Molekul vodonika: prečnik, formula, struktura. Kolika je masa molekula vodonika?

2024 Autor: Angel Austin | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-12-17 05:19

U periodnom sistemu Mendeljejeva na broju 1 nalazi se najčešći element u svemiru - vodonik. Njegova distribucija, u procentima, približava se 75%. Njegov najniži sadržaj zabilježen je u slojevima atmosfere - 0,0001%. Zemljina kora sadrži 1% gasa po masi. Njegova najveća količina je uočena u vodi: 12%. Na našoj planeti, to je treći najčešći hemijski element.

Opis artikla

Molekula vodonika, čija je formula H-H ili H2, obdarena je fizičkim i hemijskim svojstvima.

Vodonik je gas koji nema ni boju ni miris. Položaj vodonika u tabeli na 1. mjestu je zbog činjenice da se pod različitim uvjetima ovaj element može manifestirati kao metal ili kao plin. Ima 1 elektron u svojoj vanjskoj orbitali, koji vodonik može donirati (metalna svojstva) ili prihvatiti još jedan (kvalitete plina).

Prečnik molekule vodonika je 27 nm.

Prečnik atoma vodonika je 1A, poluprečnik je 0,41 A.

Properties

Fizički uključuje sljedeće:

1. Tačka ključanja– 256^oS.
2. Tačka topljenja -259,2^oC.
3. Zračna težina (D) - 0.069.
4. Vodonik je slabo rastvorljiv u vodi.

Hemijska svojstva su:

1. Nepolarna veza između čestica molekula ima energiju od 436 kJ/mol.
2. Temperatura termičke disocijacije je 2000^oC.
3. Reaguje sa:

• halogeni;
• kisik;
• siva;
• azot;
• dušikov oksid;
• aktivni metali.

U prirodi, vodik se javlja i u svom prirodnom obliku i u obliku izotopa: protijuma, deuterijuma i tricijuma.

Struktura molekula

Molekul elementa ima jednostavnu strukturu. Sastav molekule vodika predstavljaju dva atoma, koji, približavajući se, formiraju kovalentnu nepolarnu vezu, kao i jedan elektronski par. Struktura jednog atoma je: 1 pozitivno nabijeno jezgro, oko kojeg se kreće 1 negativno nabijen elektron. Ovaj elektron se nalazi u orbitali od 1s.

H - 1e=H+ ovaj vodikov ion je pozitivan.

Ovaj izraz pokazuje da vodonik ima slične parametre kao elementi Grupe 1 u periodnom sistemu, a to su alkalni metali (litijum, natrijum, kalij) koji doniraju svoj jedini elektron u spoljnoj orbiti.

H + 1e=H– negativni vodikov ion.

Ova jednadžba pokazuje da je vodonik povezan sa sličnim elementima iz 7. grupe, koji su plinovi i sposobni su prihvatiti nedostajuće elektronena svoj spoljašnji elektronski nivo. Ovi gasovi uključuju: fluor, hlor, brom, itd.

Sastav molekule vodonika je grafički predstavljen ispod.

Razdaljina između atoma vodonika je r=0,74 A, dok je zbir orbitalnih radijusa 1,06 A. Ovo utiče na dubinu preklapanja elektronskih oblaka i jaku, stabilnu vodikovu vezu.

Atom vodika je najelementarniji atom u prirodi. Veličina atomskog protona je 10,5 A, a prečnik jednog atoma je 0,1 nm.

Molekuli izotopa imaju posebnu strukturu. Atomsko jezgro protijuma sastoji se od samo jednog protona. Izotop je označen: 1N.

Nuklearna struktura izgleda kao kompleks protona i neutrona (2H).

3N - tricijum - u svojoj atomskoj strukturi je obdaren jezgrom sa 1 protonom i dva neutrona.

Masa

U nauci postoje formule koje izračunavaju kolika je masa molekula vodonika. Odredite molekularnu i atomsku masu u odnosu na element.

Molarna masa molekule vodonika izračunava se po općoj formuli:

M=m / n, gdje je m masa supstance, n njena količina.

Masa atoma je 1.008 amu. Posljedično, relativna masa molekula također će biti jednaka 1,008. Pošto se molekul vodonika sastoji od dva atoma, relativna atomska težina je 2,016 a.u. m. Masa molekula vodonika izražava se u gramima po molu (g/mol).

Vrijednost upriroda

Najznačajnija supstanca u prirodi koja stvara vodonik u kombinaciji sa kiseonikom je voda. Voda je izvor života, tako da je vodonik vitalni element.

Od 100% svih hemijskih elemenata koji čine životnu sredinu organizma, 1/10 dela ili 10% je vodonik. Pored vode, u stanju je da održi kvarternu proteinsku strukturu, što je omogućeno vodoničnim vezom.

Princip komplementarnosti nukleinske kiseline se također javlja djelovanjem molekula vodonika. U biljnoj ćeliji, H učestvuje u procesu fotosinteze, biosinteze i u prijenosu energije kroz membranske kanale.

Prijava

U hemijskoj industriji, vodonik se široko koristi. Dodaje se u proizvodnji plastičnih proizvoda, u proizvodnji sapuna, kao iu proizvodnji amonijaka i mentola.

Prehrambena industrija: u proizvodnji hrane, vodonik se dodaje kao aditiv za hranu E949. Takva komponenta se može vidjeti na ambalaži margarina, biljnih ulja. Aditiv E949 je dozvoljen u prehrambenoj industriji Ruske Federacije.

Vodonik se nekada takođe koristio u aeronautičkoj industriji, jer je supstanca lakša od vazduha. Dakle, 30-ih godina prošlog vijeka baloni i vazdušni brodovi punili su se ovom vrstom gasa. Uprkos svojoj jeftinosti i jednostavnosti upotrebe, vodonik je ubrzo napušten kao punilo jer su eksplozije aviona postajale sve češće.

Danas se gas koristi kaogorivo koje se koristi u svemirskoj industriji. Međutim, razmatraju se metode njegove upotrebe za rad motora automobila i kamiona, jer element ne emituje štetne nečistoće u atmosferu tokom sagorevanja, pa je stoga ekološki prihvatljiv.

Izotopi vodonika su sastavni dio mnogih lijekova. Deuterijum se koristi u farmakološkim istraživanjima za određivanje ponašanja i efekata leka u telu. Tricij se koristi u radiodijagnostici kao element koji određuje biohemijske reakcije metabolizma enzima. Vodonik je dio peroksida, koji je dezinficijens.