Periodiskajā tabulā ar numuru 1ir visizplatītākais elements Visumā - ūdeņradis. Tā sadalījums procentos ir tuvu 75%. Tās zemākais saturs ir redzams atmosfēras slāņos - 0,0001%. Zemes garoza satur 1% gāzes masas. Vislielākais ūdens daudzums ir 12%. Mūsu planēta ir trešais izplatītākais ķīmiskais elements.
Ūdeņraža molekulai, kuras formula ir HH vai H2, ir fiziskas un ķīmiskas īpašības.
Ūdeņradis ir gāze, kas nav apveltītakrāsa vai smarža. Ūdeņraža novietojums tabulā 1 vietā ir saistīts ar to, ka dažādos apstākļos šis elements var izpausties kā metāls vai gāze. Uz ārējā orbitālā atrodas 1 elektrons, ko var dot ūdeņradis (metāla īpašības) vai pieņemt vēl vienu (gāzes kvalitāte).
Ūdeņraža molekulas diametrs ir 27 nm.
Ūdeņraža atoma diametrs ir 1A, rādiuss ir 0,41 A.
Ir fiziski:
Ķīmiskās īpašības ir šādas:
Dabiskos apstākļos ūdeņradis atrodams gan dabiskā formā, gan izotopu formā: protium, deuterijs un tritijs.
Elementa molekulai ir vienkārša struktūra.Ūdeņraža molekulas sastāvu pārstāv divi atomi, kas, tuvojoties, veido kovalentu ne polāru saiti, kā arī vienu elektronu pāri. Viena atoma struktūra ir: 1 pozitīvi uzlādēts kodols, ap kuru 1 negatīvi lādēts elektrons kustas. Šis elektrons atrodas uz 1s orbitālēm.
H - 1e = H + šis ūdeņraža jons ir pozitīvs.
Šī izteiksme norāda, ka ūdeņradisir līdzīgi parametri ar 1. grupas elementiem periodiskajā sistēmā, kas ir sārmu metāli (litijs, nātrijs, kālijs), atmetot vienīgo elektronu ārējos orbitālos.
H + 1e = H - ūdeņraža jonu vērtība ir negatīva.
Šis vienādojums parāda, ka ūdeņradis irsaistīti ar līdzīgiem elementiem no 7. grupas, kas ir gāze, un spēj pieņemt trūkstošos elektronus to ārējā elektroniskā līmenī. Šādas gāzes ietver: fluoru, hloru, bromu utt.
Zemāk grafiski parādīts ūdeņraža molekulas sastāvs.
Attālums starp ūdeņraža atomiem ir r = 0,74 A, insavukārt orbītas rādiusu summa ir 1,06 A. Tas ietekmē elektronu mākoņu pārklāšanās dziļumu un spēcīgo, stabilo ūdeņraža saiti.
Ūdeņraža atoms ir visvienkāršākais atoms dabā. Atoma protona izmērs ir 10,5 A, un viena atoma diametrs ir 0,1 nm.
Izotopu molekulām ir īpaša struktūra. Prāta atoma kodols sastāv tikai no viena protona. Izotops ir apzīmēts: 1H.
Kodolu struktūra izskatās kā protonu un neitronu (2H) komplekss.
3H - tritijs - tā atomu struktūrā ir apveltīts ar kodolu ar 1 protonu un diviem neitroniem.
Zinātnē ir formulas, kas aprēķina, kāda ir ūdeņraža molekulas masa. Atkarībā no elementa tiek noteiktas molekulārās un atomu masas.
Ūdeņraža molekulas molmasu aprēķina pēc šādas formulas:
M = m / n, kur m ir vielas masa, n ir tās daudzums.
Atoma masa ir 1,008 a.m.Tāpēc arī molekulas relatīvā masa būs 1,008. Tā kā ūdeņraža molekula sastāv no diviem atomiem, relatīvais atomu svars ir 2,016 a. piemēram, ūdeņraža molekulas masu izsaka gramos uz mola (g / mol).
Visnozīmīgākā viela dabā, kas veido ūdeņradi kompleksā ar skābekli, ir ūdens. Ūdens ir dzīvības avots, tāpēc ūdeņradis ir būtisks elements.
100% no visiem ķīmiskajiem elementiem, kasveido ķermeņa vidi, 1/10 daļu jeb 10% veido ūdeņradis. Papildus ūdenim tas spēj uzturēt četrvērtīgu olbaltumvielu struktūru, kas ir iespējama ūdeņraža saites dēļ.
Nukleīnskābju komplementaritātes principsnotiek arī ar ūdeņraža molekulas darbību. Augu šūnā H piedalās fotosintēzes, biosintēzes un enerģijas pārneses procesos caur membrānas kanāliem.
Ķīmiskajā rūpniecībā ūdeņradis ir diezgan plaši pielietojams. To pievieno plastmasas izstrādājumu ražošanā, ziepju gatavošanā, kā arī amonjaka un mentola ražošanā.
Pārtikas rūpniecība:Ražojot pārtiku, kā pārtikas piedevu E949 pievieno ūdeņradi. Šādu sastāvdaļu var redzēt uz margarīna, augu eļļu iepakojuma. Piedeva E949, ko apstiprinājusi Krievijas Federācijas pārtikas rūpniecība.
Savulaik ūdeņradis bija iesaistītsaeronautikas nozarē, jo viela ir vieglāka par gaisu. Tātad pagājušā gadsimta 30. gados šāda veida gāze tika piepildīta ar gaisa baloniem un dirižabļiem. Neskatoties uz zemām izmaksām un ērtu lietošanu, ūdeņradi drīz pārstāja izmantot kā pildvielu, jo lidaparātu eksplozijas gadījumi kļuva arvien biežāki.
Mūsdienās gāzi izmanto kā degvielu,izmanto kosmosa rūpniecībā. Tomēr tiek apsvērtas tā izmantošanas metodes vieglo un kravas automašīnu dzinēju darbībai, jo elements degšanas laikā atmosfērā neizdala kaitīgus piemaisījumus un tāpēc ir videi draudzīgs.
Neatņemama ūdeņraža izotopu sastāvdaļadarbojas kā daļa no daudziem medikamentiem. Deitēriju izmanto farmakoloģiskos pētījumos, lai noteiktu narkotiku izturēšanos un iedarbību organismā. Tritijs tiek izmantots radiodiagnostikā kā elements, kas nosaka enzīmu metabolisma bioķīmiskās reakcijas. Ūdeņradis ir daļa no peroksīda, kas ir dezinfekcijas līdzeklis.
