لتحديد سلوك وآثار الدواء في الجسم. يستخدم التريتيوم في علم الإشعاع الإشعاعي كعنصر يحدد التفاعلات البيوكيميائية لاستقلاب الإنزيم. الهيدروجين هو جزء من البيروكسيد وهو مطهر.
