1 Водород

Водород в периодической
таблице Д.И.Менделеева
H
H
He
Li
Be
B
C
N
O
F
Ne
Na
Mg
Al
Si
P
S
Cl
Ar
K
Ca
Cu
Rb
Zn Ga
Y
Cd In
Fr
111
La
Ra
112
As
Sn
Hg Tl
Ac
Nb
Hf
114
Mo
Fe
Co
Tc
W
Po
Ru
Rh
116
Pd
Xe
Re
Os
Ir
At
Sg
Ni
Kr
I
Ta
Db
Mn
Br
Te
Bi
Rf
Cr
Se
Sb
Pb
*
V
Zr
*
Ba
Au
Ti
Ge
Sr
Ag
Cs
Sc
Pt
Rn
Bh
Hs
Mt
Ds
1
118
Дейтериевая лампа
2
Газоразрядная трубка с
водородом
3
Газоразрядная трубка с дейтерием
Водород в периодической таблице
Д.И.Менделеева
H
He
Li Be B C N O F
Ne
Na Mg Al Si P S Cl
Ar
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni
Cu Zn Ga Ge As Se Br
Kr
4
Газоразрядная трубка с тритием
5
Изотопы
Нуклид Распростра- Т1/2
ненность в
природе, %
1Н
2Н
3Н
99,985
0,015
0
Ядерный Ядерный Примеспин, I
магнитный нение
момент
Стаб. ½
Стаб. 1
12,26 ½
г
+2,79284
+0,85743
+2,97896
Энергия ионизации
1312,0 кДж/моль
Сродство к электрону
72,8 кДж/моль
Электроотрицательность 2,20 (по Полингу)
7,18 эв (абсолютная)
ЯМР
ЯМР
Метка в
мед.
6
Физические свойства
протия, дейтерия и трития
свойства
протий
дейтерий
тритий
Температура плавления, К
13,957
18,73
20,62
Температура кипения, К
20,39
23,67
25,04
Теплота плавления, кДж/моль
0,117
0,197
0,250
Теплота испарения, кДж/моль
0,904
1,226
1,393
Критическая температура, К
33,19
38,35
40,6 (р.)
Критическое давление, атм
12,98
16,43
18,1 (р.)
Теплота диссоциации, кДж/моль
435,88
443,35
446,9
Межъядерное расстояние, нм
0,07414
0,07414
(0,07414)
7
1 г водорода
8
Получение водорода
•
•
•
•
Лабораторные
способы
Zn + H2SO4 =
ZnSO4 + H2
LiH + H2O = LiOH + H2
2Al + 2NaOH + 6H2O =
2Na[Al(OH)4] + 3H2
2H2O = 2H2 + O2
(электролиз)
Промышленное
получение:
• CH4 + H2O = CO + 3H2
(1100 oC)
• CO + H2O = CO2 + H2
(400 оС, катализатор)
• Мировое
производство:
350*109 т/год
9
Энергии ковалентных
связей с участием водорода
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Связь
H–H
H–F
H – Cl
H – Br
H–I
H–C
H–N
H–S
H – Se
P–H
r,пм
74,14
91,7
127,4
140,8
160,9
109,3
101
133,5
146
144
Е, кДж/моль
453,6
566
431
366
299
411
390
347
305
326
10
Температуры кипения
галогенводородов
40
20
HF
Т кип
0
0,08
-20
0,1
0,12
0,14
-40
0,16
0,18
HI
-60
HBr
-80
-100
HCl
длина связи, нм
11
Температуры кипения
водородных соединений
VI группы
120
H2O
100
80
60
Т кип
40
H2Te
20
0
-200,08
-40
0,1
0,12
0,14
H2S
0,16
0,18
H2Se
-60
-80
длина связи, нм
12
Температуры кипения
водородных соединений V
группы
0
-100,08
0,1
0,12
0,14
0,16
-20
-30
0,18
SbH3
NH3
Т кип
-40
-50
-60
AsH3
-70
-80
PH3
-90
-100
длина связи, нм
13
Автопротолиз
14
Диссоциация в водном
растворе
15
Термодинамические
параметры процессов
диссоциации
16
Гидраты протона
17
Взаимодействие водорода
с металлами
1. H2(газ)
H2(адс.)
2. H2(адс.)
2H(адс.)
3. H(адс.)
H(абс.)
Ni, Pd, Pt – катализаторы гидрирования
Водород «в момент выделения» ?
www.periodictable.ru
http://periodicvideos.com
18
• Водородный
аэростат
профессора
Шарля
http://flyhistory.ru/books/item/f00/s00/
z0000007/pic/000004.jpg