Сутегінің химиялық және физикалық қасиеттері

Әрбір химиялық элемент периодтық жүйеде өзінің белгілі бір орын ережелер, ол көрсетеді проявляемые атындағы қасиеттері мен туралы айтса да, оның электрондық құрылысы. Алайда, арасында бір ерекше атом, кетеді бірден екі ұяшық. Ол орналасқан екі мүлдем қарама-қарсы бойынша проявляемым қасиеттері топтарында элементтер. Бұл сутегі. Осындай ерекшеліктерін жасайды, оның бірегей. Сутегі — бұл жай ғана элемент және жай зат, сондай-ақ құрамдас бөлігі көптеген күрделі қосылыстар, биогенный және органогенный элементі. Сондықтан қарастырайық оның сипаттамалары және қасиеттері.

Сутегі ретінде химиялық элемент Сутек — бұл элемент бірінші топтың басты кіші топтың, сондай-ақ жетінші топтың негізгі топтың бірінші кіші кезеңде. Бұл кезең тұрады және екі атомдар: гелий және қаралып отырған біз элемент. Сипаттау негізгі жағдайының ерекшеліктері сутегі периодтық жүйесі. Реттік нөмірі сутегі — 1, саны электрондардың осындай, тиісінше, протондар көп. Атомдық массасы — 1,00795. Бар үш изотопы осы элементтің бұқаралық сандар 1, 2, 3. Алайда, қасиеттері, олардың әрқайсысының өте қатты ерекшеленеді, өйткені ұлғайту массасын тіпті бірлігіне дәл сутегі болып табылады, бірден қос. Бұл сыртқы энергетикалық деңгейде оның құрамында бір ғана электрон, табысты танытуға оған қалай тотықтыру және қалпына келтіру қасиеті. Сонымен қатар, кейін қайтарым электрона өзінде қалады, бос орбиталь, ол қатысады, білім химиялық байланыстар бойынша донорлы-акцепторному механизмі. Сутегі — бұл күшті қалпына келтіру. Сондықтан негізгі орны болып саналады оның бірінші тобы басты кіші топтың, ол басқарады, ең белсенді металдар — сілтілік. Алайда, өзара іс-қимыл кезінде күшті восстановителями сияқты, мысалы, металдар, ол мүмкін және окислителем отырып, электрон. Осы қосындылар алды атауы гидридов. Осы белгісі, ол басқарады кіші топқа галогенов, олармен ұқсас болып табылады. Арқасында мүлдем кішкентай атом массасы, сутегі ең жеңіл элемент. Сонымен қатар, оның тығыздығы да өте аз, сондықтан ол, сондай-ақ эталоны болып табылады жеңілдігі. Осылайша, анық, бұл сутегі атомы, бұл мүлдем бірегей, непохожий барлық қалған элемент. Сондықтан, қасиеттері де оның ерекше, ал құратын жай және күрделі заттар өте маңызды. Оларды қарастырамыз бұдан әрі.

Қарапайым зат туралы айтатын болсақ, осы элементінде туралы молекуласындағы болса, онда мынаны айтуға болады: ол двухатомна. Яғни сутегі (жай зат) — бұл газ. Формуласы, оның эмпирикалық жазылатын болады ретінде Н2, ал графикалық арқылы одинарную сигма-байланыс-Н, с. Н. Тетігі білім арасындағы байланысты атомдарымен — ковалентный неполярный. Тағы Генри Кавендиш 1766 жылы білді ашу зат. Ол екенін дәлелдеді сутегі — газ, әрі мұндай қабілетті болған жағдайда қайта пайдалануға ауада. Кейін жақсы зерттелген қасиеттері, түсінікті болды, бұл зат » — ең жеңіл арасында танымал. Кейінірек лавуазье өзара бөліп алады дал атауы (элементі ретінде, сондай-ақ зат, оның негізінде) латын — hydrogenium, аударғанда «рождающий су». 1781 жылы ашқан осы элементтің Генри Кавендиш екенін дәлелдеді су үйлесімі, сутегі және оттегі, яғни бұл өнім, олардың өзара іс-қимыл. Ал, бұл жеңіл газ және өте жанғыш, белгілі сонау XVI ғасырда, бұл отражалось жазбаларында Парацельстің.

