מימן - מה זה הדבר הזה ששמת? תכונות כימיות ופיסיקליות של מימן

כל יסוד כימי יש עמדת במקום משלה במערכת המחזורית, אשר משקפת את המאפיינים הוצגו על ידי אותם ומדברים על המבנה האלקטרוני שלה. עם זאת, יש אחד מסוים של כל האטומים, אשר לוקח רק שני תאים. הוא ממוקם שני ההפך לחלוטין בנכסים שהפגינו קבוצות של אלמנטים. האם מימן. תכונות אלו הופכות אותו לייחודי.

מימן - הוא לא רק אלמנט, אבל חומר פשוט, כמו גם חלק בלתי נפרד של תרכובות מורכבות רבות, ביוגני ואלמנט organogenic. לכן, אנו רואים מאפיינים ותכונות שלה בפירוט.

מימן הוא היסוד הכימי

מימן - אלמנט של הקבוצה הראשונה של הקבוצה העיקרית, כמו גם את הקבוצה השביעית של הקבוצה העיקרית בתקופה הקטנה הראשונה. תקופה זו כוללת רק שני אטומי: הליום ואיש הקשר אלמנט. אנו מתארים את המאפיינים העיקריים של עמדת מימן במערכת המחזורית.

1. מספר סידורי של מימן - 1, מספר האלקטרונים זהה, בהתאמה, פרוטונים כמו הרבה. מסה אטומית - 1.00795. ישנם שלושה איזוטופים של היסוד עם מספרי מונית 1, 2, 3. עם זאת, את המאפיינים של כל שונות מאוד, בגלל העלייה המונית ליחידה אפילו רק פעם אחת עבור מימן הוא כפול.
2. העובדה החיצונית רמת האנרגיה שהוא מכיל רק אלקטרון אחד, זה יכול להיות בהצלחה הוא חמצון והפחתת נכסים. בנוסף, לאחר אלקטרון רתע הוא נשאר חופשי מסלולית, העוסק ביצירת קשרים כימיים של מנגנון acceptor התורם.
3. מימן - הוא סוכן הפחתה חזק. לכן, זה נחשב המקום העיקרי של הקבוצה הראשונה של הקבוצה העיקרית, שם הוביל את המתכות הפעילות ביותר - אלקליין.
4. עם זאת, על ידי תגובה עם סוכני הפחתה חזקים כגון, למשל, מתכות, והוא עשוי להיות מחמצן, קבלת אלקטרונים. תרכובות אלו הן הידרידים שנקראו. על בסיס זה הוא מוביל תת קבוצה של הלוגנים, אשר דומה.
5. בשל המסה של מימן האטומית קטנה מאוד נחשב היסוד הקל ביותר. בנוסף, הצפיפות היא גם מאוד קטנה, ולכן הוא גם benchmark עבור קלות.

לפיכך, ברור כי אטום מימן - הוא ייחודי לחלוטין, בניגוד לכל גורם אחר. כתוצאה מכך, את המאפיינים אותו הוא גם מיוחד, וכן חומרים פשוטים ומורכבים שנוצרו מאוד חשובים. הבה נבחן אותם עוד יותר.

חומר פשוט

אם אנחנו מדברים על אלמנט זה כמו מולקולה, יש לומר שזה diatomic. כלומר, מימן (חומר פשוט), - גז. הנוסחה האמפירית שלה כתוב כמו H _2, וגרפיקה - דרך H-H יחיד סיגמא-בונד. המנגנון של יצירת קשר בין אטומים - A קוולנטי קוטבי.

גם הנרי קוונדיש ב 1766 היה מסוגל לפתוח את החומר. זה הוא הוכיח מימן כי - גז, אחד שהוא מסוגל לפוצץ באוויר. מאוחר יותר, את המאפיינים נחקרו היטב, התברר כי החומר - הקל בין המפורסמים.

ובכל זאת מאוחר לבואזיה נתן את שמו (כמרכיב, וכן חומר על בסיס זה) בלטינית - "לידת מים" Hydrogenium, שפירושו מגלהו 1781 godu אלמנט זה הנרי קוונדיש הוכיח כי המים - שילוב של מימן וחמצן, לדוגמה, הוא הוא מוצר התגובה שלהם. וזה גז אור הוא גם מאוד דליק, כבר היה ידוע במאה השישה העשרה, זה בא לידי הביטוי הרשום של פרצלסוס.

