Dans le tableau périodique de Mendeleev au numéro 1 se trouve l'élément le plus commun dans l'univers - l'hydrogène. Sa distribution, en termes de pourcentage, approche les 75 %. Sa teneur la plus faible est notée dans les couches de l'atmosphère - 0,0001%. La croûte terrestre contient 1 % de gaz en masse. Sa plus grande quantité est observée dans l'eau: 12 %. Sur notre planète, c'est le troisième élément chimique le plus courant.
Description de l'article
La molécule d'hydrogène, dont la formule est H-H ou H2, est dotée de propriétés physiques et chimiques.
L'hydrogène est un gaz qui n'a ni couleur ni odeur. L'emplacement de l'hydrogène dans le tableau à la 1ère place est dû au fait que dans diverses conditions cet élément peut se manifester sous forme de métal ou de gaz. Il a 1 électron dans son orbitale externe, que l'hydrogène peut donner (propriétés métalliques) ou en accepter un de plus (qualités des gaz).
Le diamètre d'une molécule d'hydrogène est de 27 nm.
Le diamètre d'un atome d'hydrogène est de 1A, le rayon est de 0,41 A.
Propriétés
Physique inclut les éléments suivants:
- Point d'ébullition– 256oS.
- Point de fusion -259.2oC.
- Poids de l'air (D) - 0,069.
- L'hydrogène est peu soluble dans l'eau.
Les propriétés chimiques sont:
- La liaison non polaire entre les particules d'une molécule a une énergie de 436 kJ/mol.
- La température de dissociation thermique est de 2000oC.
- Réagit avec:
- halogènes;
- oxygène;
- gris;
- azote;
- oxyde nitrique;
- métaux actifs.
Dans la nature, l'hydrogène existe à la fois sous sa forme naturelle et sous forme d'isotopes: protium, deutérium et tritium.
La structure de la molécule
La molécule d'un élément a une structure simple. La composition de la molécule d'hydrogène est représentée par deux atomes qui, en se rapprochant, forment une liaison covalente non polaire, ainsi qu'une paire d'électrons. La structure d'un atome est: 1 noyau chargé positivement, autour duquel 1 électron chargé négativement se déplace. Cet électron est situé dans l'orbite 1s.
H - 1e=H+ cet ion hydrogène est positif.
Cette expression indique que l'hydrogène a des paramètres similaires aux éléments du groupe 1 du tableau périodique, qui sont des métaux alcalins (lithium, sodium, potassium) donnant leur seul électron dans l'orbite externe.
H + 1e=H– ion hydrogène négatif.
Cette équation montre que l'hydrogène est lié à des éléments similaires du 7ème groupe, qui sont des gaz et sont capables d'accepter les électrons manquantsà son niveau électronique externe. Ces gaz comprennent: le fluor, le chlore, le brome, etc.
La composition de la molécule d'hydrogène est présentée graphiquement ci-dessous.
La distance entre les atomes d'hydrogène est de r=0,74 A, tandis que la somme des rayons orbitaux est de 1,06 A. Cela affecte la profondeur du chevauchement des nuages d'électrons et une liaison hydrogène forte et stable.
L'atome d'hydrogène est l'atome le plus élémentaire de la nature. La taille d'un proton atomique est de 10,5 A et le diamètre d'un atome est de 0,1 nm.
Les molécules isotopiques ont une structure particulière. Le noyau atomique du protium est constitué d'un seul proton. L'isotope est désigné: 1Н.
La structure nucléaire ressemble à un complexe d'un proton et d'un neutron (2H).
3Н - le tritium - dans sa structure atomique est doté d'un noyau avec 1 proton et deux neutrons.
Messe
En science, il existe des formules qui calculent la masse d'une molécule d'hydrogène. Par rapport à l'élément, déterminez les masses moléculaires et atomiques.
La masse molaire d'une molécule d'hydrogène est calculée par la formule générale:
M=m / n, où m est la masse de la substance, n est sa quantité.
La masse d'un atome est de 1,008 amu. Par conséquent, la masse relative de la molécule sera également égale à 1, 008. Puisque la molécule d'hydrogène est constituée de deux atomes, le poids atomique relatif est de 2, 016 u.a. m. La masse d'une molécule d'hydrogène est exprimée en grammes par mole (g/mol).
Valeur ennature
L'eau est la substance la plus importante dans la nature qui forme de l'hydrogène en combinaison avec de l'oxygène. L'eau est la source de la vie, l'hydrogène est donc un élément vital.
Sur 100 % de tous les éléments chimiques qui composent l'environnement de l'organisme, 1/10, soit 10 %, est de l'hydrogène. En plus de l'eau, il est capable de maintenir une structure protéique quaternaire, rendue possible par la liaison hydrogène.
Le principe de complémentarité des acides nucléiques se produit également avec l'action de la molécule d'hydrogène. Dans une cellule végétale, H participe au processus de photosynthèse, de biosynthèse et au transfert d'énergie à travers les canaux membranaires.
Demande
Dans l'industrie chimique, l'hydrogène est largement utilisé. Il est ajouté dans la fabrication de produits en plastique, dans la fabrication de savon, ainsi que dans la production d'ammoniaque et de menthol.
Industrie alimentaire: dans la production d'aliments, l'hydrogène est ajouté en tant qu'additif alimentaire E949. Un tel composant peut être vu sur l'emballage de la margarine, des huiles végétales. L'additif E949 est autorisé par l'industrie alimentaire de la Fédération de Russie.
L'hydrogène était autrefois également utilisé dans l'industrie aéronautique, car il s'agit d'une substance plus légère que l'air. Ainsi, dans les années 30 du siècle dernier, les ballons et les dirigeables étaient remplis de ce type de gaz. Malgré son bon marché et sa facilité d'utilisation, l'hydrogène a rapidement été abandonné comme agent de remplissage à mesure que les explosions d'avions devenaient plus fréquentes.
Aujourd'hui, le gaz est utilisé commecombustible utilisé dans l'industrie spatiale. Cependant, des méthodes d'utilisation pour le fonctionnement des moteurs de voitures et de camions sont à l'étude, car l'élément n'émet pas d'impuretés nocives dans l'atmosphère lors de la combustion et, par conséquent, est respectueux de l'environnement.
Les isotopes de l'hydrogène font partie intégrante de nombreux médicaments. Le deutérium est utilisé dans la recherche pharmacologique pour déterminer le comportement et les effets d'un médicament dans le corps. Le tritium est utilisé en radiodiagnostic comme élément déterminant les réactions biochimiques du métabolisme enzymatique. L'hydrogène fait partie du peroxyde, qui est un désinfectant.
