W układzie okresowym pod numerem 1najczęstszym pierwiastkiem we wszechświecie jest wodór. Jego rozkład procentowy sięga 75%. Jego najniższą zawartość odnotowano w warstwach atmosferycznych - 0,0001%. Skorupa ziemska zawiera 1% masy gazu. Jego największą ilość zanotowano w wodzie: 12%. Na naszej planecie jest to trzeci najczęściej stosowany pierwiastek chemiczny.
Cząsteczka wodoru, której wzór to H-H lub H2, ma właściwości fizyczne i chemiczne.
Wodór jest gazem, który nie jest również wyposażonykolor, bez zapachu. Lokalizacja wodoru w tabeli w 1 miejscu wynika z faktu, że w różnych warunkach pierwiastek ten może objawiać się jako metal lub gaz. Na jego zewnętrznym orbicie znajduje się 1 elektron, który wodór może dać (właściwości metalu) lub przyjąć inny (jakość gazu).
Średnica cząsteczki wodoru wynosi 27 nm.
Średnica atomu wodoru wynosi 1A, promień 0,41A.
Fizyczne obejmują:
Właściwości chemiczne są następujące:
W warunkach naturalnych wodór występuje zarówno naturalnie, jak i w postaci izotopów: protu, deuteru i trytu.
Cząsteczka pierwiastka ma prostą budowę.Skład cząsteczki wodoru jest reprezentowany przez dwa atomy, które zbliżając się, tworzą kowalencyjne wiązanie niepolarne, a także jedną parę elektronów. Struktura jednego atomu to: 1 dodatnio naładowane jądro, wokół którego porusza się 1 ujemnie naładowany elektron. Ten elektron znajduje się na orbicie 1s.
H - 1e = H + ten jon wodorowy jest dodatni.
To wyrażenie wskazuje, że wodórma podobne parametry do pierwiastków z grupy 1 w układzie okresowym, którymi są metale alkaliczne (lit, sód, potas), oddające swój jedyny elektron na orbicie zewnętrznej.
Н + 1е = Н– ujemny jon wodorowy.
To równanie pokazuje, że wodór jestzwiązane z podobnymi pierwiastkami z grupy siódmej, które są gazem i są w stanie odbierać brakujące elektrony na ich zewnętrzny poziom elektronowy. Gazy te obejmują: fluor, chlor, brom itp.
Poniżej przedstawiono graficznie skład cząsteczki wodoru.
Odległość między atomami wodoru r = 0,74 A, cnatomiast suma promieni orbitalnych wynosi 1,06 A. Wpływa to na głębokość nakładania się chmur elektronowych i silne, stabilne wiązanie wodorowe.
Atom wodoru jest najbardziej pierwiastkowym atomem w przyrodzie. Wielkość protonu atomowego to 10,5 A, a średnica jednego atomu to 0,1 nm.
Cząsteczki izotopowe mają specjalną strukturę. Jądro atomowe protium składa się tylko z jednego protonu. Oznaczono izotop: 1H.
Struktura jądrowa wygląda jak kompleks protonu i neutronu (2H).
3H - tryt - w swojej strukturze atomowej jest obdarzony jądrem zawierającym 1 proton i dwa neutrony.
W nauce istnieją formuły obliczające masę cząsteczki wodoru. W odniesieniu do pierwiastka określa się masę cząsteczkową i atomową.
Masę molową cząsteczki wodoru oblicza się według wzoru ogólnego:
M = m / n, gdzie m to masa substancji, n to jej ilość.
Masa atomu wynosi 1.008 amu.Dlatego względna masa cząsteczki będzie również równa 1.008. Ponieważ cząsteczka wodoru składa się z dwóch atomów, względna masa atomowa wynosi 2,016 amu. np. Masa cząsteczki wodoru jest wyrażona w gramach na mol (g / mol).
Najważniejszą naturalną substancją tworzącą wodór w kompleksie z tlenem jest woda. Woda jest źródłem życia, dlatego wodór jest niezbędnym pierwiastkiem.
100% wszystkich pierwiastków chemicznych, któretworzą środowisko organizmu, 1/10 części, czyli 10%, to wodór. Oprócz wody jest w stanie zachować czwartorzędową strukturę białka, co jest możliwe dzięki wiązaniu wodorowemu.
Zasada komplementarności kwasów nukleinowychwystępuje również z działaniem cząsteczki wodoru. W komórce roślinnej H bierze udział w procesie fotosyntezy, biosyntezy oraz w przekazywaniu energii kanałami błonowymi.
Wodór jest szeroko stosowany w przemyśle chemicznym. Dodawany jest przy produkcji wyrobów z tworzyw sztucznych, przy produkcji mydła, a także przy produkcji amoniaku i mentolu.
Przemysł spożywczy:w produkcji żywności wodór jest dodawany jako dodatek do żywności E949. Taki składnik można zobaczyć na opakowaniach margaryny, olejów roślinnych. Dodatek E949 jest zatwierdzony przez przemysł spożywczy Federacji Rosyjskiej.
Wodór był kiedyś używany wprzemysłu lotniczego, ponieważ substancja jest lżejsza od powietrza. Tak więc w latach 30. ubiegłego wieku balony i sterowce były napełniane tym rodzajem gazu. Pomimo swojej taniości i łatwości użytkowania, wodór wkrótce przestał być stosowany jako wypełniacz, ponieważ przypadki wybuchów samolotów stawały się coraz częstsze.
Obecnie gaz jest używany jako paliwo,stosowane w przemyśle kosmicznym. Rozważane są jednak sposoby wykorzystania go do pracy silników samochodów osobowych i ciężarowych, gdyż element podczas spalania nie emituje do atmosfery szkodliwych zanieczyszczeń, a tym samym jest przyjazny dla środowiska.
Integralny składnik izotopów wodorudziałają jako część wielu leków. Deuter jest używany w badaniach farmakologicznych w celu określenia zachowania i działania leku w organizmie. Tryt wykorzystywany jest w radiodiagnostyce jako pierwiastek determinujący reakcje biochemiczne metabolizmu enzymów. Wodór jest częścią nadtlenku, który jest środkiem dezynfekującym.