Осылайша, молекулярлық сутегі — бұл өте кең таралған табиғатта және образующееся табиғи жолмен газ тәрізді қосылыс тұратын екі атомдар, ол қабілетті болған жағдайда қайта пайдалануға ауада. Сонымен қатар, молекуласы мүмкін распадаться арналған атомдары қатысқан, ядролық реакциялар, превращаясь » ядро гелий. Осы процестер үздіксіз жүріп жатқан Күн астында және ғарышта, және болып табылады негізгі жеткізушілер осы қосылыстар. Сутегі — бұл зат, ол қабілетті таныту мен тотықтырғыш және қалпына келтіру. Сондай-ақ, ол табады және өзіне өте кеңінен қолдану, адам қызметінің.

Физикалық қасиеттері Физикалық параметрлері сутегі бар мынадай: қайнау Температурасы — (-252,76 0 С). Балқу температурасы — (-259,2 0 С). Белгіленген температура интервалындағы болып табылады бесцветной сұйық жоқ иісі. Кезде өте жоғары қысымы бар снегообразные кристалдар қатты сутегі. Белгілі бір жағдайларда (жоғары қысым және төмен температура) қабілетті өтуге да металл жай-күйі. Іс жүзінде нерастворим суда, сондықтан мүмкін жинау әдісімен ығыстыру кезінде су алу зертханалық жағдайда. Әдеттегі жағдайында сутегі — газ жоқ иісі, түсі және дәмі. Болып табылады жанғыш және жарылу қаупі бар зат. Жақсы ериді металдар, өйткені қабілетті диффундировать арқылы олардың толщу. Шамамен 14,5 рет бұл газ ауадан жеңіл. Кристалл торы қарапайым заттың молекулалық, байланыс әлсіз, сондықтан оңай бұзылады.

Химиялық қасиеттері жоғарыда айтып Өткендей, сутегі қабілетті танытуға қалай қалпына келтіру және тотықтырғыш қасиеттері. Мүмкін болатын тотығу дәрежесі элементтің +1; -1. Сондықтан оны жиі пайдаланады өнеркәсіп үшін синтезов және әр түрлі реакциялар.

Тотықтырғыш қасиеттері сутегі Өзара іс-қимыл белсенді металл (сілтілік және щелочноземельными) әдеттегі жағдайында әкеледі солеподобных қосылыстар деп аталатын гидридами. Мысалы: LiH, CaH2, KH, MgH2 және басқалар. Қосылыстар малоактивными металдармен әсерінен, жоғары температураның немесе қатты жарық (фотохимическая \ реакциялар), сондай-ақ құрайды гидриды. Қалпына келтіру қасиеттері сутегі Өзара іс-қимыл әдеттегі жағдайында тек фтор (күшті окислителем). Нәтижесінде құрылады фтороводород немесе плавик қышқылы HF. Өзара іс-қимыл іс жүзінде барлық неметаллами, бірақ белгілі бір қатаң жағдайларда. Мысалдар қосылыстар: H2S, NH3, H2O, PH3, SiH4 және басқалар. Теріні металдар, олардың оксидтері дейін қарапайым заттар. Бұл өнеркәсіптік алу әдістерінің, металдар, называющийся водородотермией. Жеке-жеке бөліп көрсеткен жөн реакция пайдаланылатын органикалық синтезах. Олар деп аталады гидрированием — насыщением сутегімен және дегидрированием, яғни оның отщеплением жылғы молекулалар. Негізінде осы тәсілдердің түрлендірулер алады көптеген көмірсутектер және басқа органикалық қосылыстар.

