Vodík v lexikóne pre študentov pri štúdiu chémie
Vodík je plynný nekov. Je to najľahší prvok. Ako prvok 1. periódy má v škrupine iba jeden elektrón. Väčšina vodíkových väzieb je kovalentná. Vodík vykazuje vlastnosti alkalických kovov aj halogénov. Je horľavý a nemožno ho zaradiť do 1. ani do 7. hlavnej skupiny. Vodík je vo forme molekúl.
Vlastnosti prvku
Konstanty látok a frekvencia výskytu v prírode
| Hustota pri 25 ° C | 0,089 |
| Mohsova a Brinellova tvrdosť | |
| Rýchlosť zvuku v | 1284 |
| Teplota topenia v ° C | -259,1 |
| špecifické teplo tavenia v | 119 |
| Teplota varu v ° C | -252,5 |
| Štandardná entropia S0 in | 131 |
| špecifické odparovacie teplo v | 896,82 |
| Tepelná vodivosť v (pri 27 ° C) | 0,1815 |
| špecifická tepelná kapacita v | 14.05 |
| Koeficient objemovej rozťažnosti v 10-3 | |
| špec. elektrický odpor v | |
| Podiel na zemskom obale v% (atmosféra, Voda, zemská kôra do hĺbky 10 km) | 0,88 |
Model palivového článku: Energia uvoľnená počas oxidácie vodíka sa prevedie priamo na elektrickú energiu.
Model škrupiny
Obdobie: 1 (K)
Hlavná skupina: I.
Externé elektróny: 1
Izotopy prvku
| Atómové číslo Z | Omša číslo A | Atómová hmotnosť v u | frekvencia v% | Typ žiarenia a energia v MeV | Polovičný život |
| 1 | 1 | 1,007 825 | 99,985 | ||
| 2 | 2,014 102 | 0,015 | |||
| 3 | 3,016 050 | p: 0,02 | 12,3 a |
Schéma energetickej úrovne
Ostatné vlastnosti
Vodík je najľahší prvok (0,084 g/l pri 1 013 hPa). Pri normálnej teplote je to bezfarebný plyn bez chuti, ktorý je vo vode len ťažko rozpustný. Pri -253 ° C sa stáva tekutým a pri -259 ° C tuhým. Vodík je za normálnej teploty relatívne inertný. Čistý vodík horí vo vzduchu (reakcia s atmosférickým kyslíkom) so slabým modrým plameňom za vzniku vody. Vodík vytvára výbušné zmesi s kyslíkom (oxyhydrogen), ako aj s chlórom (oxyhydrogen). Ak sa dodáva tepelná energia, vodík reaguje s alkalickými kovmi a kovmi alkalických zemín za vzniku zodpovedajúcich zlúčenín.
objav
Vodík objavil anglický vedec HENRY CAVENDISH v roku 1766, keď reagoval na základné kovy s kyselinami. Element nazval „phlogiston“. V roku 1783 sa A. L. de LAVOISIEROVI podarilo syntetizovať plyny vodík a kyslík na vodu. LAVOISIER potom pomenoval vodík podľa dvoch gréckych výrazov: hydro (voda) a gennao (generujem) ako «hydrogén» - generujem vodu. V roku 1814 predstavil symbol prvku „H“ BERZELIUS.
Výskyt/výroba
Vodík je najbežnejším prvkom vo vesmíre (slnko: viac ako 50% hmotnosti; Mliečna dráha a zvyšok vesmíru: asi 70 - 80% hmotnosti) a jedným z najbežnejších prvkov na Zemi. V elementárnej forme sa však vodík vyskytuje iba v stopách (v zemskej atmosfére a v sopečných plynoch). Je chemicky viazaný v anorganických zlúčeninách, ako je voda, kyseliny, hydroxidy a hydridy, a v mnohých organických zlúčeninách (napr. Bielkoviny, tuky, uhľohydráty, ropa a zemný plyn). Priemyselne sa vodík získava rôznymi spôsobmi: a) zo zemného plynu štiepením parou: plynné uhľovodíky (napr. Metán) reagujú s vodnou parou pri 800 ° C; Použitie katalyzátorov obsahujúcich nikel; b) z uhlia (koksu) splyňovaním uhlia: vodná para reaguje so žeravým koksom pri 1 200 ° C; c) elektrolýzou (elektrolytický rozklad vody): voda sa rozkladá vplyvom elektriny. V laboratóriu sa okrem iného používa vodík. v generátore sklopného plynu reakciou zinku s kyselinou chlorovodíkovou.
použitie
Elementárny (molekulárny) vodík sa používa ako východiskový materiál na výrobu amoniaku, kyseliny chlorovodíkovej, metanolu, anilínu a mnohých ďalších látok. Používa sa ako zvárací plyn (autogénne zváranie). V metalurgii je potrebný ako redukčné činidlo na extrakciu kovov. Vodík sa používa ako palivo a pri výrobe energie má čoraz väčší význam. Vodík sa používa ako palivo v palivových článkoch. V minulosti sa vodík používal aj ako náplň balónov. Počas katastrofy na Lakehurst však v New Yorku v roku 1937 explodoval zeppelin menom Hindenburg. Táto vzducholoď obsahovala 200 000 m3 vodíka. Oheň spôsobil výbuch celej vzducholode. Zahynulo 35 ľudí.
Dôležité spojenia
anorganické zlúčeniny:
- Voda: H2O (základ všetkých životných procesov: rozpúšťadlá a dopravné prostriedky, metabolické médium, stavebný materiál, potraviny, napučiavadlo)
- Kyseliny, napr. B. Kyselina sírová: H2SO4
- Hydroxidy, napr. B. Hydroxid sodný: NaOH
- Soli, napr. B. Dusičnan amónny: NH4NO3
- Hydráty (kryštalická voda v mineráloch), napr. B. Síran vápenatý: CaSO4 x 2 H2O (sadra)
- Hydridy, napr. B. Hydrid draselný: KH
Organické zlúčeniny:
- Sacharidy, napr. B. Glukóza (hroznový cukor): C6H1 2O6
- Tuky: zlúčeniny (estery) vyrobené z glycerolu (glycerínu) a mastných kyselín
- Bielkoviny: zlúčeniny z aminokyselín
- Ropa, zemný plyn
Vodík sa skladá z dvojatómových molekúl.