לפיכך, מימן מולקולרי - נפוץ מאוד בטבע טבעי מתחם גזי מורכבת משני אטומים אשר מסוגל לפוצץ באוויר. יתר על כן, המולקולה ניתן לפרק אטומים, אשר להשתתף בתגובות גרעיניות, הופך גרעין הליום. תהליכים אלה מתרחשים ללא הרף בשמש בחלל, שהנם הספקים המרכזיים של המתחם.

מימן - חומר כי הוא מסוגל להביע את עצמם, ואת כסוכן חמצון, ו כחומר מחזר. כמו כן, מדובר בשימוש מאוד נרחב לפעילות אנושית.

תכונות פיסיקליות

פרמטרים פיסיים של מימן יש את הדברים הבאים:

1. נקודת רתיחה - (-252.76 ⁰ C).
2. נקודת התכה - (-259.2 ⁰ C).
3. בטווח הטמפרטורה מצוין הוא נוזל חסר צבע, בעל ריח לא.
4. בלחצים גבוהים מאוד להתקיים snowlike גבישים של מימן מוצק.
5. בתנאים מסוימים (לחץ גבוה וטמפרטורה נמוכה) ניתנת להמרה למצב מתכתי.
6. כמעט מסיס במים, ולכן התשלום אפשרי על ידי עקירה של מים בהכנה במעבדה.
7. בתנאים רגילים של מימן - גז, גידול חסר ריח, חסר צבע וחסר טעם.
8. חומרים דליקים ונפיצים.
9. זה מתמוסס היטב מתכות, כפי הוא מסוגל לנטרל באמצעות העובי שלה.
10. כ 14.5 פעמים הגז קל מהאוויר.

בסריג הגבישי של חומרים מולקולריים פשוטים, התקשורת חלשה, כך נהרס בקלות.

תכונות כימיות

כפי שצוין לעיל, מימן יכול להפגין הן הפחתה ומאפייני חמצון. יכולת חמצון אפשרית של האלמנט 1; -1. לכן, זה משמש לעתים קרובות בתעשייה על סינתזות ותגובות שונות.

תכונות חימצון של מימן

1. האינטראקציה עם פעילי המתכות (אלקליין וארץ אלקליין) בתנאים קונבנציונליים מובילה להיווצרות של תרכובות דמויות מלח שנקראות הידרידים. לדוגמה: LiH, CAH _2, KH, MGH _2, ואחרים.
2. תרכובות עם מתכות פעילות פחות בטמפרטורות גבוהות או תאורה חזקה (תגובת ייזום פוטו) גם יוצרי הידרידים.

הפחתת נכסים מימן

1. אינטראקציה בתנאים רגילים רק עם פלואור (כמו חמצון גבוה). כתוצאה מכך, מימן פלואורי או HF חומצה הידרופלואורית.
2. אינטראקציה עם כמעט כל-מתכות, אך בתנאים מחמירים למדי מסוימים. דוגמאות של תרכובות: H ₂ S, NH _3, H ₂ O, PH _3, SiH ₄ ואחרים.
3. משחזר מתכות מן התחמוצות שלהם לחומרים פשוטים. זהו אחד של תעשיית השיטות לייצור מתכת vodorodotermiey -called.

אנחנו צריכים גם להדגיש תגובות המשמשות סינתזות אורגניות. הם נקראים הידרוגנציה - dehydrogenation ורווית מימן, כי הוא, המחשוף שלה מן המולקולה. בהתבסס על שיטות אלה, ריבוי של טרנספורמציות של פחמימנים ותרכובות אורגניות אחרות.

להיות בטבע

מימן - הוא החומר הנפוץ ביותר על פני כדור הארץ ומחוצה. אחרי הכל, כמעט כל החלל הבינכוכבי והכוכבים עשויים תרכובת מסוימת זו. בחלל, זה יכול להתקיים בצורה של:

• פלזמה;
• גז;
• יונים;
• אטומים;
• מולקולות.

ישנם מספר סוגים של ענני צפיפות שונים, מורכב בדיוק של חומר זה.