Алу үшін әр түрлі тәсілдері Бар алу қаралатын біз газ. Оларға бірнеше өнеркәсіптік және зертханалық нұсқаларын синтез. Өнеркәсіптік алу тәсілдері сутегі: Булы конверсиясы-метан. Көмірді газдандыру процесі білдіреді қыздыру көмір 1000 0С, нәтижесінде түзіледі, сутегі және высокоуглеродный көмір. Электролиз. Бұл әдіс пайдаланылуы мүмкін тек су ерітінділерін әр түрлі тұздар, өйткені балқымалары әкелмейді разряжению су катоде. Зертханалық тәсілдері сутегі алу: Гидролизі металл гидридов. Қолданысқа сұйылтылған қышқылдардың белсенді металдар және орта белсенділік. Өзара іс-қимыл сілтілі және сілтілі жер металдар сумен. Жинау үшін пайда болған сутегі, ұстау қажет пробиркаға перевернутой вверх дном. Өйткені, бұл газ жинауға болмайды, өйткені, мысалы, көмірқышқыл газы. Бұл-сутегі, ол әлдеқайда оңай ауа. Тез улетучивается, ал көп мөлшерде кезінде араластыру ауамен взрывается. Сондықтан да жөн переворачивать пробиркаға. Ол толтырылғаннан кейін оны жабу резеңке тығынмен жабады. Тексеру үшін тазалығын жиналған сутегі, жөн поднести — горлышку зажженную сіріңке. Егер мақта үнсіз және тыныш — бұл газ таза, аз қоспалармен ауа. Егер қатты және свистящий — лас, үлкен үлесін бөгде компоненттер.

Пайдалану саласындағы жанған Кезде сутегі бөлінеді соншалықты көп энергия (жылу), бұл газ болып саналады ең тиімді отынмен. Оның үстіне экологиялық жағынан таза. Алайда, бүгінгі күні оның қолдану осы саладағы шектелген. Бұл аналар жаратқанның бұйрығына қарсы шығады, соңына дейін шешімін таппауда проблемалары синтез таза сутегі, ол еді пайдалану үшін жарамды отын ретінде реакторларда, қозғалтқыштарға және портативті құрылғыларда, сондай-ақ жылыту қазандықтарында тұрғын үйлер. Өйткені, алу тәсілдері, осы газдың айтарлықтай қымбат, сондықтан алдымен әзірлеу қажет ерекше синтез әдісі. Мұндай алуға мүмкіндік береді өнім үлкен көлемде және аз шығынмен. Бөлуге болады бірнеше негізгі облыстардың, қолданыс табады, қарастырылатын біз газ. Химиялық синтездер. Негізінде гидрлеу алады сабын, маргарин, пластмассалар. Қатысуымен сутегі синтезируется метанол және аммиак, сондай-ақ басқа да қосылыстар. Тамақ өнеркәсібінде — қоспа Е949. Авиациялық өнеркәсіп (зымыран ғылым, ұшақ жасау). Электр энергетикасы. Метеорология. Отын экологиялық таза түрі. Әлбетте, бұл сутегі секілді маңызды және табиғатта көп таралған. Тағы да үлкен рөл ойнайды құратын түрлі қосылыстар.

