เคมีอินทรีย์ ไฮโดรเจน คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีได้รับสมการปฏิกิริยาไฮโดรเจนกับออกซิเจน

เคมีทั่วไปและอนินทรีย์

การบรรยาย 6. ไฮโดรเจนและออกซิเจน น้ำ. ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์.

ไฮโดรเจน

อะตอมไฮโดรเจนเป็นวัตถุที่ง่ายที่สุดของเคมี การพูดอย่างเคร่งครัดไอออนของเขาเป็นโปรตอน - ง่ายยิ่งขึ้น อธิบายครั้งแรกในปี 1766 โดย Cavendis ชื่อจากกรีก "ยีนไฮโดร" - น้ำผสมพันธุ์

รัศมีของอะตอมไฮโดรเจนอยู่ที่ประมาณ 0.5 * 10-10 ม. และไอออน (โปรตอน) คือ 1.2 * 10-15 เมตรหรือตั้งแต่ 50 โมงเย็นถึง 1.2 * 10-3.00 น. หรือจาก 50 เมตร (เส้นทแยงมุม) ถึง 50 เมตร 1 มม.

องค์ประกอบ 1S ถัดไป - ลิเธียมเปลี่ยนจาก 155 PM ถึง 188 PM ที่ Li + ความแตกต่างนี้ในขนาดของอะตอมและไอออนบวก (5 คำสั่งซื้อ) มีเอกลักษณ์

ขอบคุณขนาดเล็กของโปรตอนการแลกเปลี่ยน การสื่อสารไฮโดรเจนก่อนอื่นระหว่างออกซิเจนไนโตรเจนและอะตอมฟลูออรีน ความแข็งแรงของพันธะไฮโดรเจนคือ 10-40 kJ / mol ซึ่งน้อยกว่าพลังงานของการแตกของการเชื่อมโยงทั่วไปส่วนใหญ่ (100-150 kJ / mol ในโมเลกุลอินทรีย์) แต่มีขนาดใหญ่กว่าพลังงานจลน์เฉลี่ยของการเคลื่อนไหวทางความร้อนที่ 370 ° C (4 kJ / mol) เป็นผลให้ในสิ่งมีชีวิต, พันธบัตรไฮโดรเจนจะสามารถย้อนกลับได้เพื่อให้แน่ใจว่าการไหลของกระบวนการสำคัญ

ไฮโดรเจนละลายที่ 14 K เดือดที่ 20.3 k (ความดัน 1 ATM) ความหนาแน่นของไฮโดรเจนเหลวเพียง 71 กรัม / ลิตร (14 เท่าเบากว่าน้ำ)

ในการตรวจพบอะตอมไฮโดรเจนในดวงดาวที่มีความตื่นเต้นที่มีการเปลี่ยนผ่าน N 733 → 732 ด้วยความยาวคลื่น 18 เมตรซึ่งสอดคล้องกับรัศมี Borov (R \u003d N2 * 0.5 * 10-10 ม.) ประมาณ 0.1 มม. (! .

องค์ประกอบที่พบมากที่สุดในอวกาศ (88.6% ของอะตอม, 11.3% ของอะตอมตกอยู่ในฮีเลียมและเพียง 0.1% - อะตอมขององค์ประกอบอื่น ๆ ทั้งหมด)

4 ชั่วโมง→ 4 เขา + 26.7 MEV 1 EV \u003d 96,48 kJ / mol

เนื่องจากโปรตอนมีการหมุน 1/2 มีโมเลกุลไฮโดรเจนสามตัว:

orthodox Garden O-H2 พร้อมสปินนิวเคลียร์แบบขนาน, Parachodreat P-H2 ด้วย ต่อต้านขนานด้านหลังและ H-H-H2 ปกติเป็นส่วนผสมของ 75% ortho-hydrogen และ 25% para-hydrogen เมื่อเปลี่ยน O-H2 → P-H2, 1418 J / MOL ย่อมาจาก

สรรพคุณของ Ortho- และ Parasodorod

เนื่องจากมวลอะตอมของไฮโดรเจนเป็นขั้นต่ำที่เป็นไปได้ไอโซโทป - Deuterium D (2 H) และ Tritium T (3 ชั่วโมง) แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญจากระยะทางที่ 1n ในคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมี ตัวอย่างเช่นการเปลี่ยนไฮโดรเจนหนึ่งในสารประกอบอินทรีย์บน Deuterium นั้นสะท้อนให้เห็นได้อย่างเห็นได้ชัดในสเปกตรัมออสซิลเลต (อินฟราเรด) ซึ่งทำให้เป็นไปได้ที่จะสร้างโครงสร้างของโมเลกุลที่ซับซ้อน การเปลี่ยนเช่นนี้ ("วิธีการของอะตอมที่มีป้ายกำกับ") ยังใช้ในการสร้างกลไกของคอมเพล็กซ์

กระบวนการทางเคมีและชีวเคมี วิธีการของอะตอมที่มีป้ายกำกับมีความไวโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อใช้แทนการผ่านของไตรทอตกัมมันตภาพรังสี (β-ตัวแทนครึ่งชีวิต 12.5 ปี)

สรรพคุณของความหลงใหลและ Deteteria

		หนาแน่น, g / l (20 k)



วิธีหลัก การผลิตไฮโดรเจนในอุตสาหกรรม - การแปลงมีเทน
หรือความชุ่มชื้นถ่านหินที่ 800-11000 S (ตัวเร่งปฏิกิริยา):
CH4 + H2 O \u003d CO + 3 H2	สูงกว่า 10,000 องศา
"ก๊าซน้ำ": C + H2 O \u003d CO + H2	สูงกว่า 10,000 องศา
จากนั้น Conversion Co: Co + H2 O \u003d CO2 + H2			4000 c, โคบอลต์ออกไซด์

ทั้งหมด: C + 2 H2 O \u003d CO2 + 2 H2

แหล่งที่มาของไฮโดรเจนอื่น ๆ

ก๊าซกลไก: ไฮโดรเจนประมาณ 55% มีเทน 25% สูงถึง 2% ของไฮโดรคาร์บอนหนัก 4-6% CO2 CO2 10-12% ไนโตรเจน

ไฮโดรเจนเป็นผลิตภัณฑ์เผาไหม้:

SI + CA (OH) 2 + 2 Naoh \u003d NA2 SIO3 + CAO + 2 H2

โดยการผสมกับเกษตรกรรม 1 กิโลกรัมสูงถึง 370 ลิตรไฮโดรเจนจะถูกปล่อยออกมา

ไฮโดรเจนในรูปแบบของสารง่าย ๆ ใช้สำหรับการผลิตแอมโมเนียและไฮโดรจีเนชัน (การบ่ม) ของไขมันพืชสำหรับการฟื้นฟูโลหะบางชนิด (โมลิบดีนัมทังสเตน) เพื่อรับไฮโดรตร (lih, cah2

lialh4)

ปฏิกิริยา Entryalpy: H. + H. \u003d H2 คือ -436 kj / mol ดังนั้นไฮโดรเจนอะตอมจะใช้เพื่อให้ได้อุณหภูมิสูงลด "เปลวไฟ" ("Langmyura Burner") เจ็ทของไฮโดรเจนในอาร์คไฟฟ้าเป็น atomized ที่ 35,000 ° C 30% จากนั้นด้วยการรวมตัวกันของอะตอมมันเป็นไปได้ที่จะถึง 50,000 องศาเซลเซียส

ไฮโดรเจนเหลวใช้เป็นเชื้อเพลิงในจรวด (ดูออกซิเจน) สัญญาว่าเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมเพื่อการขนส่งทางบก การทดลองเกี่ยวกับการใช้แบตเตอรี่ไฮโดรเจน metallhydride กำลังจะมา ตัวอย่างเช่นอัลลอย Lani5 สามารถดูดซับไฮโดรเจนได้มากกว่า 1.5-2 เท่าในจำนวนเดียวกัน (เป็นปริมาตรของโลหะผสม) ของไฮโดรเจนเหลว

ออกซิเจน

ตามข้อมูลที่ได้รับการยอมรับโดยทั่วไปออกซิเจนเปิดในปี 1774 J. Priesley และเป็นอิสระกับเชelล ประวัติการเปิดของออกซิเจนเป็นตัวอย่างที่ดีของอิทธิพลของกระบวนทัศน์ในการพัฒนาวิทยาศาสตร์ (ดูอาหารเสริม 1)

เห็นได้ชัดว่าในความเป็นจริงออกซิเจนถูกค้นพบเร็วกว่าวันที่เป็นทางการ ในปี 1620 ทุกคนสามารถขี่เทมส์ (ในนั้น) บนเรือดำน้ำของการออกแบบของ Cornelius Van Drebel เรือเคลื่อนที่ใต้น้ำเนื่องจากความพยายามของนักพายหนึ่งโหล ตามที่ประจักษ์พยานของพยานหลายคนนักประดิษฐ์ของเรือดำน้ำประสบความสำเร็จในการแก้ไขปัญหาการหายใจ "สดชื่น" อากาศด้วยวิธีทางเคมี Robert Boyle เขียนใน 1661: "... นอกเหนือจากการออกแบบทางกลของเรือนักประดิษฐ์มีสารละลายเคมี (สุรา) ซึ่งเขา

ถือว่าเป็นความลับหลักของการดำน้ำลึก และเมื่อถึงเวลาเขาก็มั่นใจว่าส่วนที่เหมาะสมของอากาศถูกใช้ไปแล้วและทำให้มันยากที่จะสูดลมหายใจในเรือเขาสามารถทำลายเรือที่เต็มไปด้วยโซลูชันนี้เติมอากาศอย่างรวดเร็วด้วย เนื้อหาของชิ้นส่วนชีวิตที่จะทำให้มันเหมาะสำหรับการหายใจเป็นเวลานาน "

คนที่มีสุขภาพดีในสภาพที่สงบต่อวันปั๊มผ่านปอดประมาณ 7,200 ลิตรของอากาศรับออกซิเจนได้ 720 ลิตร ในห้องปิด 6 M3 คนสามารถเก็บได้โดยไม่มีการระบายอากาศได้นานถึง 12 ชั่วโมงและในระหว่างการทำงานทางกายภาพ 3-4 ชั่วโมง สาเหตุหลักของความยากลำบากในการหายใจไม่ขาดออกซิเจน แต่ การสะสมของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จาก 0.3 ถึง 2.5%

เป็นเวลานานวิธีการหลักของการได้รับออกซิเจนคือวงจร "แบเรียม" (การได้รับออกซิเจนโดยรูปแบบของน้ำเกลือ):

Baso4 -t- → Bao + SO3;

5,000 c -\u003e

Bao + 0.5 O2 \u003d\u003d\u003d\u003d\u003d\u003d Bao2<- 7000 C

โซลูชันลับของ Debriel อาจเป็นวิธีแก้ปัญหาของไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์: BAO2 + H2 SO4 \u003d Baso4 ↓ + H2 O2

การเตรียมออกซิเจนเมื่อเผาไหม้ pirosames: naclo3 \u003d nacl + 1.5 o2 + 50.5 kJ

ในส่วนผสมเป็น 80% NACLO3 สูงถึง 10% ของผงเหล็กแบเรียม 4% และการพนันกระจก

โมเลกุลออกซิเจน Paramagnetic (จริง - Biradical) ดังนั้นกิจกรรมของมันจึงสูง สารอินทรีย์ในอากาศออกซิไดซ์ผ่านขั้นตอนของการก่อตัวของเปอร์ออกไซด์

ออกซิเจนละลายที่ 54.8 K เดือดที่ 90.2 K

การปรับเปลี่ยน allotropic ขององค์ประกอบออกซิเจน - สารโอโซน O3 การปกป้องโอโซนทางชีวภาพของโลกมีความสำคัญอย่างยิ่ง ที่ระดับความสูง 20-25 กม. มีการจัดตั้งสมดุล:

ยูวี<280 нм		UV 280-320nm
O2 ----\u003e 2 o *	o * + O2 + M -\u003e O3	O3 -------	\u003e O2 + O
	(M - N2, AR)