אם כבר מדברים באופן קונקרטי של התפשטות בקרום כדור הארץ, המימן הוא במקום השני על מספר אטומים של חמצן לאחר כ 17% שלה. הצורה חינם נדירה, רק בכמויות קטין כחלק באוויר היבש. המתחם הנפוץ ביותר של האלמנט הזה - המים. זהו במבנה שלה והיא נמצאת על פני כדור הארץ.

כמו כן, מימן הוא חלק אינטגרלי של כל אורגניזם חי. יתר על כן, 63% של גוף האדם בכל חלק של האטומים. מימן - האלמנט הוא organogenic ולכן מייצר מולקולות של חלבונים, שומנים, פחמימות וחומצות גרעין, כמו גם רבות תרכובות חיוניות אחרות.

קבלה

ישנן דרכים שונות להגיע הגז תחת אותנו. אלה כוללים מספר גרסאות סינתזה תעשייה ומעבדה.

תהליכים מסחריים עבור הפקת מימן :

1. המרה מתאן Steam.
2. הגיזוז של פחם - תהליך כרוך חימום הפחמן 1000 ⁰ C, וכך נוצר מימן ופחמן.
3. אלקטרוליזה. שיטה זו יכולה לשמש רק עבור תמיסות מימיות של מלחים שונים כמו להמס לא מוביל המים משוחררים על הקתודה.

שיטות מעבדה לייצור מימן:

1. הידרוליזה של מתכת הידריד.
2. הפעולה של חומצות מהולות על מתכות פעילות ופעילות משנית.
3. אינטראקציה של מתכות אדמה אלקלי אלקליין עם מים.

כדי לאסוף מיוצר מימן, יש צורך לשמור על הצינור במהופך. אחרי הכל, הגז לא ניתן לאסוף כמו, למשל, פחמן דו-חמצני. האם מימן, הוא הרבה יותר קל מאשר באוויר. מהר נעלם, ובכמויות גדולות כאשר מעורבב עם מתפוצץ באוויר. לכן, צריך הצינור לפנות. לאחר השלמתו זה צריך להיות סגור עם פקק גומי.

כדי לבדוק את הטוהר של המימן שנאסף צריך להביא הצוואר של גפרור דולק. אם כותנה משעממת ושקט - כך הגז נקי, עם זיהומי אוויר מינימאליים. אם שורק רם - מלוכלך, עם נתח גדול של רכיבים זרים.

תחומי השימוש

במהלך הבעירה של מימן שוחרר כך כמות גדולה של אנרגיה (חום) כי דלק הגז הוא כדאי ביותר. בנוסף, שאינו מזהם. היום, לעומת זאת, השימוש בו מוגבל בתחום זה. זאת בשל ולמוטעה לא לגמרי פתר את הבעיות של סינתזה של מימן טהור, אשר יהיה מתאים לשימוש כדלק במנועי כורים ומכשירים ניידים, כמו גם בתי דודי חימום.

ואכן, שיטות להכנת הגז יקרות למדי, ולכן לפני שיהיה צורך לפתח שיטה לסינתזה מיוחדת. אחת שיאפשר להשיג מוצר בסולם גדול במינימום מאמץ.

ישנם מספר תחומים מרכזיים שבהם הגז משמש תחת שיקול על ידינו.

1. סינתזה כימית. בהתבסס על סבון הידרוגנציה שהושג, מרגרינה, פלסטיק. כאשר השתתפות מימן מסונתזת מתנול ואמוניה, ותרכובות אחרות.
2. בתעשיית המזון - כתוסף E949.
3. תעשיית התעופה (טילים, מטוסים).
4. כוח חשמל.
5. מטאורולוגיה.
6. תדלק מראה נקי יותר.

ברור, המימן הוא חשוב כמו מופץ בטבע. עדיין ממלא תפקיד חשוב שהם יצרו תרכובות שונות.

מימן תרכובות

חומר מורכב זה המכיל אטומי מימן. ניתן לזהות סוגים בסיסיים אחדים של חומרים כאלה.

