Атом водню - найпростіший елемент
Відео: Хімія 9. Хімічний елемент водень - Академія цікавих наук
Водень - це хімічний елемент, найпростіший за своєю будовою і найпоширеніший в природі. За деякими науковими даними, на частку цього елемента доводиться понад дев`яноста відсотків всіх атомів. Найбільш важлива сполука, в якому присутній водень, - це вода. Її хімічна формула пишеться так: H2O. Атом водню складається з одного протона, що представляє ядро, і з одного електрона. Це єдиний елемент, який представляє собою горючий газ.
Відео: Цікаві факти - Солнце (частина 2)
Як розташований атом водню в періодичній таблиці?
Даний елемент розташований вгорі першої групи. Це зроблено з тієї причини, що атом водню, втрачаючи свій електрон, утворює позитивний іон з одним зарядом. Однак за певних умов водень може набувати металеві властивості. У звичайних умовах він проявляє тільки властивості, властиві неметаллам. Водень має значні відмінності від інших елементів, що належать першій групі.
Як отримати водень в умовах лабораторії?
Водень можна отримати за допомогою дії неконцентрірорванних кислот на метал: Zn (цинк в твердому стані) + 2HCl (водний розчин кислоти соляної) = ZnCl2 (водний розчин оксиду цинку) + H2 (газ)
Отримання водню за допомогою гідролізу: 2H3O- + 2e- = H2 (газ) + 2H2O (вода.)
Отримання водню можливо за допомогою дії лугів на алюміній або цинк. Ці метали можуть реагуватиме з водними розчинами гідроксиду калію або натрію. При цьому утворюється водень:
Zn (цинк) + 2OH- + 2H2O = (Zn (OH) 4) 2- (тетрагідроксоцінкат-іон)) + H2 (газ)
Al (алюміній) + 2OH- + 6H2O = (Al (OH) 4) - (тетрагідроксоалюмінат-іон) + H2 (газ).
Також даний хімічний елемент можна отримати при гідролізі водних розчинів: CaH2 (гідрид кальцію) + 2H2O (вода) = Ca (OH) 2 (Гідроксид кальцію) + 2H2 (водень).
ізотопи водню
Є три ізотопні форми даного хімічного елемента: протий, дейтерій і тритій. При цьому в природному водні міститься близько 99% протію, решті відсоток припадає на частку дейтерію. Третій ізотоп є радіоактивний нестійкий ізотоп. З цієї причини в природі він зустрічається тільки у вигляді слідів. Тритій випускає радіоактивні частинки, а його період напіврозпаду становить 12,3 року.
Ізотопні форми водню мають практично однакові хімічні властивості, однак вони суттєво відрізняються по фізичним. Для кожного водневого з`єднання є дейтерієву аналог. Найважливіший з них - це оксид дейтерію (або важка вода). Ця речовина використовується в ядерних реакторах. Отримують його за допомогою електролізу води.
Хімічні властивості водню
Розглянутий нами хімічний елемент може відновлювати неметали 4-7 груп, оксиди і органічні ненасичені сполуки, окисляти метали, створюючи в результаті гідриди.
з`єднання водню
Це іонні, комплексні і ковалентні гідриди, а також гідриди типу з`єднань впровадження.
отримання водню
- процес Бора;
- з природного газу або Нафти (лигроина);
- за допомогою крекінгу і риформінгу вуглеводнів;
- за допомогою електролізу розсолу (тобто водного розчину натрію хлориду).
Атом водню в квантовій механіці
Водневий атом має важливе значення в квантовій механіці, так як для нього проблема двох тіл має аналітичне наближене або точне значення. Ці рішення можна застосовувати до різних ізотопів водню, але з відповідною корекцією. Атом водню в квантовій механіці описується хвильової двочасткові функцією. Також він розглядається як не бере участь в русі електрон в електростатичному полі атомного важкого ядра.
Атом водню по Бору
У 1913 році Бор Нільс запропонував свою модель атома водню. Вона має безліч спрощень і припущень. Незважаючи на те, що модель була не зовсім правильної, Бор вивів з неї спектр випромінювання і отримав вірні значення рівнів енергії атома.
