У періодичній таблиці Менделєєва під номером 1розташований самий часто зустрічається елемент у Всесвіті - водень. Його поширення, в процентному співвідношенні, наближається до 75%. Найнижче його зміст відзначено в шарах атмосфери - 0,0001%. У корі Землі міститься 1% газу по масі. Найбільша його кількість відзначається в воді: 12%. На нашій планеті це третій по поширенню хімічний елемент.
Молекула водню, формула якого Н-Н або Н2, наділена фізичними і хімічними властивостями.
Водень є газом, який не наділений нікольором, ні запахом. Розташування водню в таблиці на 1 місці обумовлено тим, що в різних умовах цей елемент може проявляти себе як метал або як газ. На його зовнішньої орбіталі розташований 1 електрон, який водень може віддавати (металеві властивості) або ж приймати ще один (якості газу).
Діаметр водневої молекули дорівнює 27 нм.
Діаметр атома водню дорівнює 1А, радіус - 0, 41 А.
До фізичних відносяться наступні:
Хімічні властивості такі:
В умовах природи, водень зустрічається як в природному вигляді, так і в формі ізотопів: протий, дейтерій і тритій.
Молекула елемента має просту будову.Склад молекули водню представлений двома атомами, які, зближуючись, утворюють ковалентний неполярну зв'язок, а також одну електронну пару. Будова одного атома представляє: 1 позитивно заряджене ядро, навколо якого пересувається 1 негативно заряджений електрон. Цей електрон розташовується на 1s орбіталі.
Н - 1е = Н + цей іон водню є позитивним.
Цей вислів вказує на те, що воденьволодіє схожими параметрами з елементами 1 групи в періодичній системі, які є лужними металами (літій, натрій, калій), що віддають свій єдиний електрон на зовнішній орбіталі.
Н + 1е = Н іон водню негативний.
Це рівняння показує, що водень єродинним з аналогічними елементами з 7-ї групи, які є газом і здатні приймати відсутні електрони на свій зовнішній електронний рівень. До таких газів відносяться: фтор, хлор, бром і т. Д.
Склад молекули водню графічно представлена далі.
Відстань між водневими атомами r = 0,74 А, втой час, як сума орбітальних радіусів становить 1,06 А. Це впливає на глибину перекривання електронних хмар і на міцну, стійку водневу зв'язок.
Атом водню є самим елементарним атомом в природі. Розмір атомного протона дорівнює 10,5 А, а діаметр одного атома дорівнює 0,1 нм.
Молекули ізотопів мають особливу будову. Атомне ядро протію складається з одного лише протона. Позначається ізотоп: 1Н.
Ядерне будова виглядає як комплекс з протона і нейтрона (2Н).
3Н - тритій - в своєму атомну будову наділений ядром з 1 протоном і двома нейтронами.
У науці існують формули, що обчислюють, чому дорівнює маса молекули водню. По відношенню до елементу, визначають молекулярну і атомну маси.
Молярна маса молекули водню обчислюється за загальною формулою:
M = m / n, де m - це маса речовини, n - його кількість.
Маса атома дорівнює 1,008 а.е.м.Отже, відносна маса молекули буде також дорівнює 1,008. Оскільки молекула водню складається з двох атомів, то відносний атомний вага дорівнює 2,016 а. е. м. Маса молекули водню виражається в грамах на моль (г / моль).
Найбільш значущим в природі речовиною, яке утворює водень в комплексі з киснем, є вода. Вода - джерело життя, тому водень - це життєво необхідний елемент.
З 100% всіх хімічних елементів, якіскладають организменного середу, 1/10 частина, або 10%, припадає на водень. Крім води, він здатний підтримувати четвертичную білкову структуру, що є можливим, завдяки водневого зв'язку.
Принцип комплементарності нуклеїнових кислоттакож відбувається з дією водневої молекули. В рослинній клітині Н бере участь в процесі фотосинтезу, біосинтезу, в перенесенні енергії по мембранним каналах.
У хімічній промисловості водень досить широко застосуємо. Його додають при виготовленні пластмасових виробів, в миловарінні, а також при аміачному і ментолові виробництві.
Харчова промисловість:при виробленні продуктів харчування, водень додають в якості харчової добавки Е949. Такий компонент можна побачити на упаковці маргарину, рослинних масел. Добавка Е949 дозволена харчовою промисловістю РФ.
Водень колись був задіяний і впромисловості повітроплавання, оскільки речовина легше повітря. Так, в 30-і роки минулого століття цим виду газу наповнювали повітряні кулі та дирижаблі. Незважаючи на його дешевизну і зручність використання, водень незабаром припинили використовувати в якості наповнювача, оскільки почастішали випадки вибухів літальних апаратів.
В наші дні газ застосовують, як паливо,що використовується в космічній промисловості. Однак розглядаються методи застосування його для роботи двигунів легкових і вантажних автомобілів, оскільки елемент при згорянні не виділяє в атмосферу шкідливих домішок, а, значить, є екологічно чистим.
Невід'ємним компонентом ізотопи воднювиступають в складі багатьох медикаментозних засобів. Дейтерій застосовують в фармакологічних дослідженнях, для визначення поведінки і впливу лікарського препарату в організмі. Тритій використовується в радіодіагностики, як елемент, що визначає біохімічні реакції метаболізму ферментів. Водень входить до складу перекису, яка є дезинфікуючим засобом.