1. הלידים. הנוסחה הכללית - HHal. חשיבות מיוחדת ביניהם הוא מימן כלורי. גז זה, אשר מתמוסס במים ליצירת פתרון חומצה הידרוכלורית. חומצה זו נמצאת בשימוש נרחב כמעט בכל סינתזות כימיות. יתר על כן, הן אורגניים ואי-אורגניים. מימן כלורי - המתחם בעל HCL הנוסחא האמפירי אחת הגדול מבחינת הפקה בשנה במדינה הזאת. יש גם הליד מימן כוללים יודיד מימן, מימן פלואורי לברומוךל מימן. כולם מהווים את החומצה המתאימה.
2. תרכובות אל מתכת מימן נדיפות. כמעט כולם גזים רעילים למדי. לדוגמה, מימן גופרתי, מתאן, silane, phosphine, ואחרים. זה מאוד דליק.
3. הידרידים - תרכובות עם מתכות. עיין מלחים של הכיתה.
4. Hydroxides: בסיסים, חומצות, תרכובות amphoteric. הרכבם נדרש לכלול את אטומי מימן, אחד או יותר. דוגמה: NaOH, K ₂ [AL (OH) _4], H ₂ SO ₄ ואחרים.
5. מימן הידרוקסיד. תרכובת זו ידועה יותר בשם מים. עוד תחמוצת מימן שם. הנוסחא האמפירית שלה היא - H ₂ O.
6. מי חמצן. מחמצן חזק זה, אשר נוסח יש בצורת H ₂ O _2.
7. תרכובות אורגניות רבות: פחמימנים, חלבונים, שומנים, שומנים, ויטמינים, הורמונים, ושמנים חיוניים אחרים.

ברור כי המגוון של קשרים שאנו שוקלים את האלמנט הוא גדול מאוד. זה שוב מאשר את הערך הגבוה של טבע ואדם, כמו גם עבור כל יצורי החיים.

מימן אוקסיד - הוא הממס הטוב ביותר

כפי שהוזכר לעיל, שם פלבאי החומר - המים. הוא מורכב משני אטומי מימן קשרים קוולנטיים הקוטב מחוברים אחד חמצן. מולקולת המים היא דיפול, מה שמסביר רבי המאפיינים הוצגו על ידה. בפרט העובדה שמדובר הממס האוניברסלי.

זה היה בסביבה המימית להתרחש כמעט כל תהליכים כימיים. תגובות פלסטיק פנימיות וחילוף חומרי אנרגיה ביצורי חיים גם מתבצעות עם תחמוצת מימן.

מים נחשבים החומר החשוב ביותר על פני כדור הארץ. זה ידוע כי בלי זה אי אפשר לחיות אורגניזם חי יחיד. ביום כדור הארץ, זה יכול להתקיים בשלושה מצבי צבירה:

• נוזלי;
• גז (אדים);
• מוצק (קרח).

בהתאם איזוטופ ממן במולקולה, ישנם שלושה סוגים של מים.

1. קל או protium. איזוטופ עם מספר מסה של 1. הנוסחה - H ₂ O. זוהי צורה מוכרת המשתמשת כל האורגניזמים.
2. דאוטריום או כבד, זה נוסחה - D ₂ O. מכיל איזוטופ ² H.
3. כבד או טריטיום. הנוסחה היא כמו איזוטופ T ₃ O - ³ נ

עתודות חשובות מאוד של מים מתוקים על protium הפלנטה. כבר, במדינות רבות יש חוסר של זה. שיטות שפותחו לטיפול במי מלח כדי לייצר מים מתוקים.

מי חמצן - הוא אמצעי אוניברסלי

תרכובת זו, כאמור לעיל, מחמצן מעולה. עם זאת, עם נציגים חזקים יכולים לפעול כסוכן צמצום מדי. יתר על כן, יש לו שפעת bactericidal חזקה.

שם נוסף עבור המתחם הזה - מי חמצן. בצורה זו הוא משמש ברפואה. פתרון 3% של תרכובות גבישים תחת שיקול - סמים רפואיים זו אשר משמש לטיפול בפצעים קטנים במטרת הטיהור שלהם. עם זאת, הוא הוכיח כי באותו הזמן ריפוי פציעות.

כמו כן מי חמצן משמש דלק טילים בתעשייה עבור חיטוי ולבן, בתור סוכן קצף כדי להשיג את החומרים המתאימים (קצף, למשל). בנוסף, מי עוזר לנקות אקווריומים, לטשטש השיער להלבין את השיניים. עם זאת, הרקמות הניזקות, כך המומחים למטרה זו אינה מומלצת.