ในปี 1974 พบว่าคลอรีนอะตอมซึ่งก่อตัวขึ้นจาก Freons ที่ระดับความสูงมากกว่า 25 กม. เร่งปฏิกิริยาการสลายตัวของโอโซนราวกับว่าการแทนที่รังสีอัลตราไวโอเลต "โอโซน" UV นี้สามารถทำให้เกิดมะเร็งผิวหนัง (ในสหรัฐอเมริกาต่อปีถึง 600,000 กรณี) การห้าม Freons ในถังสเปรย์สามารถใช้ได้ในสหรัฐอเมริกาตั้งแต่ปี 1978

ตั้งแต่ปี 1990 รายการสารต้องห้าม (ใน 92 ประเทศ) รวม CC3 CCL3, CCL4, อวัยวะ Chlorobromugal - การผลิตของพวกเขาทรุดตัวลงในปี 2000

การเผาไหม้ไฮโดรเจนในออกซิเจน

ปฏิกิริยานั้นซับซ้อนมาก (รูปแบบในการบรรยาย 3) ดังนั้นก่อนที่จะเริ่มการประยุกต์ใช้งานจริงมันใช้เวลาในการศึกษาที่ยาวนาน

เมื่อวันที่ 21 กรกฎาคม 1969 ดินแดนแห่งแรก - N. Armstrong เดินผ่านดวงจันทร์ Rocket Saturn-5 (Designer - Werner von Brown) ประกอบด้วยสามขั้นตอน ในน้ำมันก๊าดและออกซิเจนครั้งแรกในที่สองและสาม - ไฮโดรเจนเหลวและออกซิเจน รวม 468 ตันของ O2 และ H2 ของเหลว ผลิต 13 การเปิดตัวที่ประสบความสำเร็จ

ตั้งแต่เดือนเมษายน 2524 ในสหรัฐอเมริกาดำเนินการเที่ยวบิน "กระสวยอวกาศ": 713 ตันของ Liquid O2 และ H2 รวมถึงคันเร่งเชื้อเพลิงแข็งสองตัว 590 ตัน (น้ำหนักรวมของเชื้อเพลิงแข็ง 987 ตัน) 40 กม. แรกเพิ่มขึ้นสู่ TTU, 40 ถึง 113 กม. เครื่องยนต์ทำงานบนไฮโดรเจนและออกซิเจน

ในวันที่ 15 พฤษภาคม 1987 การเริ่มต้นครั้งแรกของ "พลังงาน", 15 พฤศจิกายน 1988, เที่ยวบินครั้งแรกและครั้งเดียว "Burana" เริ่มมวล 2400 ตันมวลของเชื้อเพลิง (น้ำมันก๊าดใน

ช่องด้านข้าง, ของเหลว O2 และ H2) 2000 ตันเครื่องยนต์พลังงาน 125000 MW, Payload 105 ตัน

การเผาไหม้ไม่ได้รับการจัดการและประสบความสำเร็จเสมอไป

ในปี 1936 ไฮโดรเจนที่ใหญ่ที่สุดในโลก LZ-129 "Hindenburg" ที่ใหญ่ที่สุดในโลกถูกสร้างขึ้น ปริมาณ 200000 m3, ความยาวประมาณ 250 เมตร, เส้นผ่าศูนย์กลาง 41.2 ม. ความเร็ว 135 กม. / ชั่วโมงเนื่องจาก 4 เครื่องยนต์เครื่องยนต์ 1100 แรงม้า, Payload 88 t. เรือบิน 37 เที่ยวบินข้ามมหาสมุทรแอตแลนติกและขนส่งผู้โดยสารมากกว่า 3,000 ราย

ในวันที่ 6 พฤษภาคม 2480 ที่ทางแยกในสหรัฐอเมริกา Dirigabl ระเบิดและถูกไฟไหม้ หนึ่งในสาเหตุที่เป็นไปได้คือการก่อวินาศกรรม

เมื่อวันที่ 28 มกราคม 2529 ในวันที่ 74 วินาทีของเที่ยวบิน "ผู้ท้าชิง" ระเบิดกับครอบครัวของนักบินอวกาศ - เที่ยวบินที่ 25 ของระบบ Shattle เหตุผลคือข้อบกพร่องของคันเร่งเชื้อเพลิงแข็ง

สาธิต:

การระเบิดของก๊าซที่มีความกระหึ่ม (ส่วนผสมของไฮโดรเจนด้วยออกซิเจน)

องค์ประกอบเชื้อเพลิง

รุ่นที่สำคัญทางเทคนิคของปฏิกิริยาการเผาไหม้นี้ - การแยกกระบวนการออกเป็นสอง:

ไฟฟ้าไฮโดรเจน (ขั้วบวก): 2 H2 + 4 โอ้ - 4 E- \u003d 4 H2 O

การติดตั้งไฟฟ้าของออกซิเจน (แคโทด): O2 + 2 H2 O + 4 E- \u003d 4 โอ้ -

ระบบที่ดำเนินการเผาไหม้ดังกล่าว - องค์ประกอบน้ำมันเชื้อเพลิง. ประสิทธิภาพสูงกว่าโรงไฟฟ้าความร้อนมากเนื่องจากไม่มี

ขั้นตอนการผลิตความร้อนพิเศษ ประสิทธิภาพสูงสุด \u003d δ g / δ h; สำหรับการเผาไหม้ไฮโดรเจน 94% ได้รับ

เอฟเฟกต์เป็นที่รู้จักกันตั้งแต่ปี 1839 แต่การทำงานครั้งแรกในทางปฏิบัติที่นำมาใช้

ในตอนท้ายของศตวรรษที่ 20 ในอวกาศ ("ราศีเมถุน", "Apollo", "Shuttle" - USA, Buran - สหภาพโซเวียต)

โอกาสสำหรับเซลล์เชื้อเพลิง [17]

ตัวแทนของระบบไฟฟ้าบัลลาร์ดพูดในการประชุมทางวิทยาศาสตร์ในวอชิงตันเน้นว่าเครื่องยนต์ในเซลล์เชื้อเพลิงจะเป็นธรรมในเชิงพาณิชย์เมื่อมันจะตอบสนองต่อเกณฑ์หลักสี่ประการ: ลดต้นทุนพลังงานที่สร้างขึ้นเพิ่มความทนทานลดขนาด ของการติดตั้งและความเป็นไปได้ของการเปิดตัวที่รวดเร็วในสภาพอากาศหนาวเย็น ค่าใช้จ่ายของพลังงานกิโลวัตต์หนึ่งกิโลวัตต์ที่ผลิตโดยการติดตั้งเซลล์เชื้อเพลิงควรลดลงเหลือ 30 ดอลลาร์สหรัฐ สำหรับการเปรียบเทียบในปี 2004 ตัวบ่งชี้ที่คล้ายกันคือ $ 103 และในปี 2005 คาดว่าจะเป็น $ 80 เพื่อให้บรรลุราคานี้จำเป็นต้องผลิตเครื่องยนต์อย่างน้อย 500,000 ต่อปี นักวิทยาศาสตร์ชาวยุโรปมีความระมัดระวังในการคาดการณ์มากขึ้นและเชื่อว่าการใช้องค์ประกอบไฮโดรเจนเชื้อเพลิงในเชิงพาณิชย์ในอุตสาหกรรมยานยนต์จะเริ่มไม่เร็วกว่าปี 2020

10.1 การผ่าตัด

ชื่อ "ไฮโดรเจน" หมายถึงองค์ประกอบทางเคมีและเป็นเรื่องง่าย ธาตุ ไฮโดรเจน ประกอบด้วยอะตอมไฮโดรเจน สารง่าย ไฮโดรเจนประกอบด้วยโมเลกุลไฮโดรเจน

ก) ไฮโดรเจนองค์ประกอบเคมี

ในแถวธรรมชาติขององค์ประกอบจำนวนลำดับของไฮโดรเจน - 1. ในระบบขององค์ประกอบไฮโดรเจนอยู่ในช่วงแรกในกลุ่ม IA หรือ VIIIA

ไฮโดรเจนเป็นหนึ่งในองค์ประกอบที่พบมากที่สุดในโลก ส่วนกรวดของอะตอมไฮโดรเจนในบรรยากาศไฮโดรสเฟียร์และสโลสเฟียร์ของโลก (ทั้งหมดเข้าด้วยกันเรียกว่าเปลือกโลก) คือ 0.17 มันเป็นส่วนหนึ่งของน้ำแร่ธาตุน้ำมันก๊าซธรรมชาติพืชและสัตว์ ในร่างกายมนุษย์มีไฮโดรเจนเฉลี่ยประมาณ 7 กิโลกรัม

ไอโซโทปไฮโดรเจนมีสามตัว:
a) ไฮโดรเจนแสง - รายละเอียด,
b) ไฮโดรเจนหนัก - ดิวเทอเรียม (d),
c) ไฮโดรเจนหนักสุด - ไทรทิศ (t)

Tritia เป็นไอโซโทปที่ไม่แน่นอน (กัมมันตภาพรังสี) ดังนั้นในธรรมชาติจึงไม่พบ ดิวเทอเรียมมีเสถียรภาพ แต่มีขนาดเล็กมาก: ว. d \u003d 0.015% (จากมวลของไฮโดรเจนภาคพื้นดินทั้งหมด) ดังนั้นมวลอะตอมของไฮโดรเจนจะแตกต่างกันน้อยมากตั้งแต่ 1 วัน (1.00794 วัน)

b) อะตอมไฮโดรเจน

จากส่วนก่อนหน้าของหลักสูตรเคมีที่คุณทราบคุณสมบัติต่อไปนี้ของอะตอมไฮโดรเจน:

ความสามารถของ Valence ของอะตอมไฮโดรเจนจะถูกกำหนดโดยการปรากฏตัวของอิเล็กตรอนหนึ่งตัวบนวงโคจรที่มีอยู่ แต่เพียงผู้เดียว พลังงานไอออนไนซ์ขนาดใหญ่ทำให้อะตอมไฮโดรเจนไม่ได้มีแนวโน้มที่จะกลับมาของอิเล็กตรอนและไม่ให้ความสัมพันธ์กับพลังงานสูงเกินไปสำหรับอิเล็กตรอนนำไปสู่แนวโน้มเล็กน้อยที่จะใช้ ดังนั้นในระบบเคมีการก่อตัวของไอออนบวก H เป็นไปไม่ได้และสารประกอบที่มีประจุลบ n ไม่สามารถต้านทานได้มาก ดังนั้นสำหรับอะตอมไฮโดรเจนการก่อตัวกับอะตอมโควาเลนต์อื่น ๆ เนื่องจากอิเล็กตรอนที่ไม่มีการแข่งขันหนึ่งเป็นลักษณะส่วนใหญ่ และในกรณีของการก่อตัวของประจุลบและในกรณีของการก่อตัวของพันธบัตรโควาเลนต์อะตอมไฮโดรเจนเป็นแบบ Monovalent
ในสารง่ายระดับของการเกิดออกซิเดชันของอะตอมไฮโดรเจนเป็นศูนย์ในสารประกอบส่วนใหญ่ไฮโดรเจนแสดงให้เห็นถึงระดับของการเกิดออกซิเดชัน + I และเฉพาะในไฮโดรตรองค์ประกอบที่น้อยที่สุดในไฮโดรเจน, ระดับของการเกิดออกซิเดชัน -i
ข้อมูลเกี่ยวกับความสามารถของวาเลนซ์ของอะตอมไฮโดรเจนจะแสดงในตารางที่ 28 สภาพความวาล์วของอะตอมไฮโดรเจนที่เกี่ยวข้องกับหนึ่งพันธะโควาเลนต์กับอะตอมใด ๆ ตารางบ่งบอกถึงสัญลักษณ์ "H-"

