Katika jedwali la upimaji la Mendeleev katika nambari 1 ndicho kipengele kinachojulikana zaidi katika ulimwengu - hidrojeni. Usambazaji wake, kwa maneno ya asilimia, unakaribia 75%. Maudhui yake ya chini kabisa yanajulikana katika tabaka za anga - 0.0001%. Ukoko wa Dunia una 1% ya gesi kwa wingi. Kiasi chake kikubwa kinazingatiwa katika maji: 12%. Katika sayari yetu, ni kipengele cha tatu cha kemikali kinachojulikana zaidi.
Maelezo ya kipengee
Molekuli ya hidrojeni, ambayo fomula yake ni H-H au H2, imejaliwa kuwa na sifa za kimwili na kemikali.
Hidrojeni ni gesi ambayo haina rangi wala harufu. Eneo la hidrojeni kwenye meza katika nafasi ya 1 ni kutokana na ukweli kwamba chini ya hali mbalimbali kipengele hiki kinaweza kujidhihirisha kama chuma au kama gesi. Ina elektroni 1 kwenye obiti yake ya nje, ambayo hidrojeni inaweza kutoa (sifa za metali) au kukubali moja zaidi (sifa za gesi).
Kipenyo cha molekuli ya hidrojeni ni 27 nm.
Kipenyo cha atomi ya hidrojeni ni 1A, kipenyo ni 0.41 A.
Mali
Ya kimwili inajumuisha yafuatayo:
- Kiwango cha kuchemka– 256oS.
- Kiwango myeyuko -259.2oC.
- Uzito wa hewa (D) - 0.069.
- Hidrojeni haiyeyuki vizuri kwenye maji.
Sifa za kemikali ni:
- Mshikamano usio wa polar kati ya chembe za molekuli una nishati ya 436 kJ/mol.
- Kiwango cha joto cha kutengana ni 2000oC.
- Imejibu kwa:
- halojeni;
- oksijeni;
- kijivu;
- nitrogen;
- nitriki oksidi;
- vyuma amilifu.
Kwa asili, hidrojeni hutokea katika umbo lake la asili na katika umbo la isotopu: protium, deuterium na tritium.
Muundo wa molekuli
Molekuli ya kipengele ina muundo rahisi. Muundo wa molekuli ya hidrojeni inawakilishwa na atomi mbili, ambayo, inakaribia, huunda dhamana isiyo ya polar, pamoja na jozi moja ya elektroni. Muundo wa atomi moja ni: 1 kiini cha chaji chanya, karibu na ambayo elektroni 1 yenye chaji hasi husogea. Elektroni hii iko katika obitali ya 1.
H - 1e=H+ ioni hii ya hidrojeni ni chanya.
Usemi huu unaonyesha kuwa hidrojeni ina vigezo sawa na vipengele vya Kundi la 1 katika Jedwali la Vipindi, ambavyo ni metali za alkali (lithiamu, sodiamu, potasiamu) zinazotoa elektroni zao pekee katika obiti ya nje.
H + 1e=H– ioni ya hidrojeni hasi.
Mlinganyo huu unaonyesha kuwa hidrojeni inahusiana na vipengele sawa kutoka kundi la 7, ambavyo ni gesi na vinaweza kukubali elektroni zinazokosekana.kwa kiwango chake cha nje cha kielektroniki. Gesi hizi ni pamoja na: florini, klorini, bromini, n.k.
Muundo wa molekuli ya hidrojeni umewasilishwa hapa chini kwa mchoro.
Umbali kati ya atomi za hidrojeni ni r=0.74 A, ilhali jumla ya radii ya obiti ni 1.06 A. Hii inathiri kina cha mwingiliano wa wingu la elektroni na kifungo chenye nguvu na thabiti cha hidrojeni.
Chembe ya hidrojeni ndiyo chembe ya msingi zaidi katika asili. Ukubwa wa protoni ya atomiki ni 10.5 A, na kipenyo cha atomi moja ni 0.1 nm.