Қосылыстар сутегі Бұл күрделі, құрамында сутегі атомдары заттар. Бөлуге болады бірнеше негізгі типтерін, ұқсас заттар. Галогеноводороды. Жалпы формуласы — HHal. Ерекше мәні бар, олардың арасында бар сутегі хлориді. Бұл газ ериді суда білімі бар тұз қышқылы ерітіндісін. Бұл қышқылы табады кең қолдану, барлық дерлік химиялық синтезах. Әрі органикалық және бейорганикалық. Хлорид сутегі — бұл қосылыс бар эмпирикалық формуласы HCL және бірі болып табылатын ең ірі өндірісінің көлемі бойынша елімізде жыл сайын. Сондай-ақ, галогеноводородам жатады йодоводород, фтороводород және бромоводород. Олар құрайды тиісті қышқылы. Ұшпа сутегі металл еместердің органикалық емес қосылыстар. Іс жүзінде барлық олар өте улы газдар. Мысалы, күкіртті сутек, метан, бу генераторының қондырғыларының механизмдері тоқтағанда, фосфин және басқалар. Бұл өте жанғыш. Гидриды — металдармен қосылыстары. Класына жатады тұздар. Гидроксидтері: негіздер, қышқылдар және амфотерные қосылыстар. Олардың құрамына міндетті түрде кіреді сутегі атомдары бір немесе бірнеше. Мысалы: NaOH, K2[AL(OH)4], H2SO4 және басқалар. Гидроксиді және сутек. Бұл қосылыс көп ретінде белгілі су. Басқа атауы оксиді сутегі. Эмпириялық формуласы болып көрінеді — Н2О. Сутегі пероксиді. Бұл мықты тотықтырғыш, формуласы бар түрі Н2О2. Көптеген органикалық қосылыстар: көмірсутектер, ақуыздар, майлар, липидтер, витаминдер, гормондар, эфир майлары мен өзге де. Әлбетте, алуан қосылыстар қаралатын бізбен элемент өте зор. Бұл тағы да растайды, оның жоғары мәні үшін табиғат пен адамның, сондай-ақ барлық тірі жаратылыстар.

Оксиді сутегі — ең жақсы еріткіш жоғарыда аталғандай, простонародное атауы осы зат — су. Екі атомдар сутегі және бір оттегі, бір-бірімен өзара ковалентными полярными байланыстары бар. Молекуласы су болып табылады диполем, бұл түсіндіреді көптеген проявляемые оның қасиеттері. Атап айтқанда, ол әмбебап еріткіш. Дәл сулы ортада орын дерлік барлық химиялық процестер. Ішкі реакция пластикалық және энергетикалық алмасу-тірі ағзалар, сондай-ақ көмегімен жүзеге асырылады оксиді сутегі. Су болып саналады ең маңызды зат планетада. Белгілі болғандай, онсыз өмір сүре алмайды бірде-бір тірі организм. Жер бетінде ол қабілетті болды үш агрегаттық күйде: сұйық; газ (бу); қатты (мұз). Байланысты сутегі изотопының құрамына кіретін молекулалар үш түрін ажыратады су. Жеңіл немесе протиевая. Изотоп жаппай саны 1. Формуласы — Н2О. Бұл әдеттегі нысаны, оны пайдаланады, барлық организмдер. Дейтериевая немесе ауыр, оның формуласы — D2O. Құрамында изотоп 2Н. Сверхтяжелая немесе тритиевая. Формула сияқты көрінеді Т3О, изотоп — 3Н. Өте маңызды қорлары-тұщы протиевой су планетада. Қазірдің өзінде көптеген елдерде сезіледі, оның жеткіліксіздігі. Әзірлейді өңдеу тәсілдері тұзды су алу мақсатында ауыз.

Сутегі пероксиді — бұл әмбебап құралы Осы қосылысы, жоғарыда аталғандай, тамаша тотықтырғыш. Алайда, мықты өкілдері жүргізе алады, өздерін және қалай қалпына келтіру керек. Сонымен қатар, бар айқын бактерицидтік әсері бар. Басқа атауы осы қосылыстарды асқын тотығы. Нақ осындай түрінде, оны пайдаланады медицинада. 3% ерітіндісі кристаллогидрата қаралатын қосылыстар — бұл медициналық дәрі-дәрмек, ол үшін қолданады өңдеу шағын рға мақсатында оларды зарарсыздандыру. Алайда дәлелденсе, бұл ретте жылдам жазылуын жараланған уақыт бойынша артады. Сондай-ақ сутегі асқын тотығы пайдаланылады, зымыран отын, өнеркәсіп үшін дезинфекциялау және ағарту ретінде көбік алу үшін тиісті материалдарды (көбік, мысалы). Сонымен қатар, асқын тотығы көмектеседі тазартып, аквариумдер, обесцвечивать шашты отбеливать тістер. Алайда, бұл ретте зиян келтіреді тіндерге, сондықтан мамандар бұл мақсатта ұсынылмайды.