ตารางที่ 28ความสามารถของ Valence ของอะตอมไฮโดรเจน

รัฐเคลนนี่		ตัวอย่างของสารเคมี
	ผม. 0 -ผม.	HCL, H 2 O, H 2 S, NH 3, CH 4, C 2 H 6, NH 4 CL, H 2 SO 4, NAHCO 3, เกาะ h 2. B 2 H 6, Sih 4, Geh 4
		Nah, KH, CAH 2, BAH 2

c) โมเลกุลไฮโดรเจน

โมเลกุลไฮโดรเจนคู่ H 2 เกิดขึ้นเมื่อมีการผูกมัดไฮโดรเจนอะตอมพันธบัตรโควาเลนต์ที่เป็นไปได้สำหรับพวกเขาเท่านั้น การสื่อสารเกิดขึ้นจากกลไกการแลกเปลี่ยน โดยวิธีการของคลาวด์อิเล็กทรอนิกส์ที่ทับซ้อนกันคือการสื่อสาร S (รูปที่ 10.1 แต่. เนื่องจากอะตอมเหมือนกันการเชื่อมต่อจะเป็นโธดอก

ระยะทางระหว่างกัน (มากขึ้นเรื้อรังระยะทางระหว่างกันเนื่องจากอะตอมสั่น) ในโมเลกุลไฮโดรเจน อาร์(H - H) \u003d 0.74 A (รูปที่ 10.1 ใน) ซึ่งมีความสำคัญน้อยกว่าจำนวนของ orbital radii (1.06 a) ดังนั้นเมฆอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอมที่มีผลผูกพันทับซ้อนลึก (รูปที่ 10.1 b.) และการเชื่อมต่อในโมเลกุลไฮโดรเจนมีความทนทาน สิ่งนี้ถูกระบุด้วยความสำคัญมากของพลังงานการสื่อสาร (454 kj / mol)
หากคุณอธิบายลักษณะของโมเลกุลที่มีพื้นผิวเขตแดน (คล้ายกับพื้นผิวขอบเขตของเมฆอิเล็กทรอนิกส์) อาจกล่าวได้ว่าโมเลกุลไฮโดรเจนมีลูกที่มีรูปร่างผิดปกติเล็กน้อย (มะเดื่อ 10.1 กรัม).

d) ไฮโดรเจน (สาร)

ภายใต้สภาวะปกติไฮโดรเจน - ก๊าซไม่มีสีและกลิ่น ในปริมาณน้อยมันไม่เป็นพิษ ไฮโดรเจนที่เป็นของแข็งละลายที่ 14 K (-259 ° C) และไฮโดรเจนเหลวเดือดที่ 20 k (-253 ° C) อุณหภูมิที่ละลายต่ำและการต้ม, ช่วงอุณหภูมิที่เล็กมากของการดำรงอยู่ของไฮโดรเจนเหลว (เพียง 6 ° c) เช่นเดียวกับค่าเล็ก ๆ ของความร้อนกรามของการหลอมละลาย (0.117 kj / mol) และ vaporization (0,903 kj / mol) แนะนำให้ใช้พันธะระหว่างโมเลกุลในไฮโดรเจนที่อ่อนแอมาก
ความหนาแน่นของไฮโดรเจน r (h 2) \u003d (2 g / mol): (22.4 l / mol) \u003d 0.0893 g / l สำหรับการเปรียบเทียบ: ความหนาแน่นของอากาศเฉลี่ยคือ 1.29 กรัม / ลิตร นั่นคือไฮโดรเจนคือ 14.5 เท่าของอากาศ "ง่ายขึ้น" ในน้ำมันไม่ละลายน้ำจริง
ที่อุณหภูมิห้องไฮโดรเจนมีประสิทธิภาพต่ำ แต่เมื่อความร้อนทำปฏิกิริยากับสารหลายชนิด ในปฏิกิริยาเหล่านี้อะตอมไฮโดรเจนสามารถเพิ่มขึ้นและลดระดับของการเกิดออกซิเดชัน: H 2 + 2 อี. - \u003d 2n -i, h 2 - 2 อี. - \u003d 2n + i
ในกรณีแรกไฮโดรเจนเป็นตัวแทนออกซิไดซ์เช่นในปฏิกิริยาโซเดียมหรือแคลเซียม: 2NA + H 2 \u003d 2nah ( ต.) CA + H 2 \u003d CAH 2. ( ต.)
แต่ลักษณะของคุณสมบัติการลดไฮโดรเจนมากขึ้น: O 2 + 2H 2 \u003d 2H 2 O ( ต.)
Cuo + H 2 \u003d Cu + H 2 O. ( ต.)
เมื่อความร้อนไฮโดรเจนออกซิไดซ์ไม่เพียง แต่ออกซิเจนเท่านั้น แต่ยังรวมถึงโลหะอื่น ๆ ที่ไม่ใช่โลหะเช่นฟลูออรีนคลอรีนสีเทาและแม้แต่ไนโตรเจน
ในห้องปฏิบัติการไฮโดรเจนจะได้รับเป็นผลมาจากปฏิกิริยา

zn + h 2 so 4 \u003d znso 4 + h 2

แทนสังกะสีมันเป็นไปได้ที่จะใช้เหล็กอลูมิเนียมและโลหะอื่น ๆ และแทนกรดซัลฟูริก - กรดเจือจางอื่น ๆ ไฮโดรเจนที่เกิดขึ้นจะถูกรวบรวมเข้าไปในท่อโดยวิธีการแทนที่น้ำ (ดูรูปที่ 10.2 b.) หรือเพียงแค่ในขวดคว่ำ (รูปที่ 10.2 แต่).

ในอุตสาหกรรมในปริมาณมากไฮโดรเจนได้รับจากก๊าซธรรมชาติ (ส่วนใหญ่มีเธน) เมื่อมีปฏิกิริยากับไอน้ำที่ 800 ° C ต่อหน้าตัวเร่งปฏิกิริยานิกเกิล:

CH 4 + 2H 2 O \u003d 4H 2 + CO 2 ( ต., ni)

หรือได้รับการปฏิบัติที่อุณหภูมิสูงด้วยถ่านหินไอน้ำ:

2H 2 O + C \u003d 2H 2 + CO 2 ( ต.)

ไฮโดรเจนบริสุทธิ์ได้รับจากน้ำการสลายตัวด้วยไฟฟ้าช็อต (การเปิดเผยกระแสไฟฟ้า):

2H 2 O \u003d 2H 2 + O 2 (อิเล็กโทรไลซิส)

d) สารประกอบไฮโดรเจน

ไฮเดรด์ (สารประกอบไบนารีที่มีไฮโดรเจน) แบ่งออกเป็นสองประเภทหลัก:
ก) ผันผวน ไฮโดรตร (โมเลกุล)
b) ไฮโดร้งน้ำเกลือ (ไอออนิก)
IVA Elements - กลุ่ม VIIIA และโบรอนในรูปแบบโมเลกุลไฮโดรตร ของเหล่านี้มีเพียงไฮโดรตรขององค์ประกอบที่ขึ้นรูปที่ไม่ใช่โลหะมีเสถียรภาพ:

B 2 h 6; ch 4; nh 3; h 2 o; hf.
sih 4; ph 3; h 2 s; hcl
เถ้า 3; h 2 se; hbr
h 2 te; สวัสดี
ด้วยข้อยกเว้นของน้ำสารประกอบเหล่านี้ทั้งหมดที่อุณหภูมิห้องเป็นสารก๊าซจากที่นี่ชื่อของพวกเขา - "ความผันผวนที่มีความผันผวน"
องค์ประกอบบางอย่างที่เกิดขึ้นที่ไม่ใช่โลหะจะรวมอยู่ในองค์ประกอบและความสูงที่ซับซ้อนมากขึ้น ตัวอย่างเช่นสารประกอบคาร์บอนผสมกับเพลาด้วย น. h 2. น.+2, C. น. h 2. น. , ค. น. h 2. น.-2 และอื่น ๆ ที่ น. อาจมีขนาดใหญ่มาก (สารประกอบเหล่านี้กำลังศึกษาเคมีอินทรีย์)
ไอออนไฮโดร้งรวมถึงอัลคาไลน์, ธาตุอัลคาไลน์โลกและแมกนีเซียมไฮโดรด ผลึกของไฮโดรตรเหล่านี้ประกอบด้วยอานนท์ N และโลหะเพื่อออกซิเดชั่นสูงสุดของ IU หรือ I 2 (ขึ้นอยู่กับกลุ่มของระบบองค์ประกอบ)

lih.
นาเปล่า	mgh 2.
kh.	cah 2.
rbh.	SRH 2.
csh	Bah 2.

ทั้งไอออนิกและเกือบทุกโมเลกุลไฮโดรตร (ยกเว้น H 2 O และ HF) เป็นตัวแทนลด แต่ Ionic Hydride แสดงคุณสมบัติที่แข็งแกร่งกว่าโมเลกุลมากนัก
นอกจากน้ำไฮโดรตรแล้วไฮโดรเจนเป็นส่วนหนึ่งของไฮดรอกไซด์และเกลือบางส่วน ด้วยคุณสมบัติของเหล่านี้ซับซ้อนมากขึ้นสารประกอบไฮโดรเจนที่คุณจะทำความคุ้นเคยในบทต่อไปนี้
ผู้บริโภคหลักของไฮโดรเจนที่ได้รับในอุตสาหกรรมคือพืชสำหรับการผลิตปุ๋ยแอมโมเนียและปุ๋ยไนโตรเจนที่ได้รับแอมโมเนียโดยตรงจากไนโตรเจนและไฮโดรเจน:

n 2 + 3h 2 2nh 3 ( r, ต., pt - ตัวเร่งปฏิกิริยา)

ในปริมาณมากไฮโดรเจนใช้เพื่อรับเมทิลแอลกอฮอล์ (เมทานอล) โดยปฏิกิริยา 2n 2 + co \u003d ch 3 ต.Zno เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา) เช่นเดียวกับการผลิต Chloroodor ซึ่งได้รับโดยตรงจากคลอรีนและไฮโดรเจน:

H 2 + CL 2 \u003d 2HCL

บางครั้งไฮโดรเจนถูกนำมาใช้ในโลหะเป็นตัวแทนลดเมื่อได้รับโลหะบริสุทธิ์ตัวอย่างเช่น: FE 2 O 3 + 3H 2 \u003d 2FE + 3H 2 O.

1. อนุภาคชนิดใดที่ประกอบด้วยนิวเคลียส A) ระยะทาง B) DEUTERIUM, C) Tritium?
2. สร้างพลังงานไอออนไนซ์ของอะตอมไฮโดรเจนด้วยพลังงานของไอออนไนซ์ของอะตอมขององค์ประกอบอื่น ๆ องค์ประกอบใดสำหรับไฮโดรเจนลักษณะนี้ใกล้เคียงที่สุด?
3. ทำเช่นเดียวกันสำหรับพลังงานของความสัมพันธ์ของอิเล็กตรอน
4. สร้างทิศทางของโพลาไรซ์ของพันธบัตรโควาเลนต์และระดับของการเกิดออกซิเดชันไฮโดรเจนในสารประกอบ: ก) BEB 2, CH 4, NH 3, H 2 O, HF; B) CH 4, Sih 4, Geh 4
5. เขียนสูตรไฮโดรเจนที่ง่ายที่สุดโมเลกุลและเชิงพื้นที่ของไฮโดรเจน อันไหนที่ใช้บ่อยที่สุด?
6.chistant: "ไฮโดรเจนนั้นง่ายกว่าอากาศ" สิ่งนี้มีความหมายอะไร? ในกรณีที่การแสดงออกนี้สามารถเข้าใจได้อย่างแท้จริงและในนั้นคืออะไร?
7. กำหนดสูตรโครงสร้างของโพแทสเซียมและแคลเซียมไฮเดรดรวมถึงแอมโมเนียไฮโดรเจนซัลไฟด์และโบรโมโดรเด็ด
8.zkaya molar ความร้อนของการละลายและการระเหยของไฮโดรเจนกำหนดค่าของค่าเฉพาะที่สอดคล้องกัน
9. สำหรับแต่ละปฏิกิริยาทั้งสี่ที่แสดงคุณสมบัติทางเคมีหลักของไฮโดรเจนทำให้สมดุลอิเล็กทรอนิกส์ Mark Oxidizers และตัวแทนลด
10. ใช้มวลสังกะสีที่จำเป็นในการผลิตไฮโดรเจน 4.48 ลิตรด้วยวิธีการห้องปฏิบัติการ
11. มวลและปริมาณของไฮโดรเจนซึ่งสามารถได้รับจากการผสมผสานของก๊าซมีเทนและน้ำขนาด 30 ม. 3 ตัวที่ถ่ายในปริมาณ 1: 2 เมื่อออกจาก 80%
12. รวมสมการของปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นในการโต้ตอบของไฮโดรเจน A) กับฟลูออรีน B) ด้วยสีเทา
13. รูปแบบปฏิกิริยาที่ให้ไว้ด้านล่างแสดงให้เห็นถึงคุณสมบัติทางเคมีหลักของไอออนไฮโดรด:

a) mh + o 2 moh ( ต.); b) MH + CL 2 MCL + HCL ( ต.);
c) mh + h 2 o moh + h 2; d) MH + HCL (P) MCL + H 2
ที่นี่ M เป็นลิเธียมโซเดียมโพแทสเซียมรูเบดหรือซีเซียม ทำให้สมการของปฏิกิริยาที่สอดคล้องกันในกรณี M - โซเดียม แสดงให้เห็นถึงคุณสมบัติทางเคมีของแคลเซียมไฮไดรด์
14. ใช้วิธีการสมดุลอิเล็กทรอนิกส์ทำให้สมการของปฏิกิริยาต่อไปนี้แสดงให้เห็นถึงคุณสมบัติที่ลดลงของไฮโดรตรโมเลกุลบางอย่าง:
a) สวัสดี + CL 2 HCL + I 2 ( ต.); b) NH 3 + O 2 H 2 O + N 2 ( ต.); c) CH 4 + O 2 H 2 O + CO 2 ( ต.).