Molekuli za isotopu zina muundo maalum. Nucleus ya atomiki ya protium ina protoni moja tu. Isotopu imeteuliwa: 1Н.
Muundo wa nyuklia unaonekana kama mchanganyiko wa protoni na neutroni (2H).
3Н - tritium - katika muundo wake wa atomiki imejaliwa kuwa na kiini chenye protoni 1 na neutroni mbili.
Misa
Katika sayansi, kuna fomula zinazokokotoa uzito wa molekuli ya hidrojeni ni nini. Kuhusiana na kipengele, bainisha wingi wa molekuli na atomiki.
Uzito wa molar ya molekuli ya hidrojeni huhesabiwa kwa fomula ya jumla:
M=m / n, ambapo m ni wingi wa dutu hii, n ni kiasi chake.
Uzito wa atomi ni 1.008 amu. Kwa hiyo, wingi wa jamaa wa molekuli pia itakuwa sawa na 1.008. Kwa kuwa molekuli ya hidrojeni ina atomi mbili, uzito wa atomiki wa jamaa ni 2.016 a.u. m. Uzito wa molekuli ya hidrojeni huonyeshwa kwa gramu kwa mole (g/mol).
Thamani katikaasili
Dutu muhimu zaidi katika asili inayounda hidrojeni pamoja na oksijeni ni maji. Maji ni chanzo cha uhai, hivyo hidrojeni ni kipengele muhimu.
Kati ya 100% ya vipengele vyote vya kemikali vinavyounda mazingira ya kiumbe, 1/10 sehemu, au 10%, ni hidrojeni. Mbali na maji, ina uwezo wa kudumisha muundo wa protini wa quaternary, ambao unawezekana kwa kuunganisha hidrojeni.
Kanuni ya ukamilishano wa asidi ya nukleiki pia hutokea kwa kitendo cha molekuli ya hidrojeni. Katika seli ya mmea, H hushiriki katika mchakato wa usanisinuru, biosynthesis, na katika uhamishaji wa nishati kupitia chaneli za utando.
Maombi
Katika tasnia ya kemikali, hidrojeni hutumika sana. Inaongezwa katika utengenezaji wa bidhaa za plastiki, katika kutengeneza sabuni, na pia katika utengenezaji wa amonia na menthol.
Sekta ya chakula: katika uzalishaji wa chakula, hidrojeni huongezwa kama nyongeza ya chakula E949. Sehemu hiyo inaweza kuonekana kwenye ufungaji wa margarine, mafuta ya mboga. Additive E949 inaruhusiwa na tasnia ya chakula ya Shirikisho la Urusi.
Hidrojeni pia ilitumika wakati mmoja katika tasnia ya angani, kwa kuwa dutu hii ni nyepesi kuliko hewa. Kwa hiyo, katika miaka ya 30 ya karne iliyopita, baluni na ndege zilijaa aina hii ya gesi. Licha ya bei yake nafuu na urahisi wa utumiaji, hidrojeni iliachwa hivi karibuni kama kijaza huku milipuko ya ndege ilipozidi kuongezeka.
Leo, gesi inatumika kamamafuta yanayotumika katika tasnia ya anga. Hata hivyo, mbinu za kuitumia kwa ajili ya uendeshaji wa injini za magari na lori zinazingatiwa, kwani kipengele haitoi uchafu unaodhuru katika anga wakati wa mwako, na, kwa hiyo, ni rafiki wa mazingira.
Isotopu za hidrojeni ni sehemu muhimu ya dawa nyingi. Deuterium hutumiwa katika utafiti wa pharmacological kuamua tabia na madhara ya madawa ya kulevya katika mwili. Tritium hutumiwa katika uchunguzi wa redio kama kipengele kinachoamua athari za biochemical ya kimetaboliki ya enzyme. Hidrojeni ni sehemu ya peroksidi, ambayo ni dawa ya kuua viini.
