Презентация, доклад на тему Химические и физические свойства водорода. часть 2

некоторых металлах: Ni, Pd, Pt.
По данным современной космохимии водород является самым распространенным элементом Вселенной.
Основная форма существования водорода в космическом пространстве – отдельные атомы.
По распространенности на Земле водород занимает 9 место среди всех элементов.
Основное количество водорода на Земле находится в связанном состоянии – в составе воды, нефти, природного газа, каменного угля и т.д.
В виде простого вещества водород встречается редко – в составе вулканических газов.

Физические свойства водорода

объясняется высокой прочностью связей в молекуле.

Химические свойства водорода

Рассмотрим строение молекулы водорода H.
Каждый атом водорода на внешнем энергетическом уровне несет 1 неспаренный электрон. Для отображения атома используем структуру Льюиса – это схема строения внешнего энергетического уровня атома, когда электроны обозначаются точками. Модели точечных структур Люьиса неплохо помогают при работе с элементами второго периода.
H + H = H:H
В молекуле водорода одна общая электронная пара и одна химическая связь H–H.



Эта электронная пара не смещается ни к одному из атомов водорода, т.к. электроотрицательность у атомов водорода одинаковая. Такая связь называется ковалентной неполярной.

При нагревании вступает во взаимодействие практически со всеми простыми веществами, образованными элементами главных подгрупп (кроме благородных газов, B, Si, P, Al).

В химических реакциях может выступать как
в роли восстановителя (чаще), так и окислителя (реже).

н

н

металлами и фтором, который является сильным окислителем, в результате чего образуется плавиковая кислота HF или фтороводород;
при соблюдении жестких условий взаимодействует с большинством неметаллов;
обладает способностью восстанавливать металлы до простых веществ из их оксидов (этот промышленный способ получения металлов называют водородотермией).

В органических синтезах используются реакции насыщения водородом (гидрирования) и реакции отщепления водорода от молекулы (дегидрирования).
Эти способы позволяют получать углеводороды и другие органические соединения.

Химические свойства ВОДОРОДА

Окислительные свойства:
взаимодействует с активными (щелочными и щелочноземельными) металлами, в результате чего образуются гидриды — солеподобные образования;
при реакции водорода
(под воздействием сильной освещенности или при нагревании)
с малоактивными металлами также образуются гидриды.

(t );
H2 + S = H2S (t  = 150 – 300 C);
3H2 + N2 ↔ 2NH3 (t  = 500 C, p, kat = Fe, Pt);
2H2 + C ↔ CH4 (t , p, kat).

Водород проявляет свойства восстановителя 
Н20 -2е → 2Н+
в следующих реакциях:

2. Водород реагирует с галогенами:
H2 + Hal2 = 2HHal;
причем, реакция взаимодействия со фтором tкомн со взрывом:
H2 + F2 = 2HF
с хлором – hν (при освещении или УФ-облучении):
H2 + Cl2 = 2HCl
с бромом и йодом только при нагревании; 
H2 + Br2 = 2HBr
H2 + I2 = 2HI
кислородом (смесь кислорода и водорода в объемном отношении 2:1 называют «гремучим газом»),
серой, азотом и углеродом:

Реакции взаимодействия с простыми веществами

металлы,
стоящие в ряду активности правее цинка:

CuO + H2 = Cu + H2O (t );

Fe2O3 + 3H2 = 2Fe + 3H2O (t );

WO3 + 3H2 = W + 3H2O (t ).

Реакции взаимодействия со сложными веществами

Водород реагирует с оксидами неметаллов:

H2 + CO2 ↔ CO + H2O (t);
2H2 + CO ↔ CH3OH
(t  = 300 C, p = 250 – 300 атм., kat = ZnO, Cr2O3).

H2 ↔ CH3-CH(OH)-CH3.

Водород вступает в реакции гидрирования с органическими соединениями класса: циклоалканов, алкенов, аренов, альдегидов и кетонов и др.

Все эти реакции проводят при нагревании, под давлением, в качестве катализаторов используют платину или никель:

Реакции взаимодействия со сложными веществами

→ 2Н—

выступает в реакциях взаимодействия со щелочными и щелочноземельными металлами.

При этом образуются гидриды – кристаллические ионные соединения,

в которых водород проявляет степень окисления -1.

Гидриды металлов – сильные восстановители:

NaH + H2O = NaOH + H2

отличаться числом имеющихся у них нейтронов.
Такие различные атомы одного и того же элемента называются изотопами.
Количество протонов, а также количество электронов у изотопа и исходного элемента совпадает. 
По этой причине в природе существует гораздо больше химических элементов,
чем указано в таблице Д.И. Менделеева,
которая систематизирует элементы по числу протонов
(порядковый номер).

Изотопы

дейтерия 2Н (D)
(0,015%) – и радиоактивного изотопа трития 3Н (Т)

Изото́пы водорода — разновидности атомов (и ядер) химического элемента водорода, имеющие разное содержание нейтронов в ядре. 
На данный момент известны 7 изотопов водорода.

Водород встречается в виде трёх изотопов,
которые имеют индивидуальные названия: 
1H — протий (Н), 2Н — дейтерий (D), 3Н — тритий (T; радиоактивный).
Протий и дейтерий являются стабильными изотопами
с массовыми числами 1 и 2.
Содержание их в природе следовательно составляет
99,9885 ± 0,0070 % и 0,0115 ± 0,0070 %.
Это соотношение может незначительно меняться исходя из источника и
способа получения водорода.
Изотоп водорода 3Н (тритий) нестабилен.
Его период полураспада составляет 12,32 лет.
Тритий содержится в природе в очень малых количествах.

+

+

+