10.2 ออกซิเจน

เช่นเดียวกับในกรณีของไฮโดรเจนคำว่า "ออกซิเจน" เป็นชื่อและองค์ประกอบทางเคมีและสารง่าย ๆ นอกเหนือจากสารง่าย ๆ " ออกซิเจน "(Dicksorod) องค์ประกอบทางเคมี oxygening สารง่าย ๆ ที่เรียกว่า " โอโซน"(trikisorod) เหล่านี้เป็นการปรับเปลี่ยนออกซิเจน allotropic ออกซิเจนประกอบด้วยโมเลกุลออกซิเจน o 2 และสารโอโซนประกอบด้วยโมเลกุลโอโซน o 3

ก) ออกซิเจนองค์ประกอบทางเคมี

ในแถวตามธรรมชาติขององค์ประกอบจำนวนของออกซิเจน - 8 ในระบบขององค์ประกอบออกซิเจนองค์ประกอบอยู่ในช่วงที่สองในกลุ่ม VIA
ออกซิเจนเป็นองค์ประกอบที่พบมากที่สุดในโลก ในเปลือกโลกของ Atom ทุกตัวเป็นอะตอมออกซิเจนนั่นคือสัดส่วนของออกซิเจนในบรรยากาศกรามในบรรยากาศ Hydrosphere และ Lithosfersell อยู่ที่ประมาณ 50% ออกซิเจน (สาร) เป็นส่วนสำคัญของอากาศ เศษส่วนปริมาณของออกซิเจนในอากาศ -21% ออกซิเจน (องค์ประกอบ) รวมอยู่ในองค์ประกอบของน้ำแร่ธาตุหลายชนิดเช่นเดียวกับพืชและสัตว์ ร่างกายมนุษย์มีออกซิเจนเฉลี่ย 43 กิโลกรัม
ออกซิเจนตามธรรมชาติประกอบด้วยสามไอโซโทป (16 o, 17 o และ 18 o) ซึ่งเป็นไอโซโทปที่เบาที่สุด 16 o เป็นเรื่องธรรมดาที่สุดดังนั้นมวลอะตอมของออกซิเจนอยู่ใกล้กับ 16 วัน (15,999 nn)

b) อะตอมออกซิเจน

คุณรู้ลักษณะของอะตอมออกซิเจนต่อไปนี้

ตารางที่ 29 อะตอมออกซิเจน

รัฐเคลนนี่		ตัวอย่างของสารเคมี
		Al 2 O 3, FE 2 O 3, CR 2 O 3 *

	- ฉัน -ผม. 0 + I. + ii	H 2 O, SO 2, SO 3, CO 2, SIO 2, H 2 SO 4, HNO 2, HCLO 4, COCL 2, H 2 O 2 o 2 ** o 2 f 2 ของ 2
		Naoh, Koh, CA (OH) 2, BA (OH) 2 NA 2 O 2, K 2 O 2, CAO 2, Bao 2
		Li 2 O, NA 2 O, MGO, Cao, Bao, Feo, LA 2 O 3

* ออกไซด์เหล่านี้ถือได้ว่าเป็นการเชื่อมต่อไอออนิก
** อะตอมออกซิเจนในโมเลกุลไม่ได้อยู่ในสถานะวาเลนซ์นี้ นี่เป็นเพียงตัวอย่างของสารที่มีระดับของการเกิดออกซิเดชันของอะตอมออกซิเจนเท่ากับศูนย์
พลังงานไอออนไนซ์ขนาดใหญ่ (เช่นไฮโดรเจน) ช่วยลดการก่อตัวของอะตอมออกซิเจนไอซ์ซีเกนที่เรียบง่าย พลังงานของความสัมพันธ์ของอิเล็กตรอนนั้นมีขนาดค่อนข้างใหญ่ (เกือบสองเท่าของไฮโดรเจน) ซึ่งให้การรวมอะตอมออกซิเจนมากขึ้นเพื่อเชื่อมต่ออิเล็กตรอนและความสามารถในการสร้างไอแอนดอเนสเกี่ยวกับ 2A แต่พลังงานของความสัมพันธ์ของอิเล็กตรอนที่อะตอมออกซิเจนยังคงน้อยกว่าของอะตอมฮาโลเจนและแม้แต่องค์ประกอบอื่น ๆ ของกลุ่มผ่าน ดังนั้นไอออนออกซิเจน ( ออกไซด์ไอออน) มีเฉพาะในสารออกซิเจนที่มีองค์ประกอบที่อะตอมง่ายต่อการให้อิเล็กตรอน
การสื่อสารสองอิเล็กตรอนที่ไม่มีการเปิดใช้งานอะตอมออกซิเจนอาจสร้างพันธะโควาเลนต์สองตัว อิเล็กตรอนสองคู่ที่ไม่มีความหมายเนื่องจากความเป็นไปไม่ได้ของความตื่นเต้นสามารถเข้าสู่การมีปฏิสัมพันธ์กับผู้บริจาคเท่านั้น ดังนั้นโดยไม่คำนึงถึงการสื่อสารที่หลากหลายและการผอมผิวอะตอมออกซิเจนอาจอยู่ในเงื่อนไขหนึ่งในห้าของวาเลนซ์ (ตารางที่ 29)
ลักษณะส่วนใหญ่ของ Atom ออกซิเจน Valence ด้วย ว. k \u003d 2 นั่นคือการก่อตัวของสองพันธบัตรโควาเลนต์เนื่องจากอิเล็กตรอนสองชั้น
ความสามารถในการใช้งานที่สูงมากของอะตอมออกซิเจน (ด้านบน - ที่ฟลูออรีน) นำไปสู่ความจริงที่ว่าในสารประกอบส่วนใหญ่ออกซิเจนมีระดับของการเกิดออกซิเดชัน -II มีสารที่ออกซิเจนแสดงความหมายอื่น ๆ ของการออกซิเดชันบางส่วนบางส่วนจะแสดงในตารางที่ 29 เป็นตัวอย่างและเสถียรภาพเปรียบเทียบแสดงในรูปที่ 10.3

c) โมเลกุลออกซิเจน

มันถูกจัดตั้งขึ้นอย่างรวดเร็วว่าโมเลกุลออกซิเจนสองออกซิเจนมีอิเล็กตรอนสองอันที่ไม่มีเอาไว้ การใช้วิธีการของความสัมพันธ์ของ Valence โครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ดังกล่าวเป็นไปไม่ได้ที่จะอธิบายโมเลกุลนี้ อย่างไรก็ตามการเชื่อมต่อในโมเลกุลออกซิเจนอยู่ใกล้กับคุณสมบัติในการโควาเลนต์ โมเลกุลออกซิเจนเป็นอสังหาริมทรัพย์ ระยะทางระหว่างกัน ( อาร์ O - O \u003d 1.21 A \u003d 121 nm) น้อยกว่าระยะห่างระหว่างอะตอมที่เกี่ยวข้องกับพันธะง่าย พลังงานกรามของพันธะนั้นค่อนข้างใหญ่และเป็น 498 kJ / mol

d) ออกซิเจน (สาร)

ภายใต้สภาวะปกติออกซิเจน - ก๊าซไม่มีสีและกลิ่น ออกซิเจนที่เป็นของแข็งละลายที่ 55 K (-218 ° C) และออกซิเจนเหลวเดือดที่ 90 K (-183 ° C)
พันธะระหว่างโมเลกุลในออกซิเจนที่เป็นของแข็งและของเหลวมีขนาดเล็กกว่าในไฮโดรเจนตามที่เห็นได้จากช่วงอุณหภูมิที่ใหญ่กว่าของการดำรงอยู่ของออกซิเจนเหลว (36 ° C) และมีขนาดใหญ่กว่าในไฮโดรเจนความร้อนกรามของการละลาย (0.446 kj / mol) และการระเหย (6, 83 kj / mol)
ออกซิเจนละลายในน้ำเล็กน้อย: ที่ 0 ° C ใน 100 เล่มน้ำ (ของเหลว!) มันละลายออกซิเจนเพียง 5 เล่ม (ก๊าซ!)
แนวโน้มสูงของอะตอมออกซิเจนต่อการเพิ่มอิเล็กตรอนและตะกอนสูงนำไปสู่ความจริงที่ว่าออกซิเจนแสดงเฉพาะคุณสมบัติออกซิไดซ์ คุณสมบัติเหล่านี้เด่นชัดโดยเฉพาะอย่างยิ่งที่อุณหภูมิสูง
ออกซิเจนทำปฏิกิริยากับโลหะจำนวนมาก: 2CA + O 2 \u003d 2CAO, 3FE + 2O 2 \u003d FE 3 O 4 ( ต.);
ไม่ใช่โลหะ: C + O 2 \u003d CO 2, P 4 + 5O 2 \u003d P 4 O 10
และสารที่ซับซ้อน: CH 4 + 2O 2 \u003d CO 2 + 2H 2 O, 2H 2 S + 3O 2 \u003d 2H 2 O + 2SO 2

บ่อยครั้งที่ออกไซด์ต่าง ๆ จะได้รับเป็นผลมาจากปฏิกิริยาดังกล่าว (ดู ch. ii § 5) แต่โลหะอัลคาไลที่ใช้งานเช่นโซเดียมการเผาไหม้เปลี่ยนเป็นเปอร์ออกไซด์:

