I det periodiska systemet av Mendeleev vid nummer 1 är det vanligaste grundämnet i universum - väte. Dess fördelning, i procentuella termer, närmar sig 75 %. Dess lägsta innehåll noteras i atmosfärens lager - 0,0001%. Jordskorpan innehåller 1 viktprocent gas. Dess största mängd observeras i vatten: 12%. På vår planet är det det tredje vanligaste kemiska grundämnet.
Artikelbeskrivning
Vätemolekylen, vars formel är H-H eller H2, är utrustad med fysikaliska och kemiska egenskaper.
Väte är en gas som varken har färg eller lukt. Placeringen av väte i tabellen på första plats beror på det faktum att detta element under olika förhållanden kan manifestera sig som en metall eller som en gas. Den har 1 elektron i sin yttre omloppsbana, som väte kan donera (metalliska egenskaper) eller acceptera en till (gaskvaliteter).
Diametern på en vätemolekyl är 27 nm.
Diametern på en väteatom är 1A, radien är 0,41 A.
Properties
Physical inkluderar följande:
- Kokpunkt– 256oS.
- Smältpunkt -259,2oC.
- Luftvikt (D) - 0,069.
- Väte är dåligt lösligt i vatten.
De kemiska egenskaperna är:
- Den opolära bindningen mellan partiklarna i en molekyl har en energi på 436 kJ/mol.
- Den termiska dissociationstemperaturen är 2000oC.
- Reagerar med:
- halogener;
- oxygen;
- grå;
- kväve;
- kväveoxid;
- aktiva metaller.
I naturen förekommer väte både i sin naturliga form och i form av isotoper: protium, deuterium och tritium.
Molekylens struktur
Molekylen i ett grundämne har en enkel struktur. Vätemolekylens sammansättning representeras av två atomer, som närmar sig bildar en kovalent icke-polär bindning, såväl som ett elektronpar. Strukturen för en atom är: 1 positivt laddad kärna, runt vilken 1 negativt laddad elektron rör sig. Denna elektron är belägen i 1s orbitalen.
H - 1e=H+ denna vätejon är positiv.
Detta uttryck indikerar att väte har liknande parametrar som element i grupp 1 i det periodiska systemet, som är alkalimetaller (litium, natrium, kalium) som donerar sin enda elektron i den yttre omloppsbanan.
H + 1e=H– negativ vätejon.
Denna ekvation visar att väte är relaterat till liknande grundämnen från den 7:e gruppen, som är gas och kan acceptera de saknade elektronernatill dess yttre elektroniska nivå. Dessa gaser inkluderar: fluor, klor, brom, etc.
Sammansättningen av vätemolekylen visas grafiskt nedan.
Avståndet mellan väteatomer är r=0,74 A, medan summan av omloppsradierna är 1,06 A. Detta påverkar djupet av elektronmolnöverlappning och en stark, stabil vätebindning.
Väkeatomen är den mest elementära atomen i naturen. Storleken på en atomär proton är 10,5 A, och en atoms diameter är 0,1 nm.
Isotopmolekyler har en speciell struktur. Atomkärnan i protium består av endast en proton. Isotopen betecknas: 1Н.
Kärnstrukturen ser ut som ett komplex av en proton och en neutron (2H).
3Н - tritium - är i sin atomstruktur utrustad med en kärna med 1 proton och två neutroner.
Mass
Inom vetenskapen finns det formler som beräknar massan av en vätemolekyl. Bestäm molekyl- och atommassan i förhållande till grundämnet.
Molmassan för en vätemolekyl beräknas med den allmänna formeln:
M=m / n, där m är massan av ämnet, n är dess mängd.
En atoms massa är 1,008 amu. Följaktligen kommer även molekylens relativa massa att vara lika med 1,008. Eftersom vätemolekylen består av två atomer är den relativa atomvikten 2,016 a.u. m. Massan av en vätemolekyl uttrycks i gram per mol (g/mol).
Värde innatur
Det viktigaste ämnet i naturen som bildar väte i kombination med syre är vatten. Vatten är källan till liv, så väte är ett viktigt element.
Av 100 % av alla kemiska grundämnen som utgör organismens miljö är 1/10 del, eller 10 %, väte. Förutom vatten kan den upprätthålla en kvartär proteinstruktur, vilket möjliggörs genom vätebindning.
Principen för nukleinsyrakomplementaritet förekommer också med vätemolekylens verkan. I en växtcell deltar H i processen för fotosyntes, biosyntes och i överföringen av energi genom membrankanaler.
Application
Inom den kemiska industrin används väte i stor utsträckning. Det tillsätts vid tillverkning av plastprodukter, vid tvåltillverkning, samt vid tillverkning av ammoniak och mentol.
Livsmedelsindustrin: vid tillverkning av livsmedel tillsätts väte som en livsmedelstillsats E949. En sådan komponent kan ses på förpackningen av margarin, vegetabiliska oljor. Tillsats E949 är tillåten av Ryska federationens livsmedelsindustri.
Väte användes en gång också inom flygindustrin, eftersom ämnet är lättare än luft. Så på 30-talet av förra seklet fylldes ballonger och luftskepp med denna typ av gas. Trots dess billighet och användarvänlighet övergavs väte snart som fyllmedel eftersom flygplansexplosioner blev allt vanligare.
Idag används gas sombränsle som används inom rymdindustrin. Metoder för att använda den för drift av motorer i bilar och lastbilar övervägs dock, eftersom elementet inte avger skadliga föroreningar till atmosfären under förbränning och därför är miljövänligt.
Väteisotoper är en integrerad komponent i många läkemedel. Deuterium används i farmakologisk forskning för att fastställa beteendet och effekterna av ett läkemedel i kroppen. Tritium används i radiodiagnostik som ett element som bestämmer de biokemiska reaktionerna av enzymmetabolism. Väte är en del av peroxid, som är ett desinfektionsmedel.
