Водород и его изотопы

1.

СВОЙСТВА ЭЛЕМЕНТОВ ПЕРИОДИЧЕКОЙ СИСТЕМЫ.
ВОДОРОД И ЕГО ИЗОТОПЫ.
Автор:
Кобылец Ульяна Юрьевна,
студентка группы Х-14(1)
Руководитель:
Дякина Татьяна Александровна,
к.х.н., профессор

2. изучение элемента периодической системы – водорода, а также его изотопов.

Цель:
изучение элемента периодической системы – водорода,
а также его изотопов.
Задачи:
Исследование и обусловленный анализ научно-методической
литературы.
Изучение химического элемента периодической системы
водорода.
Исследование физических и химических свойств данного
элемента.
Выявление источников водорода, способов его получения, а
также областей его применения.
Рассмотрение важнейших соединений химического элемента.
2
Изучение изотопов водорода и их свойств.

3.

Элемент периодической системы
Водород – первый элемент в периодической системе,
химический знак – Н. Он объединяет в себе признаки
первой (IA) и предпоследней (VIIА) групп (т.е. признаки
щелочных металлов и галогенов).
3

4.

История открытия
1731 - 1810
Первым убедился, что при
действии кислот на некоторые
металлы образуется «горючий
газ», который в смеси с воздухом
при поджигании взрывается
Генри Кандевиш в 1766 г.
4
1743 - 1794
Автором открытия водорода как
элемента
многие
считают
французского ученого Антуана
Лавуазье (1785) г. Лавуазье
получил водород пропуская пары
воды через раскаленное железо:
3Fe + 4H2O = Fe3O4 + 4H2↑ и
назвал
газ
Hydrogenium
(рождающий воду).

5.

Физические свойства
Водород – неметалл, имеет молекулярное
строение. Относительная атомная масса 1,008.
Валентность водорода в соединениях равна
единице, степени окисления +1 и -1. Молекула
водорода состоит из двух атомов, связанных
между собой ковалентной неполярной связью.
Некоторые физические характеристики
Tпл = −259,2 °C
Р = 0,08987 г/л
5
Ткип = −252,76 °C

6.

Химические свойства
Ввиду своей низкой активности, молекулярный водород
непосредственно соединяется лишь с наиболее активными
из неметаллов (с фтором, а на свету и с хлором) . Однако
при нагревании он вступает в реакции со многими
элементами.
6
H2 + F2 = 2HF.
2NO + 2H2 = N2 + 2H2O.
2H2 + O2 = 2H2O.
CuO + H2 = Cu + H2O.
H2 + S = H2S
2Na + H2 = 2NaH
3H2 + N2 = 2NH3.
Ca + H2 = CaH2.

7.

Нахождение в природе
Водород является одним из наиболее распространённых
элементов - его доля составляет 0,88% от массы всех трёх
оболочек земной коры (атмосферы, гидросферы и
литосферы). Также это самый распространенный элемент
во Вселенной. Он составляет больше половины массы
Солнца и большинства других звезд.
7

8.

Способы получения
В лаборатории
В промышленности
Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2↑.
СaН2 + 2H2O = Сa(OH)2 + 2H2↑.
2Al + 2NaOH + 6H2O =
2Na[Al(OH)4] + 3H2↑.
2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑.
2H2O = O2↑ + 2H2↑.
Н2Опар + С = СО + Н2↑.
12СН4 + 5Н2Опар + 5О2 = 29Н2↑
+ 9СО + 3СО2
2Р + 8Н2О = 2Н3РО4 + 5Н2↑.
Методы сборки
Вытеснением воздуха
8
Вытеснением воды

9.

Применение
9

10.

Важнейшие соединения
Вода
Соединение
Пероксид водорода
Формула
Строение
молекулы
Пероксид водорода - бесцветная
прозрачная слегка вязкая
жидкость со слабым
своеобразным запахом,
«металлическим» вкусом,
неограниченно растворимая в
воде, спирте и эфире.
Концентрированные водные
растворы взрывоопасны.
Свойства
Применение
10
Среда обитания
Растворитель
Замедлитель
Теплоноситель
Орошение посевов
Питье и приготовление
пищи
Внутренняя среда клеток
Смазочный материал
Отбеливатель
Ракетное топливо
Пенообразователь
Антисептик
Дезинфектор
Катализатор
Растворитель

11.

Изотопы
11
Количество
нейтронов
Масса
изотопа
(а.е.м.)
Период
полураспада
Изотоп
Название
Количество
протонов
1Н
Протий
1
0
1,0078250321
стабилен
2Н
Дейтерий
1
1
2,0141017778
стабилен
3Н
Тритий
1
2
3,0160492777
12,32 года
4Н
Квадий
1
3
4,0278100000
1,39×10-22с
5Н
Пентий
1
4
5,0353200000
9,1×10-22с
6Н
Гексий
1
5
6,0449400000
2,9×10-22с
7Н
Септий
1
6
7,0527500000
2,3×10-23с

12.

Заключение
Водород – первый элемент в периодической системе. Однако, хоть
он и стоит в начале периодической системы, он не может быть
отнесён к какой-либо определённой её группе. Водород объединяет
признаки первой (IA) и предпоследней (VIIА) групп (т.е. признаки
щелочных металлов и галогенов). Но при этом существуют и
большие различия в его отношении, как к первым, так и к
последним.
Водород существует в четырех состояниях – газообразном при
нормальных условиях, жидком и твердом, а также металлическом
при соблюдении определенных условий.
Молекулярный водород – малоактивное вещество, поэтому для
осуществления реакций с простыми и сложными веществами всегда
требуются дополнительные условия (кроме реакции с F2).
Водород является одним из наиболее распространённых элементов
- его доля составляет 0,88% от массы всех трёх оболочек земной
коры (атмосферы, гидросферы и литосферы). Также это самый
распространенный элемент во Вселенной.
12

13.

Заключение
13
Существует большое количество промышленных и лабораторных
способов получения водорода, так как водород практически не
встречается в чистой форме в природе.
Водород применяется в различных отраслях промышленности:
химической,
пищевой,
металлургической,
авиационной,
метеорологической, топливной и т.д.
У водорода существует большое количество изотопов, но хорошо
изучены из них лишь 3. Дейтерий и тритий являются спасением
человечества от энергетического голода, т.к. в управляемых
термоядерных процессах каждый литр природной воды будет давать
столько же энергии, сколько ее дают сейчас 300 л бензина.
Водород – удивительный элемент. После его открытия удалость
понять, как построены кислоты и основания - эти важнейшие классы
химических соединений. Он стал незаменимым лабораторным
реактивом – осаждал металлы из растворов солей, восстанавливал
металлические окислы. Именно от водорода ведут ученые длинную
цепочку превращений атомных ядер. Благодаря изучению водорода
целый спектр наук получил возможность развиваться.

14. Благодарю за внимание!

14