2NA + O 2 \u003d NA 2 O 2

สูตรโครงสร้างของโซเดียมเปอร์ออกไซด์ที่ได้รับ (NA) 2 (O-O)
เรย์เรย์ที่วางอยู่ในออกซิเจนกะพริบ นี่เป็นวิธีที่สะดวกและง่ายในการตรวจจับออกซิเจนบริสุทธิ์
ในอุตสาหกรรมออกซิเจนได้รับจากอากาศผ่านการแก้ไข (การกลั่นที่ซับซ้อน) และในห้องปฏิบัติการ - การเปิดเผยการสลายตัวความร้อนของสารประกอบที่มีออกซิเจนบางส่วนเช่น:
2KMNO 4 \u003d K 2 MNO 4 + MNO 2 + O 2 (200 ° C);
2KCLO 3 \u003d 2KCL + 3O 2 (150 ° C, MNO 2 - ตัวเร่งปฏิกิริยา);
2Kno 3 \u003d 2Kno 2 + 3O 2 (400 °°)
และยิ่งไปกว่านั้นโดยการสลายตัวแบบเร่งปฏิกิริยาของไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ที่อุณหภูมิห้อง: 2H 2 O 2 \u003d 2H 2 O + O 2 (MNO 2 ตัวเร่งปฏิกิริยา)
ใช้ออกซิเจนบริสุทธิ์ในอุตสาหกรรมเพื่อเพิ่มความเข้มข้นของกระบวนการที่เกิดออกซิเดชันและเพื่อสร้างเปลวไฟที่มีอุณหภูมิสูง ในเทคโนโลยีจรวดออกซิเจนเหลวใช้เป็นสารออกซิไดซ์
ออกซิเจนมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการรักษากิจกรรมสำคัญของพืชสัตว์และมนุษย์ ภายใต้สภาวะปกติบุคคลนั้นเพียงพอสำหรับการหายใจออกซิเจนในอากาศ แต่ในสภาวะที่อากาศไม่เพียงพอหรือโดยทั่วไปจะหายไป (ในเครื่องบินในการดำน้ำในเรืออวกาศ ฯลฯ ) สำหรับการหายใจส่วนผสมของก๊าซพิเศษที่มีออกซิเจนที่มีออกซิเจน ใช้ออกซิเจนและยาในโรคที่ก่อให้เกิดปัญหาในการหายใจ

e) โอโซนและโมเลกุล

Ozone O 3 เป็นการดัดแปลง altropy ครั้งที่สองของออกซิเจน
โมเลกุลโอโซน Trochatomic มีโครงสร้างมุมเฉลี่ยระหว่างสองโครงสร้างที่แสดงโดยสูตรต่อไปนี้:

โอโซน - ก๊าซสีน้ำเงินเข้มที่มีกลิ่นคม เนื่องจากกิจกรรมออกซิเดชันที่แข็งแกร่งมันเป็นพิษ โอโซนหนึ่งและครึ่งเท่าของออกซิเจน "หนัก" และใหญ่กว่าออกซิเจนละลายในน้ำ
โอโซนเกิดขึ้นในบรรยากาศออกซิเจนด้วยการปล่อยไฟฟ้าฟ้าร้อง:

3O 2 \u003d 2o 3 ()

ในอุณหภูมิปกติโอโซนจะกลายเป็นออกซิเจนอย่างช้าๆและเมื่อได้รับความร้อนกระบวนการนี้จะดำเนินการกับการระเบิด
โอโซนมีอยู่ใน "ชั้นโอโซน" ที่เรียกว่าชั้นบรรยากาศของโลกป้องกันทุกสิ่งที่มีชีวิตอยู่บนโลกจากผลกระทบที่เป็นอันตรายของรังสีดวงอาทิตย์
ในบางเมืองโอโซนใช้แทนคลอรีนสำหรับการฆ่าเชื้อโรค (ฆ่าเชื้อโรค) น้ำดื่ม

สูตรโครงสร้างรูปภาพของสารต่อไปนี้: ของ 2, h 2 o, h 2 o 2, h 3 po 4, (h 3 o) 2 So 4, Bao, Bao 2, BA (OH) 2. ตั้งชื่อสารเหล่านี้ อธิบายสถานะวาเลนซ์ของอะตอมออกซิเจนในการเชื่อมต่อเหล่านี้
กำหนดความจุและระดับของการเกิดออกซิเดชันของอะตอมออกซิเจนแต่ละอะตอม
2. มาในสมการของปฏิกิริยาการเผาไหม้ในลิเธียมแมกนีเซียมอลูมิเนียมซิลิคอนฟอสฟอรัสสีแดงและออกซิเจนซีลีเนียม (อะตอมซีลีเนียมถูกออกซิไดซ์ไปยังระดับของการเกิดออกซิเดชัน + IV อะตอมขององค์ประกอบที่เหลืออยู่ในระดับสูงสุดของการเกิดออกซิเดชัน) ปฏิกิริยาของออกไซด์เหล่านี้คืออะไร?
3. เท่าใดลิตรโอโซนสามารถรับได้ (ภายใต้สภาวะปกติ) A) 9 L Oxygen, B) จาก 8 กรัมของออกซิเจน?

น้ำเป็นสารที่พบมากที่สุดในเปลือกโลก มวลของน้ำโลกคาดว่าจะอยู่ที่ 10 18 ตัน น้ำ - พื้นฐานของ Hydrosphere ของโลกของเรานอกจากนี้ยังมีอยู่ในชั้นบรรยากาศในรูปแบบของน้ำแข็งก่อให้เกิดหมวกขั้วโลกของโลกและธารน้ำแข็งบนภูเขาสูงและเป็นส่วนหนึ่งของหินต่าง ๆ น้ำจำนวนมากในร่างกายมนุษย์อยู่ที่ประมาณ 70%
น้ำเป็นสารเดียวที่มีชื่อเอกพจน์ของตัวเองในทั้งสามรัฐรวม

โครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ของโมเลกุลน้ำ (รูปที่ 10.4 แต่) เราได้รับการศึกษาอย่างละเอียดก่อน (ดู§ 7.10)
เนื่องจากขั้วของพันธบัตรของ O-H และรูปร่างมุมของโมเลกุลน้ำคือ ไดโพลไฟฟ้า.

สำหรับลักษณะของขั้วของไดโพลไฟฟ้าค่าทางกายภาพที่เรียกว่า " ช่วงเวลาไฟฟ้าของไดโพลไฟฟ้า "หรือเพียงแค่ " โมเมนต์ไดโพล ".

ในเคมีช่วงเวลาไดโพลวัดใน Debabs: 1 D \u003d 3.34 10 -30 cl เอ็ม

ในโมเลกุลของน้ำ - สองขั้วโลกโควาเลนต์ขั้วโลกนั่นคือสองไดโพลไฟฟ้าแต่ละอันมีช่วงเวลาของไดโพล (และ) ช่วงเวลาไดโพลทั้งหมดของโมเลกุลเท่ากับผลรวมเวกเตอร์ของสองจุดเหล่านี้ (รูปที่ 10.5):

(h 2 o) \u003d ,

ที่ไหน ถาม 1 I. ถาม 2 - ค่าใช้จ่ายบางส่วน (+) บนอะตอมไฮโดรเจนและระยะทางระหว่างกันของ O - H ในโมเลกุล เช่น ถาม 1 = ถาม 2 = ถามแล้ว

ช่วงเวลาของ Dipole ที่กำหนดไว้ทดลองของโมเลกุลของน้ำและโมเลกุลอื่น ๆ จะแสดงในตาราง

ตารางที่ 30ช่วงเวลาของไดโพลของโมเลกุลขั้วโลกบางอย่าง

โมเลกุล	โมเลกุล	โมเลกุล

เมื่อพิจารณาลักษณะของ Dipole ของโมเลกุลของน้ำมันมักจะมีการอธิบายเป็นแผนผังดังนี้:
น้ำสะอาดเป็นของเหลวไม่มีสีไม่มีรสชาติและกลิ่น ลักษณะทางกายภาพพื้นฐานบางอย่างของน้ำจะแสดงในตาราง

ตารางที่ 31ลักษณะทางกายภาพบางอย่างของน้ำ

ค่าขนาดใหญ่ของความร้อนของโมลาร์ของการหลอมและการระเหยของการระเหย (ลำดับความสำคัญมากกว่าในไฮโดรเจนและออกซิเจน) บ่งชี้ว่าโมเลกุลของน้ำทั้งในสารที่เป็นของแข็งและของเหลวค่อนข้างเกี่ยวข้องอย่างแน่นหนา ความสัมพันธ์เหล่านี้เรียกว่า " พันธบัตรไฮโดรเจน ".

ไดโพลไฟฟ้า, โมเมนต์ไดโพล, ขั้วของการสื่อสาร, ขั้วโมเลกุล
มีอิเล็กตรอน Valence ของอะตอมออกซิเจนมีส่วนร่วมในการสร้างการเชื่อมต่อในโมเลกุลของน้ำ?
2. เมื่อการทับซ้อนของวงโคจรใด ๆ เกิดขึ้นจากความสัมพันธ์ระหว่างไฮโดรเจนและออกซิเจนในโมเลกุลของน้ำ?
3. แนะนำวงจรของการก่อตัวของพันธบัตรในโมเลกุลไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ H 2 o 2 คุณสามารถพูดอะไรเกี่ยวกับโครงสร้างเชิงพื้นที่ของโมเลกุลนี้
4. ระยะทางเข้าใน HF, HCL และโมเลกุล HBR มีเท่ากันตามลำดับ 0.92; 1.28 และ 1.41 การใช้ตาราง Moments Dipole คำนวณและเปรียบเทียบค่าใช้จ่ายบางส่วนในอะตอมไฮโดรเจนในโมเลกุลเหล่านี้
5. ระยะทางนิตยสาร S - H ในโมเลกุลซัลไฟด์คือ 1.34 และมุมระหว่างการเชื่อมต่อคือ 92 ° กำหนดค่าของค่าใช้จ่ายบางส่วนบนอะตอมกำมะถันและไฮโดรเจน คุณสามารถพูดอะไรเกี่ยวกับการผสมพันธุ์ของ Orbitals ของ Valence of Sulfur Atom

10.4 การสื่อสารไฮโดรเจน

ตามที่คุณรู้อยู่แล้วเนื่องจากความแตกต่างที่สำคัญในการใช้คลื่นไฮโดรเจนและออกซิเจน (2.10 และ 3.50) ที่อะตอมไฮโดรเจนในโมเลกุลของน้ำมีประจุบวกขนาดใหญ่บางส่วนเกิดขึ้น ( ถาม h \u003d 0.33 อี.) และที่อะตอมออกซิเจน - ค่าใช้จ่ายเชิงลบที่ยิ่งใหญ่ยิ่งกว่า ( ถาม h \u003d -0.66 อี.. จำได้ว่าอะตอมออกซิเจนมีอิเล็กตรอนสองคู่ที่ไม่มีความหมาย sp. 3-Hybrid JSC อะตอมไฮโดรเจนของโมเลกุลน้ำหนึ่งอันดึงดูดให้กับอะตอมออกซิเจนของโมเลกุลอื่นและนอกจากนี้ 1S-AO กึ่งว่างของอะตอมไฮโดรเจนบางส่วนเร่งอิเล็กตรอนของอะตอมออกซิเจน อันเป็นผลมาจากการมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุลเหล่านี้มีพันธะระหว่างโมเลกุลพิเศษของตัวแทน
ในกรณีของน้ำการก่อตัวของพันธบัตรไฮโดรเจนสามารถแสดงเป็นแผนผังได้ดังนี้:

ในสูตรโครงสร้างสุดท้ายสามคะแนน (บาร์โค้ดที่ประไม่ใช่อิเล็กตรอน!) บอนด์ไฮโดรเจนจะปรากฏขึ้น

พันธะไฮโดรเจนมีอยู่ไม่เพียง แต่ระหว่างโมเลกุลของน้ำ มันเกิดขึ้นหากมีการปฏิบัติสองเงื่อนไข:
1) ในโมเลกุลมีขั้วโลกที่แข็งแกร่ง N-E (E - สัญลักษณ์ของอะตอมก็เพียงพอขององค์ประกอบอิเล็กโตรโนญ)
2) โมเลกุลมีอะตอม E ที่มีค่าใช้จ่ายเชิงลบขนาดใหญ่และอิเล็กตรอนเฉลี่ย
เป็นองค์ประกอบมีฟลูออรีนออกซิเจนและไนโตรเจน ความอ่อนแอของไฮโดรเจนที่อ่อนแอลงอย่างมีนัยสำคัญหาก e คือคลอรีนหรือซัลเฟอร์
ตัวอย่างของสารพันธบัตรไฮโดรเจนระหว่างโมเลกุล: ฟลูออไรด์ฟลูออไรด์, แอมโมเนียที่เป็นของแข็งหรือของเหลว, แอลกอฮอล์เอทิลแอลกอฮอล์และอื่น ๆ อีกมากมาย

ในเลือดฟลูออรีนเหลวโมเลกุลของมันถูกผูกไว้โดยพันธะไฮโดรเจนในโซ่ที่ค่อนข้างยาวและกริดสามมิตินั้นเกิดขึ้นในแอมโมเนียที่เป็นของเหลวและของแข็ง
โดยความแข็งแรงพันธะไฮโดรเจนจะเป็นระดับกลางระหว่างพันธะเคมีและส่วนที่เหลือของพันธะระหว่างโมเลกุล พลังงานของโมลด์ของพันธะไฮโดรเจนมักจะอยู่ในช่วงตั้งแต่ 5 ถึง 50 kJ / mol
ในน้ำที่เป็นของแข็ง (I.e. ในคริสตัลน้ำแข็ง) อะตอมไฮโดรเจนทั้งหมดถูกผูกไว้โดยพันธะไฮโดรเจนด้วยอะตอมออกซิเจนกับอะตอมออกซิเจนแต่ละตัวเป็นสองพันธะไฮโดรเจน (ใช้ทั้งคู่ที่มีศักยภาพของอิเล็กตรอน) โครงสร้างดังกล่าวทำให้น้ำแข็ง "หลวม" มากขึ้นเมื่อเทียบกับน้ำของเหลวซึ่งส่วนหนึ่งของพันธะไฮโดรเจนจะแตกสลายและโมเลกุลสามารถที่จะค่อนข้างหนาแน่น "บรรจุ" คุณสมบัตินี้ของโครงสร้างน้ำแข็งนี้อธิบายว่าทำไมแตกต่างจากสารอื่น ๆ ส่วนใหญ่น้ำในสถานะทึบมีความหนาแน่นน้อยกว่าของเหลว ความหนาแน่นสูงสุดของน้ำถึง 4 ° C ซึ่งอยู่กับอุณหภูมินี้ค่อนข้างมากของพันธะไฮโดรเจนและการขยายตัวทางความร้อนไม่ได้รับผลกระทบจากความหนาแน่นมากนัก
พันธบัตรไฮโดรเจนมีความสำคัญมากในชีวิตของเรา ลองนึกภาพสักครู่ว่าพันธบัตรไฮโดรเจนหยุดในรูปแบบ นี่คือผลที่ตามมา:

น้ำที่อุณหภูมิห้องจะกลายเป็นก๊าซเนื่องจากจุดเดือดของมันจะลดลงประมาณ -80 ° C;
อ่างเก็บน้ำทั้งหมดจะถูกห่อจากด้านล่างเนื่องจากความหนาแน่นของน้ำแข็งจะมีความหนาแน่นของน้ำของเหลวมากขึ้น
จะหยุดที่จะมีอยู่คู่ DNA สองเท่าและอีกมากมาย

ตัวอย่างที่กำหนดเพียงพอที่จะเข้าใจว่าในกรณีนี้ธรรมชาติบนโลกของเราจะแตกต่างกันอย่างสิ้นเชิง

ไฮโดรเจนบอนด์เงื่อนไขสำหรับการก่อตัวของมัน
สูตรของเอทิลแอลกอฮอล์ Ch 3 -Ch 2 -O-N ระหว่างอะตอมของโมเลกุลที่แตกต่างกันของสารนี้เกิดขึ้นจากพันธบัตรไฮโดรเจน? ทำให้สูตรโครงสร้างแสดงการก่อตัวของพวกเขา
2. ผลิตภัณฑ์ฟาร์มไม่เพียง แต่ในแต่ละสาร แต่ยังอยู่ในโซลูชั่น แสดงด้วยความช่วยเหลือของสูตรโครงสร้างวิธีการที่พันธะไฮโดรเจนเกิดขึ้นในสารละลายน้ำ A) แอมโมเนีย, B) ฟลูออไรด์ไฮโดรเจน C) เอทานอล (เอทิลแอลกอฮอล์) \u003d 2n 2 O.
ปฏิกิริยาทั้งสองนี้ดำเนินต่อไปในน้ำอย่างต่อเนื่องและในอัตราที่เท่ากันดังนั้นจึงมีความสมดุลในน้ำ: 2n 2 3 O + มัน
ดุลยภาพนี้เรียกว่า สมดุลผลิตรถยนต์น้ำ.

ปฏิกิริยาโดยตรงของกระบวนการที่สามารถย้อนกลับได้ของ endothermichna ดังนั้นเมื่อได้รับความร้อนการผลิตอัตโนมัติจะได้รับการปรับปรุงที่ห้องและความสมดุลจะถูกเลื่อนไปทางซ้ายนั่นคือความเข้มข้นของไอออน H 3 O และมันไม่มีนัยสำคัญ พวกเขาเท่ากับอะไร
ตามกฎหมายของมวลที่มีอยู่

แต่เนื่องจากจำนวนของโมเลกุลน้ำที่ตอบสนองเมื่อเทียบกับจำนวนโมเลกุลของน้ำเล็กน้อยเล็กน้อยก็สามารถสันนิษฐานว่าความเข้มข้นของน้ำในระหว่างการถ่ายทอด AutoProtolysis นั้นไม่เปลี่ยนแปลงและ 2 \u003d คอนกรีตที่มีความเข้มข้นต่ำของไอออนที่มีประจุแตกต่างกันในน้ำสะอาดอธิบายว่าทำไมของเหลวนี้ถึงไม่ดี แต่ยังคงดำเนินการกระแสไฟฟ้า

Autoprotolysis ของน้ำ AutoProtolysis คงที่ (งานไอออนิก) ของน้ำ
ผลิตภัณฑ์ไอออนิกของแอมโมเนียเหลว (จุดเดือด -33 ° C) คือ 2 · 10 -28 ทำสมการการทำหน้าที่แอมโมเนีย กำหนดความเข้มข้นของไอออนแอมโมเนียมในแอมโมเนียเหลวบริสุทธิ์ การนำไฟฟ้าอะไรมีสารมากขึ้นน้ำหรือแอมโมเนียเหลว?

1. การเตรียมไฮโดรเจนและการเผาไหม้ของมัน (คุณสมบัติการฟื้นฟูสมรรถภาพ)
2. การเตรียมออกซิเจนและการเผาไหม้ของสารในนั้น (คุณสมบัติออกซิเดชัน)

วัตถุประสงค์ของบทเรียน ในบทเรียนนี้คุณจะได้เรียนรู้เกี่ยวกับบางทีองค์ประกอบทางเคมีที่สำคัญที่สุดสำหรับชีวิตบนโลก - ไฮโดรเจนและออกซิเจนเรียนรู้เกี่ยวกับคุณสมบัติทางเคมีของพวกเขาเช่นเดียวกับคุณสมบัติทางกายภาพของสารง่าย ๆ พวกเขาจะเกิดขึ้นเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับ บทบาทของออกซิเจนและไฮโดรเจนในธรรมชาติและชีวิตมนุษย์

ไฮโดรเจน - องค์ประกอบที่พบมากที่สุดในจักรวาล ออกซิเจน - องค์ประกอบที่พบมากที่สุดในโลก พวกเขาเข้าด้วยกันในรูปแบบน้ำ - สารที่มีมากกว่าครึ่งมวลของร่างกายมนุษย์ ออกซิเจน - ก๊าซที่จำเป็นสำหรับการหายใจและไม่มีน้ำเราไม่สามารถมีชีวิตอยู่และหลายวันดังนั้นจึงไม่ต้องสงสัยเลยว่าเป็นไปได้ที่จะพิจารณาออกซิเจนและไฮโดรเจนกับองค์ประกอบทางเคมีที่สำคัญที่สุดที่จำเป็นสำหรับชีวิต

โครงสร้างของอะตอมไฮโดรเจนและออกซิเจน

ดังนั้นไฮโดรเจนจึงจัดแสดงคุณสมบัติที่ไม่ใช่โลหะ ในธรรมชาติไฮโดรเจนพบได้ในรูปแบบของไอโซโทปสามตัว, การจราจร, deuterium และ tritium, ไอโซโทปไฮโดรเจนนั้นแตกต่างกันมากจากสมบัติทางกายภาพดังนั้นพวกเขาจึงได้รับการกำหนดตัวละครแต่ละตัว

หากคุณจำไม่ได้หรือไม่รู้ว่าไอโซโทปคืออะไรทำงานกับวัสดุของทรัพยากรการศึกษาอิเล็กทรอนิกส์ "ไอโซโทปเป็นอะตอมที่หลากหลายขององค์ประกอบทางเคมีชนิดหนึ่ง" ในนั้นคุณจะได้เรียนรู้สิ่งที่แตกต่างจากไอโซโทปของแต่ละองค์ประกอบหนึ่งซึ่งนำไปสู่การปรากฏตัวของไอโซโทปหลายองค์ประกอบในองค์ประกอบเดียวและยังทำความคุ้นเคยกับไอโซโทปขององค์ประกอบหลายอย่าง

ดังนั้นองศาที่เป็นไปได้ของการเกิดออกซิเจนออกซิเจนออกซิเดชั่นจึง จำกัด อยู่ที่ -2 ถึง +2 ค่า หากออกซิเจนใช้อิเล็กตรอนสองตัว (กลายเป็นไอออน) หรือก่อให้เกิดพันธะโควาเลนต์สองตัวที่มีองค์ประกอบทางขานที่น้อยลงมันจะเข้าสู่ระดับของการเกิดออกซิเดชัน -2 หากออกซิเจนเป็นหนึ่งพันธะกับอะตอมออกซิเจนอื่นและที่สอง - ด้วยอะตอมที่มีองค์ประกอบอิเล็กโตรนท์น้อยลงมันจะดำเนินการต่อระดับของการเกิดออกซิเดชัน -1 การมาถึงสองความสัมพันธ์โควาเลนต์กับฟลูออรีน (องค์ประกอบเดียวที่มีค่าความสามารถของขั้วไฟฟ้าที่สูงขึ้น) ออกซิเจนเข้าสู่ระดับของการเกิดออกซิเดชัน +2 โดยการสร้างพันธะเดียวกับอะตอมออกซิเจนอื่นและที่สอง - กับอะตอมฟลูออรีน - +1 ในที่สุดถ้าออกซิเจนในรูปแบบหนึ่งการเชื่อมต่อกับอะตอมอิเล็กโตรโนอินน้อยและที่สอง - ด้วยฟลูออรีนมันจะอยู่ในระดับของการเกิดออกซิเดชัน 0

คุณสมบัติทางกายภาพของไฮโดรเจนและออกซิเจนออกซิเจน allotropy

ไฮโดรเจน - แก๊สไม่มีสีไม่มีรสชาติและกลิ่น เบามาก (14.5 เท่าเบากว่าอากาศ) อุณหภูมิของเหลวไฮโดรเจน - -252.8 ° C เกือบจะต่ำสุดในหมู่ก๊าซทั้งหมด (ด้อยกว่าเฉพาะกับฮีเลียม) ไฮโดรเจนเหลวและของแข็ง - สารไม่มีสีอ่อนมาก

ออกซิเจน - แก๊สไม่มีสีไม่มีรสชาติและกลิ่นอากาศที่ยากขึ้นเล็กน้อย ที่อุณหภูมิ -182,9 ° C จะกลายเป็นของเหลวหนักของสีน้ำเงินที่ -218 ° C แข็งขึ้นเพื่อการก่อตัวของผลึกสีน้ำเงิน โมเลกุลออกซิเจนเป็นสิ่งสำคัญคือออกซิเจนถูกดึงดูดด้วยแม่เหล็ก ออกซิเจนละลายได้ไม่ดีในน้ำ

ในทางตรงกันข้ามกับไฮโดรเจนสร้างโมเลกุลของเพียงหนึ่งประเภทการจัดแสดงออกซิเจน allotropy และรูปแบบโมเลกุลสองประเภทนั่นคือองค์ประกอบออกซิเจนเป็นสองสารง่าย ๆ : ออกซิเจนและโอโซน

คุณสมบัติทางเคมีและการได้รับสารง่าย ๆ

ไฮโดรเจน

การสื่อสารในโมเลกุลไฮโดรเจนเป็นโสด แต่เป็นหนึ่งในพันธะเดียวที่ทนทานที่สุดในธรรมชาติและเพื่อให้มีความจำเป็นต้องใช้พลังงานจำนวนมากเพื่อทำลายมันด้วยเหตุนี้ไฮโดรเจนจึงมีประสิทธิภาพต่ำมากที่อุณหภูมิห้อง แต่เมื่ออุณหภูมิถูกยกขึ้น (หรือต่อหน้าตัวเร่งปฏิกิริยา) ไฮโดรเจนมีปฏิสัมพันธ์ได้อย่างง่ายดายด้วยสารที่เรียบง่ายและซับซ้อนมากมาย

ไฮโดรเจนจากมุมมองทางเคมีเป็นแบบทั่วไปที่ไม่ใช่โลหะ นั่นคือมันมีความสามารถในการโต้ตอบกับโลหะที่ใช้งานกับการก่อตัวของไฮโดรตรที่แสดงระดับของการเกิดออกซิเดชัน -1 ด้วยโลหะบางชนิด (ลิเธียมแคลเซียม) ปฏิสัมพันธ์เกิดขึ้นแม้ที่อุณหภูมิห้อง แต่ค่อนข้างช้าดังนั้นในระหว่างการสังเคราะห์ไฮโดรตรความร้อนใช้:

การก่อตัวของไฮโดรตรโดยการมีปฏิสัมพันธ์โดยตรงของสารง่าย ๆ เป็นไปได้สำหรับโลหะที่ใช้งานได้เท่านั้น อลูมิเนียมไม่ได้มีปฏิสัมพันธ์กับไฮโดรเจนโดยตรง Hydride จะได้รับจากปฏิกิริยาของการแลกเปลี่ยน

ด้วย nonmetals ไฮโดรเจนยังตอบสนองต่อเมื่อได้รับความร้อนเท่านั้น ข้อยกเว้นคือฮาโลเจนคลอรีนและโบรมีนปฏิกิริยาที่สามารถเหนี่ยวนำโดยแสง:

การตอบสนองของฟลูออรีนยังไม่จำเป็นต้องให้ความร้อนมันจะดำเนินการกับการระเบิดแม้จะมีความเย็นแรงและในความมืดอย่างแน่นอน

ปฏิกิริยากับออกซิเจนดำเนินการผ่านกลไกห่วงโซ่ที่กว้างขวางดังนั้นอัตราการเกิดปฏิกิริยาจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วและในส่วนผสมของออกซิเจนที่มีไฮโดรเจนในอัตราส่วน 1: 2 ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นกับการระเบิด (ส่วนผสมดังกล่าวเรียกว่า "ก๊าซที่มีความสามัคคี" ):

ปฏิกิริยาที่มีสีเทาดำเนินต่อไปอย่างสงบเกือบจะไม่มีการปล่อยความร้อน:

ปฏิกิริยากับไนโตรเจนและไอโอดีนดำเนินการต่อ:

สถานการณ์นี้มีความซับซ้อนอย่างมากการผลิตแอมโมเนียในอุตสาหกรรม: กระบวนการนี้ต้องการการใช้แรงดันเพิ่มขึ้นเพื่อผสมดุลยภาพต่อรูปแบบของแอมโมเนีย ไฮโดรเจนไอโอดีนไม่ได้รับการสังเคราะห์โดยตรงเพราะมีวิธีการสังเคราะห์ที่สะดวกสบายมากขึ้น

ด้วย Non-Metals ที่ใช้งานอยู่ต่ำ () ไฮโดรเจนไม่ได้ตอบสนองโดยตรงโดยตรงถึงแม้ว่าสารประกอบของมันจะเป็นที่รู้จักกัน

ในปฏิกิริยากับสารประกอบ, การกระทำของไฮโดรเจนในกรณีส่วนใหญ่เป็นตัวแทนลด ในการแก้ปัญหาไฮโดรเจนสามารถเรียกคืนโลหะระดับต่ำ (ตั้งอยู่หลังจากไฮโดรเจนในแถวของความเครียด) จากเกลือของพวกเขา:

เมื่อความร้อนไฮโดรเจนสามารถคืนค่าโลหะจำนวนมากจากออกไซด์ของพวกเขา ในเวลาเดียวกันยิ่งมีการใช้งานโลหะมากเท่าใดก็ยิ่งยากที่จะเรียกคืนและยิ่งสูงขึ้นสำหรับสิ่งนี้เท่านั้นที่คุณต้องการอุณหภูมิ:

โลหะมีความกระตือรือร้นมากกว่าสังกะสีมันแทบจะเป็นไปไม่ได้ที่จะเรียกคืนไฮโดรเจน

ไฮโดรเจนในห้องปฏิบัติการได้รับจากการมีปฏิสัมพันธ์ของโลหะที่มีกรดรุนแรง มีการใช้กรดสังกะสีและไฮโดรคลอริกส่วนใหญ่:

มันเป็นกระแสไฟฟ้าน้ำที่ใช้กันทั่วไปในการปรากฏตัวของอิเล็กโทรไลต์ที่แข็งแกร่ง:

ในอุตสาหกรรมไฮโดรเจนจะได้รับเป็นผลพลอยได้เมื่อได้รับกระแสไฟฟ้าโซเดียมคลอไรด์ของโซเดียมคลอไรด์โซลูชัน:

นอกจากนี้ไฮโดรเจนจะได้รับจากน้ำมันกลั่น

การเตรียมไฮโดรเจนด้วย Photolisis of Water เป็นหนึ่งในวิธีการที่มีแนวโน้มมากที่สุดในอนาคตอย่างไรก็ตามในขณะนี้การใช้วิธีการอุตสาหกรรมของวิธีนี้เป็นอย่างดี

ทำงานกับวัสดุของทรัพยากรการศึกษาอิเล็กทรอนิกส์ในห้องปฏิบัติการทำงาน "การได้รับและสรรพคุณของไฮโดรเจน" และงานห้องปฏิบัติการ "คุณสมบัติการบูรณะไฮโดรเจน" สำรวจหลักการของอุปกรณ์ของ KIPP และ KIRYUSHKIN คิดว่ากรณีใดที่สะดวกกว่าในการใช้อุปกรณ์ไซปรัสและในสิ่งที่ - Kiryushkin คุณสมบัติอะไรบ้างที่แสดงไฮโดรเจนในปฏิกิริยา?

ออกซิเจน

การสื่อสารในโมเลกุลออกซิเจนเป็นสองเท่าและทนทานมาก ดังนั้นออกซิเจนจึงค่อนข้างมีประสิทธิภาพต่ำที่อุณหภูมิห้อง อย่างไรก็ตามเมื่อได้รับความร้อนก็เริ่มแสดงคุณสมบัติออกซิเดชันที่แข็งแกร่ง

ออกซิเจนที่ไม่มีความร้อนทำปฏิกิริยากับโลหะที่ใช้งาน (อัลคาไลน์, ด่างดินและบาง lanthanoids):

เมื่อความร้อนออกซิเจนมีปฏิสัมพันธ์กับโลหะส่วนใหญ่ในการสร้างออกไซด์:

เงินและโลหะที่ใช้งานน้อยกว่าจะไม่ออกซิไดซ์โดยออกซิเจน

ออกซิเจนยังทำปฏิกิริยากับที่ไม่ใช่โลหะมากที่สุดด้วยการก่อตัวออกไซด์:

การมีปฏิสัมพันธ์กับไนโตรเจนเกิดขึ้นเฉพาะที่อุณหภูมิสูงมากประมาณ 2000 ° C

ด้วยคลอรีนโบรมีนและไอโอดีนออกซิเจนไม่ทำปฏิกิริยาแม้ว่าจะได้ออกไซด์หลายตัวออกไปทางอ้อม

การมีปฏิสัมพันธ์ของออกซิเจนที่มีฟลูออรีนสามารถทำได้โดยการส่งผ่านไฟฟ้าผ่านส่วนผสมของก๊าซ:

ออกซิเจนฟลูออไรด์ (II) เป็นสารประกอบที่ไม่เสถียรสลายตัวได้ง่ายและเป็นตัวแทนออกซิไดซ์ที่แรงมาก

ในการแก้ปัญหาออกซิเจนมีความแข็งแรงแม้ว่าจะเป็นตัวแทนที่ช้าและออกซิไดซ์ ตามกฎแล้วออกซิเจนมีส่วนช่วยในการเปลี่ยนผ่านโลหะสู่การเกิดออกซิเดชันที่สูงขึ้น:

การปรากฏตัวของออกซิเจนมักจะช่วยให้ยุบโลหะในกรดที่อยู่หลังไฮโดรเจนในแถวของความเครียด:

เมื่อออกซิเจนอุ่นสามารถออกซิไดซ์ออกไซด์โลหะที่ต่ำกว่า:

ออกซิเจนในอุตสาหกรรมไม่ได้รับจากวิธีการทางเคมีมันจะได้รับจากการกลั่นของอากาศ

ห้องปฏิบัติการใช้ปฏิกิริยาของการสลายตัวของสารประกอบที่อุดมด้วยออกซิเจน - ไนเตรต, คลอเรต, Permanganats เมื่อถูกความร้อน:

นอกจากนี้คุณยังสามารถรับออกซิเจนเมื่อการสลายตัวของการสลายตัวของไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์:

นอกจากนี้การลดอิเล็กโทรไลซิสของน้ำสามารถใช้เพื่อรับออกซิเจน

ทำงานร่วมกับวัสดุของห้องปฏิบัติการทรัพยากรการศึกษาอิเล็กทรอนิกส์ทำงาน "รับออกซิเจนและอสังหาริมทรัพย์"

คอลเลกชันของออกซิเจนที่ใช้ในงานในห้องปฏิบัติการคืออะไร? วิธีอื่นในการรวบรวมก๊าซมีอยู่และสิ่งใดที่เหมาะสำหรับการรวบรวมออกซิเจน

ภารกิจ 1. ดูวิดีโอ "การสลายตัวของ Potassium Permanganate เมื่อได้รับความร้อน"

ตอบคำถาม:

1. ผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยาของแข็งใดที่ละลายในน้ำได้?
2. โซลูชัน Potassium Permanganate สีอะไร
3. โพแทสเซียมแมงกะเนย์โซลูชั่นสีอะไร

เขียนสมการของปฏิกิริยาที่เกิดขึ้น เท่ากับพวกเขาโดยใช้วิธีการสมดุลอิเล็กทรอนิกส์

อภิปรายงานกับครูในหรือในสำนักงานวิดีโอ

โอโซน.

โมเลกุลโอโซนคือ Trekhamatoma และการเชื่อมต่อในนั้นมีความทนทานน้อยกว่าในโมเลกุลออกซิเจนซึ่งนำไปสู่กิจกรรมทางเคมีของโอโซนมากขึ้น: โอโซนออกซิไดซ์สารจำนวนมากในโซลูชั่นหรือแห้งโดยไม่ต้องทำความร้อน:

โอโซนสามารถออกซิไดซ์ไนโตรเจนออกไซด์ (IV) เป็นไนโตรเจนออกไซด์ (V) และซัลเฟอร์ออกไซด์ (IV) เป็นซัลเฟอร์ออกไซด์ (VI) โดยไม่มีตัวเร่งปฏิกิริยา:

โอโซนค่อยๆย่อยสลายด้วยการก่อตัวของออกซิเจน:

อุปกรณ์พิเศษที่ใช้ในการรับโอโซน - ozonizers ซึ่งการปล่อยเรืองแสงจะถูกส่งผ่านออกซิเจน

ในห้องปฏิบัติการปฏิกิริยาของการสลายตัวของสารประกอบ Peroxo และบางส่วนของออกไซด์ที่สูงที่สุดบางครั้งใช้เพื่อรับโอโซนจำนวนเล็กน้อย

ทำงานกับวัสดุของทรัพยากรการศึกษาอิเล็กทรอนิกส์ที่ทำงานในห้องปฏิบัติการ "การสังเกตโอโซนและการศึกษาอสังหาริมทรัพย์"

อธิบายว่าทำไมโซลูชันของ Indigo เปลี่ยนสี เขียนสมการของปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นในขณะที่การผสมโซลูชั่นของตะกั่วไนเตรทและโซเดียมซัลไฟด์และเมื่อผ่านการระงับที่เกิดขึ้นของอากาศ ozonized สำหรับปฏิกิริยาแลกเปลี่ยนไอออนทำสมการไอออน สำหรับปฏิกิริยาของรีดอกซ์ทำสมดุลอิเล็กทรอนิกส์

อภิปรายงานกับครูในหรือในสำนักงานวิดีโอ

คุณสมบัติทางเคมีของน้ำ

สำหรับการทำความคุ้นเคยกับคุณสมบัติทางกายภาพของน้ำและความสำคัญของมันเราทำงานร่วมกับวัสดุของทรัพยากรการศึกษาอิเล็กทรอนิกส์ "คุณสมบัติที่ผิดปกติของน้ำ" และ "น้ำเป็นของเหลวที่สำคัญที่สุดในโลก"

น้ำมีความสำคัญอย่างมากสำหรับสิ่งมีชีวิตใด ๆ - ในความเป็นจริงสิ่งมีชีวิตจำนวนมากประกอบด้วยน้ำมากกว่าครึ่ง น้ำเป็นหนึ่งในตัวทำละลายสากลที่สุด (ที่อุณหภูมิสูงและแรงกดดันของความเป็นไปได้ของมันในฐานะตัวทำละลายเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ) จากมุมมองทางเคมีน้ำเป็นไฮโดรเจนออกไซด์ในขณะที่ในการแก้ปัญหาน้ำมันแยกจากกัน (แม้ว่าจะอยู่ในระดับต่ำมาก) บนไอออนไฮโดรเจนและไอออนไฮดรอกไซด์:

น้ำมีปฏิสัมพันธ์กับโลหะหลายชนิด ด้วยการใช้งาน (อัลคาไลน์, ด่างดินและบาง lanthanoids), น้ำปฏิกิริยาโดยไม่ต้องให้ความร้อน:

มีการโต้ตอบที่ใช้งานน้อยลงเกิดขึ้นเมื่อถูกความร้อน

10.1 การผ่าตัด

ก) ไฮโดรเจนองค์ประกอบเคมี

b) อะตอมไฮโดรเจน

ตารางที่ 28ความสามารถของ Valence ของอะตอมไฮโดรเจน

รัฐเคลนนี่		ตัวอย่างของสารเคมี
	ผม. 0 -ผม.	HCL, H 2 O, H 2 S, NH 3, CH 4, C 2 H 6, NH 4 CL, H 2 SO 4, NAHCO 3, เกาะ h 2. B 2 H 6, Sih 4, Geh 4
		Nah, KH, CAH 2, BAH 2

c) โมเลกุลไฮโดรเจน

d) ไฮโดรเจน (สาร)

zn + h 2 so 4 \u003d znso 4 + h 2

CH 4 + 2H 2 O \u003d 4H 2 + CO 2 ( ต., ni)

หรือได้รับการปฏิบัติที่อุณหภูมิสูงด้วยถ่านหินไอน้ำ:

2H 2 O + C \u003d 2H 2 + CO 2 ( ต.)

2H 2 O \u003d 2H 2 + O 2 (อิเล็กโทรไลซิส)

d) สารประกอบไฮโดรเจน

lih.
นาเปล่า	mgh 2.
kh.	cah 2.
rbh.	SRH 2.
csh	Bah 2.

n 2 + 3h 2 2nh 3 ( r, ต., pt - ตัวเร่งปฏิกิริยา)

H 2 + CL 2 \u003d 2HCL

10.2 ออกซิเจน

ก) ออกซิเจนองค์ประกอบทางเคมี

b) อะตอมออกซิเจน

คุณรู้ลักษณะของอะตอมออกซิเจนต่อไปนี้

ตารางที่ 29 อะตอมออกซิเจน

รัฐเคลนนี่		ตัวอย่างของสารเคมี
		Al 2 O 3, FE 2 O 3, CR 2 O 3 *

	- ฉัน -ผม. 0 + I. + ii	H 2 O, SO 2, SO 3, CO 2, SIO 2, H 2 SO 4, HNO 2, HCLO 4, COCL 2, H 2 O 2 o 2 ** o 2 f 2 ของ 2
		Naoh, Koh, CA (OH) 2, BA (OH) 2 NA 2 O 2, K 2 O 2, CAO 2, Bao 2
		Li 2 O, NA 2 O, MGO, Cao, Bao, Feo, LA 2 O 3

c) โมเลกุลออกซิเจน

d) ออกซิเจน (สาร)

2NA + O 2 \u003d NA 2 O 2

e) โอโซนและโมเลกุล

3O 2 \u003d 2o 3 ()

ในเคมีช่วงเวลาไดโพลวัดใน Debabs: 1 D \u003d 3.34 10 -30 cl เอ็ม

(h 2 o) \u003d ,

ตารางที่ 30ช่วงเวลาของไดโพลของโมเลกุลขั้วโลกบางอย่าง

โมเลกุล	โมเลกุล	โมเลกุล

ตารางที่ 31ลักษณะทางกายภาพบางอย่างของน้ำ

10.4 การสื่อสารไฮโดรเจน

น้ำที่อุณหภูมิห้องจะกลายเป็นก๊าซเนื่องจากจุดเดือดของมันจะลดลงประมาณ -80 ° C;
อ่างเก็บน้ำทั้งหมดจะถูกห่อจากด้านล่างเนื่องจากความหนาแน่นของน้ำแข็งจะมีความหนาแน่นของน้ำของเหลวมากขึ้น
จะหยุดที่จะมีอยู่คู่ DNA สองเท่าและอีกมากมาย

ในชีวิตประจำวันของเรามีบางสิ่งที่เป็นเรื่องธรรมดาที่ทุกคนรู้จักพวกเขา ตัวอย่างเช่นทุกคนรู้ว่าน้ำเป็นของเหลวมันสามารถเข้าถึงได้ง่ายและไม่ไหม้ดังนั้นจึงสามารถดับไฟได้ แต่คุณเคยสงสัยว่าทำไมมันถึงเป็นเช่นนั้น?

แหล่งที่มาของ Pixabay.com

น้ำประกอบด้วยอะตอมไฮโดรเจนและออกซิเจน ทั้งสององค์ประกอบเหล่านี้สนับสนุนการเผาไหม้ ดังนั้นตามตรรกะทั่วไป (ไม่ใช่วิทยาศาสตร์) มันจะตามมาว่าน้ำควรเผาไหม้ใช่ไหม? อย่างไรก็ตามสิ่งนี้จะไม่เกิดขึ้น

การเผาไหม้เมื่อใด

การเผาไหม้เป็นกระบวนการทางเคมีที่โมเลกุลและอะตอมรวมกันพลังงานในรูปแบบของความร้อนและแสงจะถูกปล่อยออกมา เพื่อให้บางสิ่งบางอย่างที่จะเผาไหม้คุณจะต้องมีสองสิ่ง - เชื้อเพลิงเป็นแหล่งที่มาของการเผาไหม้ (ตัวอย่างเช่นกระดาษหนึ่งแผ่นไม้ชิ้นหนึ่งเป็นต้น) และออกซิไดเซอร์ (ออกซิเจนที่อยู่ในชั้นบรรยากาศของโลกเป็นตัวแทนหลักออกซิไดซ์ . นอกจากนี้เรายังต้องการความร้อนที่จำเป็นเพื่อให้เกิดอุณหภูมิการอักเสบเพื่อเริ่มกระบวนการเผาไหม้

แหล่งภาพ Auclip.ru

ตัวอย่างเช่นพิจารณากระบวนการของการเผากระดาษโดยใช้การแข่งขัน ในกรณีนี้กระดาษจะเป็นเชื้อเพลิงก๊าซออกซิเจนที่มีอยู่ในอากาศจะทำหน้าที่เป็นตัวแทนออกซิไดซ์และอุณหภูมิการจุดไฟจะเกิดขึ้นผ่านการจับคู่การเผาไหม้

โครงสร้างขององค์ประกอบทางเคมีของน้ำ

แหล่งที่มาของภาพ: water-service.com.ua

น้ำประกอบด้วยอะตอมไฮโดรเจนสองอะตอมและหนึ่งอะตอมออกซิเจน สูตรเคมี H2O ของมัน ตอนนี้เป็นที่น่าสนใจที่จะทราบว่าสององค์ประกอบของน้ำเป็นสารไวไฟได้ง่ายจริงๆ

ทำไมไฮโดรเจนจึงเป็นสารไวไฟ?

อะตอมไฮโดรเจนมีอิเล็กตรอนเพียงลำเดียวเท่านั้นดังนั้นจึงเชื่อมต่อกับองค์ประกอบอื่น ๆ ได้อย่างง่ายดาย ตามกฎในธรรมชาติไฮโดรเจนเกิดขึ้นในรูปแบบของก๊าซโมเลกุลที่ประกอบด้วยสองอะตอม ก๊าซนี้เป็นเจ็ทและออกซิไดซ์อย่างรวดเร็วในการปรากฏตัวของอนุมูลอิสระซึ่งทำให้ไวไฟได้

แหล่งที่มา: Myshared.ru

ในระหว่างการเผาไหม้ของไฮโดรเจนพลังงานจำนวนมากได้รับการจัดสรรดังนั้นจึงมักใช้ในรูปแบบเหลวในการเปิดใช้ยานอวกาศเป็นอวกาศ

ออกซิเจนสนับสนุนการเผาไหม้

ตามที่กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ตัวแทนออกซิไดซ์เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการเผาไหม้ใด ๆ มีสารออกซิไดซ์เคมีจำนวนมากในหมู่พวกเขาออกซิเจนโอโซนไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ฟลูออรีน ฯลฯ ในฐานะที่เป็นสารออกซิไดซ์หลักซึ่งมีส่วนเกินอยู่ในชั้นบรรยากาศของโลกคือออกซิเจน มันมักจะเป็นสารออกซิไดซ์หลักในไฟส่วนใหญ่ นั่นคือเหตุผลที่มีการไหลเข้าออกซิเจนอย่างต่อเนื่องเพื่อรักษาไฟ

ไฟตัดน้ำ

น้ำสามารถดับไฟด้วยเหตุผลหลายประการซึ่งเป็นหนึ่งในนั้นคือมันเป็นของเหลวที่ไม่ติดไฟแม้จะมีความจริงที่ว่ามันประกอบด้วยสององค์ประกอบที่สามารถสร้างความดันโลหิตไฟได้แยกต่างหาก

น้ำเป็นวิธีที่พบบ่อยที่สุดในการดับเพลิง แหล่งที่มาของ Pixabay.com

ดังที่เราได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ไฮโดรเจนมีการติดไฟได้อย่างง่ายดายทั้งหมดที่ต้องการโดยตัวแทนออกซิไดซ์และอุณหภูมิการจุดระเบิดนี้เพื่อเริ่มต้นปฏิกิริยา เนื่องจากออกซิเจนเป็นตัวแทนออกซิไดซ์ที่พบมากที่สุดบนโลกจึงรวมเข้ากับไฮโดรเจนอะตอมอย่างรวดเร็วด้วยการเน้นแสงและความร้อนจำนวนมากในขณะที่โมเลกุลน้ำเกิดขึ้น นี่คือวิธีที่มันเกิดขึ้น:

โปรดทราบว่าการผสมผสานของไฮโดรเจนที่มีออกซิเจนหรืออากาศปริมาณน้อยระเบิดและเรียกว่าก๊าซหนูมันเผาไหม้อย่างรวดเร็วด้วยฝ้ายดัง ๆ ซึ่งถูกมองว่าเป็นการระเบิด ภัยพิบัติทางเรือเหาะ Hindenburg ในปี 1937 ในรัฐนิวเจอร์ซีย์ชีวิตหลายสิบคนถูกนำมาจากการจุดระเบิดของไฮโดรเจนซึ่งเต็มไปด้วยเมมเบรนของเรือเหาะ ความสามารถของไฮโดรเจนง่ายและการระเบิดรวมกับออกซิเจนเป็นเหตุผลหลักที่เราไม่ได้รับน้ำในทางเคมีในห้องปฏิบัติการ